JP3792947B2

JP3792947B2 - 仕上げ用ボールエンドミル

Info

Publication number: JP3792947B2
Application number: JP18964799A
Authority: JP
Inventors: 成恭吉年
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001009625A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、主として仕上げ用のボールエンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元曲面切削にはボールエンドミルが良く用いられているが、例えば特開平１０−２４９６２３号にボールルエンドミルの例が示されている。また、ボールエンドミルにおいては、切削に用いる箇所が回転中心の近傍のみであるため、回転数の割には低速領域で用いられているのが特徴である。回転中心が主に切削作用を担うから、この部分の切れ刃の状態が、即被切削面に転写されることとなる。特に、切削の中心となる回転中心付近の切れ刃の状況は、被切削面の品位に多大な影響を及ぼす。
本願発明において、回転中心近傍の切れ刃とは、回転中心からエンドミル刃径の５％以下の切れ刃を指す。この部分の切れ刃は、外周に比較して切削速度が遅いため、一般的に用いられる被切削面を良くするときの様々な手法、例えば切削速度を速くしたり、切り込み量を減少させて負荷を軽減する等の方法を適用することができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、ボールエンドミルを成膜後、底面視よりＦＥ型走査型電子顕微鏡により観察すると、図１に示すように、研削条痕の形状通りに転写されており、特に切れ刃稜線ではすくい面からの研削痕と逃げ面からの研削痕とが交差するため、稜線が鋸の刃のようにギザギザになっていることが観察される。しかしながら、ボールエンドミルの回転中心近傍であり、極めて狭小の部分、それも膜の加工を行うには、従来より行っているダイヤ砥石等の研削加工（例として、特開平１０−１３８０３４号）や、ブラシやバフ等を用いる加工では十分に行えず、また、稜線が不均一となったり、加工後の膜の厚さが一定せず、甚だしい場合には基体である超硬合金部分が露出したりし、実用に供しえないというのが実状である。
【０００４】
【本願発明の目的】
本願発明は以上のような背景のもとになされたものであり、回転中心部分の切れ刃の稜線を研磨により改良することによって、特に成膜後の刃先処理によって稜線を均一とし、切削性を向上させ、底面の切削に用いたときに仕上げ精度が安定して良く、工具寿命の長い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】
本願発明は、超硬合金製被覆ボールエンドミルにおいて、該被覆ボールエンドミルの被覆膜を成膜した後、該エンドミルの少なくともボール刃の回転中心近傍の切れ刃の該被覆膜を研磨することより、研削条痕による凹凸を除去したことを特徴とする仕上げ用ボールエンドミルである。また、該被覆ボールエンドミルの被覆膜を蒸着により成膜した後、該エンドミルの少なくともボール刃の回転中心近傍の切れ刃の該被覆膜を研磨することにより、該蒸着による欠陥であるドロップレット等を除去したことを特徴とする仕上げ用ボールエンドミルである。
【０００６】
【作用】
成膜後、研削条痕による切れ刃の凹凸を研磨除去としたのは、まず、基体そのものの研磨面の粗さを良くすれば、成膜後の面の状態も改善されるはずであるが、実際、図１に示したエンドミルの面粗さでもＲｙでは０．５ミクロン程度であり、研削加工では限界と考えられる。更に良くするには、ラップ加工等にて鏡面仕上げ加工を行えばよいが、量産品であり、また狭小な部分であるため鏡面加工は行うのは困難である。
そのため、本願発明では基体より、成膜後の加工に着目し、被膜を除去する加工を適用することにより本願発明に達した。
【０００７】
本願発明では、成膜後、ボールエンドミルと研磨材とを移動させることにより膜の加工を行った。研磨材の種類と組み合わせ、粒度、分散材、粘度等を調整することにより、極めて微少な加工を実現することができた。
研磨除去後の状態を図２に示す。
図２は、図１と同じ倍率で観察したものであるが、図１のギザギザの稜線が、稜線の周囲の極わずかな領域のみ研磨により除去されており、更に、除去された部分では研削痕も観察されていないことが分かる。更に、稜線部の欠陥、特に蒸着時に生じる欠陥である、いわゆるドロップレットも研磨により除去されていることが分かる。
以下、本願発明をその実施例に基づいて説明する。
【０００８】
【実施例】
超微粒子超硬合金製の直径１０ｍｍ、刃数２枚刃のボ−ルエンドミルを用いて、２μｍの厚みで成膜し、成膜後、回転中心近傍のみ研磨除去して図２のような刃先稜線に加工したものを本願発明例とし、研磨除去を行わないものを従来品として、３次元曲面の底面切削に用いて比較した。切削はエアブローを用いた乾式切削とし、切り込み量は、軸方向、ピック方向とも０．３ｍｍ、回転数１００００回転／ｍｉｎ、したがって切削速度は切削に使用する最外径で１０７ｍ／ｍｉｎ、送り速度２ｍ／ｍｉｎである。
【０００９】
本願発明品は切削初期において、仕上げ面はチゼルエッジが作る規則的な回転マークをもったむしれのない平滑な面が得られており、この状態が継続して得られ、３００ｍ切削後においても、切れ刃はシャープなエッジを保ち、切削を継続できる状態であった。
従来品は、切削初期において、仕上げ面は微少なチッピングを生じたためややむしれた面となったが、切削長さを長くなるにつれ、安定した面となったが、チッピング部分の影響は試験中観察された。更に３００ｍ切削後の状況では、摩擦痕と切り屑の溶着が認められ、切削面は不規則にむしれた回転マークが生じて荒れた状態であった。
【００１０】
【発明の効果】
以上の結果から、成膜後の研磨除去により、切れ刃の稜線のギザギザを減少させる事により被切削面の品位を向上させ、切削性能を高めることができた。特に、研磨による除去はボール刃に限らず、スクエァエンドミル、刃先交換式チップ等に適用でき、特に稜線が均一になることから、被切削面を高品位とする手段として極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来品のＦＥ型走査電子顕微鏡による底面の観察結果を示す。
【図２】図２は、本願発明品のＦＥ型走査電子顕微鏡による底面の観察結果を示す。

Claims

超硬合金製被覆ボールエンドミルにおいて、該被覆ボールエンドミルの被覆膜を成膜した後、該エンドミルの少なくともボール刃の回転中心近傍の切れ刃の該被覆膜を研磨することより、研削条痕による凹凸を除去したことを特徴とする仕上げ用ボールエンドミル。
超硬合金製被覆ボールエンドミルにおいて、該被覆ボールエンドミルの被覆膜を蒸着により成膜した後、該エンドミルの少なくともボール刃の回転中心近傍の切れ刃の該被覆膜を研磨することにより、該蒸着による欠陥であるドロップレット等を除去したことを特徴とする仕上げ用ボールエンドミル。