JP3189725B2 - ボールエンドミル - Google Patents

ボールエンドミル

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JP3189725B2
JP3189725B2 JP05661097A JP5661097A JP3189725B2 JP 3189725 B2 JP3189725 B2 JP 3189725B2 JP 05661097 A JP05661097 A JP 05661097A JP 5661097 A JP5661097 A JP 5661097A JP 3189725 B2 JP3189725 B2 JP 3189725B2
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JP
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axis
cutting edge
cutting
end mill
ball end
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勝彦 佐藤
隆広 佐藤
武史 広瀬
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009Ball nose end mills

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールエンドミル
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ソリッドタイプのボールエンドミ
ルの一例として、実公昭58−52011号公報に示す
ものがある。このボールエンドミル1を図5に示す先端
面図で説明すると、工具本体2の回転軸線Oに対向して
その外周面に一対の切屑排出溝3がねじれ溝状に形成さ
れ、工具本体2の略半球状先端部2aにおいて、各切屑
排出溝3の回転方向を向く壁面の先端部に主切刃5と副
切刃6とが形成されている。主切刃5は半球状の先端部
2aを外周側から回転軸線Oの位置まで延在しており、
副切刃6は外周側から回転軸線Oに対して若干の距離を
残して終わっており、主切刃5と副切刃6との間に切欠
部7が形成されている。しかしながら、回転軸線O付近
では工具本体2の周速が低いために、回転軸線Oの位置
まで延在する主切刃5の先端部が欠損しやすく、主切刃
5の寿命が非常に短いという欠点がある。
【0003】これに対して、例えば図6及び図7に示す
ボールエンドミル8が提案されている。このボールエン
ドミル8では、一対の切屑排出溝9、9が回転軸線に沿
って螺旋状に形成され、その回転方向を向く壁面の稜線
の先端部にそれぞれ切刃10、11が設けられている。
図7に示す先端面図において、その交点が回転軸線O上
に位置して互いに直交するX−Y軸を仮想的に描いたと
して、一対の切刃10、11はそれぞれ芯上がりに形成
され、Y軸を挟んでその両側に互いにほぼ等距離の位置
にあるものとする。しかも各切刃10、11は回転軸線
Oに対してほぼ回転対称とされ、外周側からY軸に沿っ
て径方向に延びてX軸の位置まで延在している。そし
て、両切刃10、11の端部はX軸上での距離がmとさ
れている。2つの切刃10、11をこのように構成すれ
ば、いずれの切刃10、11も回転中心Oから外れてい
るので切刃寿命が長くなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のボールエンドミル8では、両切刃10、11
で挟まれる心厚部12の幅が(距離m)が小さいため
に、心厚部12で切刃10、11が欠損し易いという欠
点がある。距離mを大きくして心厚部12を厚くする
と、ボールエンドミル8の先端部における削り残し部が
大きくなり加工能力が低下するという欠点が生じる。し
かも、切削領域の中心部を2枚の切刃10、11で切削
することになるから、切刃10、11の振れのために回
転軸線O周りの中心部での加工面精度が低下するという
欠点もある。本発明は、このような実情に鑑みて、切刃
の欠損を抑えて加工面精度を向上できるようにしたボー
ルエンドミルを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るボールエン
ドミルは、略半球状の先端部を有する工具本体に一対の
切屑排出溝が対向して形成され、これら切屑排出溝の先
端にそれぞれ切刃が設けられたボールエンドミルにおい
て、工具本体の先端面視で、その交点が工具本体の回転
軸線上にあって互いに直交する仮想のX−Y軸に対し
て、2つの切刃がY軸を挟んで両側に位置して径方向に
延びており、一方の切刃は芯上がりとされて外周側から
少なくともX軸まで延在し、他方の切刃は外周側からX
軸に至らない位置まで延在していることを特徴とする。
切削に際して、一方の切刃は芯上がりとされ他方の切刃
はX軸に至らないから、回転軸線O近傍に切刃がなくこ
の領域の切刃が欠損することを防止でき、しかも両切刃
はX軸方向に対向していないので、両切刃間の狭い芯厚
部が形成されず、この点でも切刃の欠損を防止できる。
しかも、一方の切刃は少なくともX軸まで延在するため
に両切刃間の凹部の領域の削り残しを工具本体の先端部
で押しつぶすことができる。
【0006】また、2つの切刃の端部間のY軸方向の距
離nは、工具本体の先端部の外径をDとして、0<n≦
0.3Dとされていることを特徴とする。両切刃の欠損
を抑制できる上に、中心付近が一方の切刃のみで切削さ
れるためにこの切刃に過大な切削抵抗をかけることなく
加工精度を向上できる。尚、他方の切刃も芯上がりとし
て、両切刃をほぼ回転対称の位置に配設してもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
及び図2により説明する。図1は実施の形態によるボー
ルエンドミルの刃部の側面図、図2は図1に示すボール
エンドミルの先端面図である。図1に示すボールエンド
ミル20において、工具本体21の先端側の刃部22の
外周面には回転軸線Oに沿って断面視略V字形の一対の
切屑排出溝23、23が対向して螺旋状に形成されてい
る。そして、工具本体21の先端部21aは略半球状に
形成されており、各切屑排出溝23の回転方向を向く壁
面23aの先端側の稜線は、それぞれ主切刃24と副切
刃25とされ、外周側から回転軸線O付近に向けて径方
向に延びている。主切刃24及び副切刃25に接続され
る切屑排出溝23の壁面23aはすくい面とされ、先端
部21aの表面は逃げ面とされている。
【0008】図2に示す工具本体21の先端部21aに
おいて、互いに直交してその交点が回転軸線O上に位置
するX−Y軸を仮想的に描いたとして、2つの切刃2
4、25はY軸を挟んで両側に位置してY軸に対して互
いに最短に近い(又は最短の)等距離の位置にあり、し
かも回転軸線Oに対してほぼ回転対称の位置にあるもの
とする。各切刃24,25はそれぞれ芯上がりに形成さ
れ、主切刃24は外周側からY軸に沿って径方向に延び
てX軸上またはこれを越えた位置(図2ではX軸を若干
越えた位置)にその先端部24aがあるものとする。ま
た、副切刃25は主切刃24の反対側の外周側からY軸
に沿って径方向に延びてX軸に到達しない位置にその先
端部25aがあるものとする。そのため、両先端部24
a、25aはX軸方向に対向しておらず、主切刃24の
先端部24aと副切刃25の先端部25aとの間に凹部
26が形成されている。ここで、主切刃24と副切刃2
5を芯上がりとすることで、切刃が回転軸線Oに至らな
いので回転軸線O近傍の低速領域における切刃24、2
5の欠損を防止できる。主切刃24が少なくともX軸ま
で延びていることで、切削時の凹部26による削り残し
を先端部21aで押しつぶすことができる。
【0009】そして、Y軸方向における主切刃24と副
切刃25の各先端部24a、25a間の距離nは、工具
本体21の先端部21aにおける切刃24、25の外径
寸法をDとした時に、 0<n≦0.3D の範囲にあるものとする。ここで、nが0以下だと主切
刃24と副切刃25の各先端部24a、25aがX軸方
向に対向して、先端部24aと25aの距離(芯厚部)
がm程度に小さくなり、主切刃24及び副切刃25が欠
損しやすいという欠点が生じ、nが0を越えることで各
先端部24a、25aがY軸方向にずれてX軸方向に対
向しなくなるために切刃が欠損しにくくなる。また、n
が0.3Dを越えると主切刃24のみの1枚刃での回転
中心領域での切削範囲が広くなり、切削抵抗が大きくな
る欠点が生じる。
【0010】また、X軸方向における主切刃24と副切
刃25の各先端部24a、25a間の距離mは、 0<m≦0.2D の範囲にあることが好ましい。ここで、mが0以下だと
先端部24a、25a間の強度が小さくなり、0.2D
を越えると加工面(凹曲面)の精度が低下し、切削抵抗
が大きくなる欠点がある。
【0011】本実施の形態は上述のように構成されてい
るから、切削に際して、主切刃24と副切刃25がいず
れも芯上がりで副切刃24はX軸に到達していないため
に、回転軸線O近傍の低速領域の切削によって切刃が欠
損することを防止できる。しかも主切刃24は少なくと
もX軸まで延在するために、主切刃24と副切刃25と
の間の凹部26部分の削り残しを工具本体21の先端部
21aで押しつぶすことができる。また主切刃24と副
切刃25のY軸方向の距離nを0<n≦0.3Dとした
ことで、上述のように主切刃24と副切刃25の欠損を
抑制できる上に、回転中心付近が主切刃24のみで切削
されるために主切刃24に過大な切削抵抗をかけること
なく加工精度を向上できる。
【0012】次に実施の形態によるボールエンドミル2
0と、図6及び7に示す従来のボールエンドミル8を用
いて行った切削試験について説明する。 試験条件 被削材:SKD11(ダイス鋼:46HRC) ホルダ:MSTコーポレーション、BT40−CTH1
0−90(精密コレット使用) 切削条件:切削速度V(max)=101m/min 回転数N=8000min-1: 1刃当りの送り速度Sz:0.05mm/刃 テーブル送り速度U=800mm/min 軸方向切込み深さAd=1mm 一列のピッチPf=1mm ダウンカット、ドライ(エアーブロー) 使用機械:OKK、立形マシニングセンタ、PCV−4
0(3.7/5.5kW) 切削長:8.5m
【0013】以上の試験条件のもとで切削試験を行った
結果、それぞれの工具の回転軸線O周りの加工面におけ
る仕上げ面粗さの測定結果が図3及び図4に示すチャー
トとして得られた。本実施の形態のボールエンドミル2
0による仕上げ面粗さの測定結果は図3に示され、従来
のボールエンドミル8による仕上げ面粗さの測定結果は
図4に示されている。本実施の形態によるものの方が均
一で精度の良い仕上げ面粗さが得られたことが理解でき
る。
【0014】尚、上述の実施の形態では、2枚刃のボー
ルエンドミルについて説明したが、例えば4枚等、3枚
以上の切刃を備えていてもよい。また、副切刃25は芯
上がりとしたが、回転軸線Oまで到達していないから芯
上がりでなくてもよい。
【0015】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るボールエン
ドミルは、工具本体の先端面視で、その交点が工具本体
の回転軸線上にあって互いに直交する仮想のX−Y軸に
対して、2つの切刃がY軸を挟んで両側に位置して径方
向に延びており、一方の切刃は芯上がりとされて外周側
から少なくともX軸まで延在し、他方の切刃は外周側か
らX軸に至らない位置まで延在しているから、工具本体
の先端部の回転軸線O近傍に切刃がなくこの領域の切刃
が欠損することを防止でき、しかも両切刃はX軸方向に
対向していないので、両切刃で挟む狭い芯厚部が形成さ
れず、この点でも切刃の欠損を防止できる。しかも、一
方の切刃は少なくともX軸まで延在するために両切刃間
の領域の削り残しを工具本体の先端部で押しつぶすこと
ができる。また、2つの切刃の端部間のY軸方向の距離
nは、工具本体の先端部の外径をDとして、0<n≦
0.3Dとされているから、両切刃の欠損を抑制できる
上に、中心付近が一方の切刃のみで切削されるために一
方の切刃に過大な切削抵抗をかけることなく加工精度を
向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態によるボールエンドミル
の刃部の側面図である。
【図2】 図1に示すボールエンドミルの先端面図であ
る。
【図3】 実施の形態によるボールエンドミルの回転軸
線付近の加工面の仕上げ面粗さの測定結果を示す図であ
る。
【図4】 従来のボールエンドミルによる図4と同様な
図である。
【図5】 従来のボールエンドミルの先端面図である。
【図6】 他の従来のボールエンドミルの刃部の側面図
である。
【図7】 図6に示すボールエンドミルの先端面図であ
る。
【符号の説明】
20 ボールエンドミル 21 工具本体 24 主切刃 25 副切刃 26 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 武史 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社 筑波製作所 内 (56)参考文献 特開 平8−290319(JP,A) 実公 昭58−52011(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23C 5/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略半球状の先端部を有する工具本体に一
    対の切屑排出溝が対向して形成され、これら切屑排出溝
    の先端にそれぞれ切刃が設けられたボールエンドミルに
    おいて、 前記工具本体の先端面視で、その交点が工具本体の回転
    軸線上にあって互いに直交する仮想のX−Y軸に対し
    て、前記2つの切刃がY軸を挟んで両側に位置して径方
    向に延びており、一方の前記切刃は芯上がりとされて外
    周側から少なくともX軸まで延在し、他方の前記切刃は
    外周側からX軸に至らない位置まで延在しており、 かつ、前記2つの切刃の端部間のY軸方向の距離nは、
    工具本体の先端部の外径をDとして、0<n≦0.3D
    とされていることを特徴とするボールエンドミル。
JP05661097A 1997-03-11 1997-03-11 ボールエンドミル Expired - Lifetime JP3189725B2 (ja)

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IL159639A (en) * 2003-12-29 2009-09-22 Hanita Metal Works Ltd Ballnose end mill
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KR102359432B1 (ko) * 2017-06-30 2022-02-09 유니온쓰루 가부시키가이샤 볼 엔드밀

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