JP3123861U - ボールエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】 エンドミル本体の先端に切れ刃がロー付けにて一体化されるボールエンドミルにおいて、切れ刃を小型化した場合でもロー付け部位を集中的に冷却し、被加工物の熱は保持されるようにして加工効率の向上を図り、且つ製造が容易で、安価に作製できるようにする。
【解決手段】 エンドミル本体２の先端部に嵌合溝４を形成し、エンドミル本体２の軸中心に沿って穿設される冷却液供給孔７の一端側を嵌合溝４内に嵌合させるとともに、嵌合溝４の基端側に、該溝４に直交する方向に、嵌合溝４を貫く一対の通し孔６を形成する。切れ刃３には、嵌合溝４に嵌合可能な嵌合凸片８を設け、この嵌合凸片８の中心部に、冷却液供給孔７と通し孔６とを連通させるための切欠き凹部８ｄを設け、嵌合凸片８と嵌合溝４とを嵌合させてロー付けにて一体化する。
【選択図】 図２

Description

本考案は、シャンク部に切れ刃がロー付けで一体化されるボールエンドミルのロー付け部位の冷却効果を高め、また、加工性の向上を図るための技術に関する。

従来、例えば、金型等の三次元曲面を加工する場合に広く使用されるボールエンドミルとして、シャンク部の先端に切れ刃部がロー付けで一体化されるボールエンドミルが知られており、このようなボールエンドミルとして、ロー付けの接合部位を中心として生じる不連続な振動に起因する切削抵抗の増大や、工具の異常磨耗や、加工面精度の低下を防止するため、シャンク部の熱膨張係数を切れ刃部より大きいものとし、切れ刃部を楔状の凸形にするとともに、シャンク部側をこれに嵌合する凹形として、両者をロー付けにより接合一体化するような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
一方、ボールエンドミルの分割多刃（マルチ刃）を工具本体に着脱自在にしたものの冷却構造として、工具本体の中心軸方向に沿って冷却媒体の供給通路を一本形成し、この供給通路の延出端部から各分割多刃に向けて分岐通路を設けて複数箇所の噴出口から冷却媒体を噴き出させるようにした技術も知られている。（例えば、特許文献２参照。）
実開平５−１２０２８号公報 特開平２−１５８１５号公報

ところが、特許文献１のような、切れ刃部とシャンク部の接合構造の場合、高価な材料からなる切れ刃部側をより小型化して安価に作製しようとした場合に、ロー付け箇所が加工位置に近くなって加工熱の影響を受けやすくなるが、ロー付け部を効果的に冷却することができないため、切削抵抗の軽減や工具の異常磨耗の防止や加工精度の向上等を図ることができないという問題があった。
また、特許文献２のように、冷却媒体の供給通路を一本の軸孔から複数箇所に分岐させて噴出口を開口させる構造は、シャンクへの孔明け作業が複雑となり、製造が簡単ではなかった。また、冷却媒体が被加工物に向けて直接吹き付けられる構造のため、被加工物の熱が奪われやすく、被加工物の軟化が制限されて加工効率が低下するという問題もあった。

そこで本考案は、シャンク部の先端に切れ刃がロー付けにて一体化されるボールエンドミルにおいて、工具のロー付け部を集中的に冷却できるようにする一方、被加工物の熱は可能な限り保持されるようにして加工効率の向上や、工具の寿命延長や、加工精度の向上を図るとともに、製造が容易で且つ切れ刃をより小型化して安価なボールエンドミルを作製できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本考案は、エンドミル本体の先端部に超硬素材からなる切れ刃がロー付けにて一体化されるボールエンドミルにおいて、前記エンドミル本体の先端部に、切れ刃の嵌合凸片を埋め込ませることのできる嵌合溝を直径方向に横断する形態で設け、この溝の基端側寄りに、該嵌合溝に直交する直径方向に嵌合溝内と外周溝とを連通させる一対の通し孔を設けるとともに、エンドミル本体の軸中心部には、前記嵌合溝内に開口する冷却液供給孔を軸方向に沿って形成し、また、前記切れ刃の嵌合凸片の先端側中央部に、前記冷却液供給孔と貫通孔とを連通させることのできる切欠き凹部を形成するようにした。

こうすることにより、冷却液供給孔から供給される冷却液は、切れ刃の切欠き凹部を通ってエンドミル本体の通し孔から外周溝に流され、切れ刃を小型化してロー付け箇所が加工部位に近づいても、ロー付け箇所を集中的に冷却できるとともに、その後、冷却済みの冷却液が被加工物に接触するようになるため、被加工物の加工熱を極度に奪うような事態が抑制され、被加工物を柔らかい状態に維持できて、加工効率を損なう恐れがない。また、工具の製作においては、エンドミル本体に対して、軸中心の冷却液供給孔と、先端の嵌合溝を成形する加工だけでよく、また、切れ刃に対して、嵌合凸片と切欠き凹部を成形する加工だけでよいため、加工が簡単で、しかも、高価な材料からなる切れ刃の小型化と相俟って製作費が安価となる。
なお、切れ刃の超硬素材としては、例えば超硬合金、サーメットなどである。

また本考案では、前記エンドミル本体に、前記冷却液供給孔の通路面積を調整することができる流路面積調整機構を設けるようにした。
そして、この流路面積調整機構により冷却液供給孔の通路面積を調整できるようにしておけば、必要な場合に冷却液の供給量を少なくできるようになり、被加工物の加工熱を極度に奪うような事態が一層抑制され、加工効率を一層高めることができる。

エンドミル本体の先端部に嵌合溝が形成され、この嵌合溝に切れ刃の嵌合凸片を嵌合させてロー付けしたボールエンドミルにおいて、エンドミル本体の中心軸に形成した冷却液供給孔を通して、切れ刃の嵌合凸片の切欠き凹部、通し孔を介して冷却液を供給することにより、切れ刃を小型化した場合でも、加工部位に近づくロー付け部位を効果的に冷却できる一方、被加工物の冷却が抑制されるため、効率良く加工できる。しかも製作が容易で、製作費が安価に済む。
また、エンドミル本体に、冷却液供給孔の通路面積を調整可能な流路面積調整機構を設ければ、必要に応じて冷却液の供給量を少なく調整できるようになり、被加工物が冷却されるのを一層抑制できて加工効率を一層向上させることができる。

本考案の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本ボールエンドミルの全体図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は切れ刃側からみた平面図、図２は切れ刃とエンドミル本体の結合部分を示す斜視図、図３は同側面図、図４はエンドミル本体の流路面積調整機構の一例を示す説明図である。

ボールエンドミルは、例えば金型のような三次元曲面を加工するにあたり、高能率、高速で切削できる工具として多用されており、緻密な仕上げ面を得ることができる反面、刃先がＲ形状で、被加工物との間に大きな圧力がかかり、先端部が回転しないため、刃こぼれ、磨耗が激しいという特性を有するものである。

そこで、本考案のボールエンドミルは、シャンク部の先端に切れ刃がロー付けにて一体化されるタイプのボールエンドミルにおいて、製造が容易でしかも安価に、且つ、切れ刃を小型化した場合でも、加工熱の影響を受けやすくなるロー付け部を集中的に冷却できて工具寿命の延長を図ることができ、しかも、被加工物の熱を可能な限り奪わないで、軟化の状態を維持することにより加工効率の向上が図れるようにされている。

すなわち、図１乃至図３に示すように、本ボールエンドミル１は、例えば鋼材や超硬合金等から成形されるエンドミル本体２と、超硬合金、サーメットなどの超硬素材からなる切れ刃３とがロー付けにて一体化されたものであり、切れ刃３に高価な素材を使用しても、エンドミル本体２に比較的安価な材料を使用することで、コストのかからない工具にすることができる。

前記エンドミル本体２の先端部には、図２に示すように、直径方向に横断する形態の嵌合溝４が設けられており、また、この嵌合溝４に直交する直径方向には、嵌合溝４を貫いて嵌合溝４内と外周溝５との間を連通せしめることのできる一対の通し孔６が、嵌合溝４の基端側に設けられている。
また、エンドミル本体２の軸中心部には、冷却液供給孔７が長手方向に貫通状態で設けられており、一端側が嵌合溝４内に開口している。

前記切れ刃３は、前記嵌合溝４に嵌合することのできる嵌合凸片８を一体に備えており、この嵌合凸片８の先端側中央部には、図２、図３に示すような切欠き凹部８ｄが設けられている。そして、切れ刃３の嵌合凸片８を嵌合溝４に嵌合させると、切欠き凹部８ｄが冷却液供給孔７の開口部上に位置すると同時に、通し孔６の延長線上に位置するようにされており、この状態でロー付けされる。

このため、冷却液供給孔７と通し孔６とは、切欠き凹部８ｄを介して連通されることになり、冷却液供給孔７を通して送られた冷却液は、切欠き凹部８ｄや、通し孔６を通って、外周溝５に流れ出す。

以上のようなボールエンドミル１において、切れ刃３の嵌合凸片８とエンドミル本体２の嵌合溝４とを嵌合させ、両者の接合面をロー付けする。この際、ロー材によって通し孔６が潰れた場合などには、通し孔６に挿入可能なドリル等を使用してロー材を排除すれば、簡単に潰れを無くすことができる。

こうして形成されたボールエンドミル１は、加工に伴って冷却液供給孔７から冷却液が供給される。すると、冷却液は、切欠き凹部８ｄや通し孔６を流通することにより、近傍のロー付け箇所を集中的に冷却し、その後、外周溝５に流出する。
このため、ロー付け部の接合部位を中心として不連続な振動等が発生することがなく、また、これに起因する切削抵抗の増大や、工具の異常磨耗や、加工面精度の低下が防止される。

また、通し孔６から流出した冷却液は、一部が被加工物の加工部位に接触することもあり得るが、冷却液を直接被加工物の加工部位に吹き付けるのに較べて、被加工物の温度を極端に奪うようなことがない。
このため、被加工物の加工熱が保持されてある程度の軟化状態が維持され、加工効率が良好となる。
なお、この際、冷却液供給孔７から供給する冷却液を、必要に応じて少なく供給するようにすれば、被加工物の加工熱を保持するのに効果的である。

また、本ボールエンドミル１を作製するにあたり、エンドミル本体２には、軸中心の冷却液供給孔７と嵌合溝４と通し孔６を加工し、切れ刃３には、嵌合凸片８や切欠き凹部８ｄを加工する必要があるが、これらはいずれも一本の単純な孔や溝や凸部や切欠きであるため、加工容易であり、製作費が安価に済む。
更に、高価な材料を使用する切れ刃３も小型化が可能なため、一層安価である。

ところで、以上のようなボールエンドミル１において、冷却液供給孔７の通路面積を調整することができるよう、図４に示すように、エンドミル本体２に流路面積調整機構１０を設けるようにしてもよい。そしてこの場合は、エンドミル本体２に、冷却液供給孔７内に向けて開口するネジ孔１１を設け、このネジ孔１１に螺合させた調整ネジ１２の出し入れによって通路面積を調整できるようにする。
そして、加工の態様等により冷却液の供給量を適切に調整することにより、被加工物の一層の保温を図ることができる。

以上のように、本考案のボールエンドミルは、安価に且つ容易に作製できるとともに、ロー付け部を集中的に冷却することにより不連続な振動等を抑制することができ、また、工具の耐久性向上が図られ、しかも加工効率の向上が図れるため、例えば金型の複雑曲面等の加工に広く利用されることが期待される。

本ボールエンドミルの全体図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は切れ刃側からみた平面図 切れ刃とエンドミル本体の結合部分を示す斜視図 同側面図 エンドミル本体の流路面積調整機構の一例の説明図

符号の説明

１…ボールエンドミル、２…エンドミル本体、３…切れ刃、４…嵌合溝、５…外周溝、６…通し孔、７…冷却液供給孔、８…嵌合凸片、８ｄ…切欠き凹部、１０…流路面積調整機構。

Claims (2)

1. エンドミル本体の先端部に超硬素材からなる切れ刃がロー付けにて一体化されるボールエンドミルであって、前記エンドミル本体の先端部には、切れ刃の嵌合凸片を埋め込ませることのできる嵌合溝が直径方向に横断する形態で設けられ、この溝の基端側寄りには、該嵌合溝に直交する直径方向に嵌合溝内と外周溝とを連通させる一対の通し孔が設けられるとともに、エンドミル本体の軸中心部には、前記嵌合溝内に開口する冷却液供給孔が軸方向に沿って形成され、また、前記切れ刃の嵌合凸片の先端側中央部には、前記冷却液供給孔と通し孔とを連通させることのできる切欠き凹部が形成されることを特徴とするボールエンドミル。
2. 前記エンドミル本体には、前記冷却液供給孔の通路面積を調整することができる流路面積調整機構が設けられることを特徴とする請求項１に記載のボールエンドミル。
   

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