JP3318020B2 - ボールエンドミル - Google Patents

ボールエンドミル

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JP3318020B2
JP3318020B2 JP00865693A JP865693A JP3318020B2 JP 3318020 B2 JP3318020 B2 JP 3318020B2 JP 00865693 A JP00865693 A JP 00865693A JP 865693 A JP865693 A JP 865693A JP 3318020 B2 JP3318020 B2 JP 3318020B2
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JP
Japan
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bottom blade
blade
tool
end mill
ball end
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JP00865693A
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JPH06218611A (ja
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茂 坂井
栄七 高橋
尚史 小泉
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NS Tool Co Ltd
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NS Tool Co Ltd
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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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工具本体の先端部に回
転軌跡が半球状を呈するような底刃が形成されたボール
エンドミルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のボールエンドミルにおいて、切
屑の排除性、切刃構成を改善することにより切削性能の
向上を図ったものとしては、例えば次のようなボールエ
ンドミルがある。このボールエンドミルでは、工具本体
の先端部に二つの底刃が形成されており、工具本体の先
端側からみて一方の底刃は回転中心となる工具軸線上か
ら工具外周側に延びる凸曲線状に形成され、他方の底刃
はこの回転中心から切欠部を介して離間した位置から外
周側に延びるように形成されている。
【0003】なお、上記切欠部には、水平方向に補助切
刃稜が形成されるとともに、軸線方向には起立稜が形成
されている。また、各底刃の工具軸線方向基端側には当
該底刃に連なるように正のねじれ角を有する外周切刃が
形成されるとともに、底刃および外周切刃の工具回転方
向前方側には切屑排出溝が形成されている。そして、上
記他方の底刃の内周端と工具本体の先端部における回転
中心との間に形成された切欠部により、切屑排出溝がそ
の先端側で開放されるため切屑の排出性が改善され、ま
たこの切欠部に形成される補助切刃稜および起立稜によ
っても切屑の排除が促されるので、上記構成のボールエ
ンドミルによれば、これらによって切削性能の向上が図
られるというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ボールエンドミルやドリルなどにおける切削において
は、底刃の外周側から回転中心に向かうに従って切削速
度が漸次小さくなってゆき、回転中心においては0とな
ることが知られている。そして、これに従い切削抵抗は
漸次大きくなってゆき、回転中心においては被削材を削
り取るというよりは、むしろむしり取り押しつぶしてゆ
くような切削形態となる。このため、上述のような切屑
排除性の向上を図ったようなボールエンドミルをもって
しても、回転中心の近傍においては切屑の処理が困難と
なり、一部に切屑の凝着が発生して工具材質が大きく脱
落し、引いては刃先がチッピングを起こして工具寿命が
著しく短縮してしまうという問題があった。そして、こ
の傾向は、金型の3次元加工等において鋼材の切削効率
を高能率化しようと高速切削を行った場合などに特に顕
著となる。
【0005】本発明は、このような課題を解決して、特
に金型の3次元加工等における工具寿命の向上や切削の
高能率化を図ることを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決してかか
る目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転さ
れる工具本体の先端部に、上記軸線回りに半球状の回転
軌跡をなす底刃が形成されて成るボールエンドミルにお
いて、上記底刃が、上記工具本体の先端側からみて工具
回転方向の前方側に膨らむ凸曲線をなすように円弧状も
しくは楕円状を呈するように形成され、上記底刃の呈す
る円弧もしくは楕円の長軸と短軸との長さの比が1:1
〜2:1の範囲内に設定されていると共に、上記底刃の
すくい角は負角に設定されていて、当該底刃のすくい面
は底刃側から奥に向かうに従い底刃に沿った方向の幅が
漸次広がる凸曲面状に形成されていて、上記底刃で生成
された切屑がすくい面を擦過して奥へ向かう流出方向に
交差する方向へ引っ張り応力を受けて分断されるように
したことを特徴とする。
【0007】
【作用】上記構成のボールエンドミルでは、底刃が工具
本体の先端側からみて凸曲線状に形成されている上にす
くい角が負角に設定されているため、底刃に連なるすく
い面は底刃側から奥に向かうに従い、当該底刃に沿った
方向の幅が漸次広がるように形成されることとなる。こ
れにより、底刃によって生成されてこのすくい面上を擦
過する切屑は、すくい面の奥に向かって流出するに従
い、上記底刃に沿った方向にその幅が広げられるような
応力を受けることになり、これによって切屑を細かく分
断することが可能となる。従って、本発明によれば、底
刃の全長に亙って切屑の排出性を一層向上させることが
でき、切刃への切屑の凝着を防いで工具寿命の延長を図
るとともに切削抵抗の低減をなすことが可能となる。
【0008】
【実施例】図1ないし図8は、本発明の一実施例を示す
ものである。これらの図において工具本体1は、例えば
JIS規格におけるP種またはM種等の超硬合金やサー
メット等の硬質材料、あるいはそれらに種々のコーティ
ングを被覆処理した材料から形成されて軸状をなし、基
端側がシャンク部2とされるとともに先端部に刃部3が
設けられている。この刃部3には、その先端から工具本
体1の軸線O方向基端側に向かうに従い工具回転方向T
の後方側に向かうように捩れる3条の切屑排出溝4…が
形成されており、これらの切屑排出溝4…の工具回転方
向T側を向く壁面と刃部3の外周面および先端側を向く
面との交差稜線部に、それぞれ切刃5…が形成されてい
る。
【0009】ここで、これらの切刃5…は、それぞれ切
屑排出溝4の上記壁面と刃部3の外周面との交差稜線部
に形成される外周刃5Aと、この外周刃5Aの先端に連
なり、刃部3の先端において工具軸線O方向先端側から
みて工具本体1の外周側から内周側に向かう底刃5Bと
から構成されている。従って、図1および図4に示すよ
うに上記外周刃5Aは、各切屑排出溝4…の捩れに応じ
て捩れ刃状に形成されることとなる。一方、上記底刃5
B…は、図2および図5に示すように先端側からみて工
具回転方向Tの前方側に向かって膨らむ凸曲線状に形成
されている。さらに、切屑排出溝4の上記壁面のうち底
刃5Bに連なって該底刃5Bのすくい面7となる部分
は、底刃5Bから離間して奥に向かうに従い工具回転方
向Tの前方側に隆起するように形成されており、これに
よって底刃5Bには図6ないし図8に示すように負のす
くい角γが与えられるようになっている。
【0010】なお、本実施例では、これらの底刃5B…
が先端側からみてなす凸曲線は、図5に示すように軸線
Oを通る径線上に長軸を有する1/2楕円状をなすよう
に形成されている。また、この凸曲線がなす楕円の長軸
の長さAと短軸の長さBとの比A:Bは1:0.65〜
1:0.67程度に設定されている。さらに、上記3つ
の切刃5…の底刃5B…は、そのうちの一つが工具本体
1の先端側からみて工具軸線Oの近傍に到達するように
形成されているが、他の二つは工具軸線Oから切欠部6
を介して僅かに離間した位置から楕円状の凸曲線を描く
ように形成されている。さらにまた、本実施例では切刃
5…の外周刃5Aにおいても、そのすくい角(径方向す
くい角)は負角となるように設定されている。また、各
切刃5…は工具本体1の周回り方向に僅かに不等間隔と
なるように配置されている。
【0011】このような構成のボールエンドミルでは、
上述のように底刃5B…が工具本体1の先端側からみ
て、工具回転方向Tの前方側に向かって膨らむ楕円状の
凸曲線を描くように形成されているとともに、この底刃
5Bのすくい角γが負角に設定されているので、該切刃
5Bに連なるすくい面は底刃5B側から離間してその
奥側に向かうに従い当該底刃5Bに沿った方向の幅が漸
次広がる凸曲面状に形成されることとなる。このため底
刃5Bによって生成された切屑は、すくい面を擦過し
てその奥に向かい流出する間に、流出方向に対して交差
する方向への引張り応力を受けて細かく分断されてしま
う。そして、これにより切屑の良好な排出が促されて刃
先への凝着が防止されるので、上記構成のボールエンド
ミルによれば工具材質の脱落によるチッピングの発生を
防ぐことができ、このようなチッピングによって工具寿
命が著しく短縮されるような事態を未然に防ぐことが可
能となる。
【0012】また、このように切屑排出性の向上が図ら
れることから、切屑の詰まりなどによる切削抵抗の増加
をも防ぐことができ、さらにビビリなどの機械的振動を
低減することも可能になることから、工具寿命の一層の
延長を図ることも可能となる。さらにまた、すくい角γ
が負角側に設定されているために底刃5Bの刃先角を比
較的大きく設定することも可能となり、これによって切
刃5の刃先強度自体の向上を図ることもできるので、本
実施例のボールエンドミルによれば、より一層の工具寿
命の向上を図ることが可能となる。例えば、本実施例の
ボールエンドミルと、上述した従来例のボールエンドミ
ルとで、特に凝着の発生し易い被削材であるSKD11
の高速切削試験を同一の切削条件の下で行ったところ、
本実施例では通常の摩耗のみによって工具寿命が尽きた
のに対し、従来例では切削中に刃先にチッピングが発生
して実施例の数分の1〜10分の1程度で工具寿命が尽
きてしまった。また、底刃によって生成されて排出され
た切屑を比較したところ、実施例のボールエンドミルで
は従来例に比べて切屑が細かく分断されていた。
【0013】ところで、本実施例では、底刃5B…が工
具本体1の先端側からみてなす凸曲線を、長軸と短軸と
の長さの比A:Bが1:0.65〜1:0.67程度の楕
円状に形成したが、このように底刃5Bがなす凸曲線を
楕円状に形成する場合には、上記長さの比A:Bは1:
1〜2:1の範囲内に設定されるのが望ましい。これ
は、この比A:Bが1:1を下回ると、すなわち先端側
からみて底刃5Bが半円を描くように形成されている状
態よりも工具本体1の径方向に偏平した形状になると、
工具回転方向Tへの底刃5Bの膨らみが大きくなり過ぎ
て、十分な大きさの切屑排出溝4を確保することが困難
となるおそれが生じるからであり、逆に比A:Bが2:
1を上回って底刃5Bが工具回転方向Tに大きく偏平し
た状態となると、すくい面の底刃5B側から奥への広
がりが小さくなってしまって十分な切屑分断効果が得ら
れなくなるおそれが生じるからである。
【0014】また、本実施例では、本発明を3枚刃の切
刃5…を有するボールエンドミルに用いた場合について
説明したが、1枚刃、2枚刃、あるいは4枚刃以上のボ
ールエンドミルに本発明を用いても構わない。さらに、
本実施例では3つの切刃5…のうち一つの底刃5Bのみ
が工具軸線Oに略達するような構成を採っているが、こ
のような構成を採らなくても構わない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、底
刃によって生成される切屑を細かく分断して速やかに排
出することができ、これによって高速切削を行う場合で
も刃先部への凝着を防いでチッピングを防止することが
できる。そして、これにより、金型の3次元加工等にお
いても切削効率の高能率化を図りつつ、工具寿命の向上
をなすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す側面図である。
【図2】図1に示す実施例の軸線O方向先端側からの正
面図である。
【図3】図1に示す実施例のWW断面図である。
【図4】図1に示す実施例の底刃5B部分のすくい面6
側からの拡大側面図である。
【図5】図1に示す実施例の底刃5B…部分の拡大正面
図である。
【図6】図4におけるXX断面図である。
【図7】図4におけるYY断面図である。
【図8】図4におけるZ方向の断面図である。
【符号の説明】
1 工具本体 2 シャンク部 3 刃部 4 切屑排出溝 5 切刃 5A 外周刃 5B 底刃 底刃5Bのすくい面 O 工具本体1の軸線 T 工具回転方向 γ 底刃5Bのすくい角 A 底刃5Bが工具本体1の先端側からみてなす楕円の
長軸の長さ B 底刃5Bが工具本体1の先端側からみてなす楕円の
短軸の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−170630(JP,A) 特開 平4−289012(JP,A) (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】 軸線回りに回転される工具本体の先端部
    に、上記軸線回りに半球状の回転軌跡をなす底刃が形成
    されて成るボールエンドミルにおいて、 上記底刃が、上記工具本体の先端側からみて工具回転方
    向の前方側に膨らむ凸曲線をなすように円弧状もしくは
    楕円状を呈するように形成され、上記底刃の呈する円弧
    もしくは楕円の長軸と短軸との長さの比が1:1〜2:
    1の範囲内に設定されていると共に、上記底刃のすくい
    角は負角に設定されていて、当該底刃のすくい面は底刃
    側から奥に向かうに従い底刃に沿った方向の幅が漸次広
    がる凸曲面状に形成されていて、上記底刃で生成された
    切屑がすくい面を擦過して奥へ向かう流出方向に交差す
    る方向へ引っ張り応力を受けて分断されるようにした
    とを特徴とするボールエンドミル。
JP00865693A 1993-01-21 1993-01-21 ボールエンドミル Expired - Lifetime JP3318020B2 (ja)

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JPH06218611A JPH06218611A (ja) 1994-08-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4677722B2 (ja) * 2004-02-13 2011-04-27 三菱マテリアル株式会社 3枚刃ボールエンドミル
US7478977B2 (en) * 2005-10-18 2009-01-20 Osg Corporation Ball endmill
JP5799875B2 (ja) * 2012-03-29 2015-10-28 三菱マテリアル株式会社 ボールエンドミル
EP3031559B1 (en) * 2013-08-06 2018-01-10 Mitsubishi Hitachi Tool Engineering, Ltd. Multi-blade ball end mill
JP6344481B2 (ja) * 2014-10-28 2018-06-20 三菱日立ツール株式会社 多刃ボールエンドミル

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