JP4108028B2

JP4108028B2 - 高送り切削用エンドミル

Info

Publication number: JP4108028B2
Application number: JP2003335005A
Authority: JP
Inventors: 勝俊前田; 康治前川
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2005096047A

Description

本願発明は、金型の３次元加工等に用いるエンドミルに関し、特に、高送り用のエンドミルに関する。

金型の３次元加工等において、コーナー部にアールを設けたエンドミルが用いられ、刃の強度と切り屑排出性を向上させたエンドミル（例えば、特許文献１参照。）が記載されている。共振を抑制する手段として、切れ刃を不等間隔で配置する手段（例えば、特許文献２参照。）があり、切れ刃長さを短くすることによりビビリ・振動を抑制したエンドミル（例えば、特許文献３参照。）がある。

特開２００３−７１６２６号公報特開平１１−３３３６１５号公報特開昭６３−７４５１２号公報

高能率切削に対する要望は日増しに大きくなり、高送り切削においても、送り速度を上げる要望があり、刃数を増やした時、同時切削刃が増え、切削抵抗が増加し、共振等によりビビリ・振動を生じ、切削条件を下げても、ビビリ・振動抑制効果は少ない。

本発明は、複数の底刃、コーナＲ刃及び外周刃とを有する超硬合金製ソリッドエンドミルにおいて、該コーナＲ刃、外周刃は、被削材に切削面が残る主刃と、被削材に切削面が残らない、該主刃より減寸した副刃とからなり、該主刃のコーナＲ刃は、円弧状で、該副刃のコーナＲ刃は、該主刃のコーナＲ刃より大きな略円弧状で、且つ、その長さは、該主刃のコーナＲ刃の長さより短く、該減寸量は、該主刃の外周刃の直径の０．５％〜１０％であることを特徴とする高送り切削用エンドミルである。

本発明を適用することにより、１刃送り量を極端に大きくした高送り切削に用いるエンドミルおいて、刃数を増やしても、共振自体を制御しつつ、切削負荷を大きく変動させることにより、ビビリ・振動を抑制し、加工能率及び工具寿命の向上させたエンドミルを提供できた。

本発明では、被削材に切削面が残る主刃と、被削材に切削面が残らない、該主刃より減寸した副刃とから構成する。主刃は、エンドミルの刃径に応じた被削材に切削面が残る刃であり、通常のエンドミルと同じです。副刃のコーナＲ刃は、主刃のコーナＲ刃より大きな略円弧状で、切れ刃長さを短くし、刃径より０．５％〜１０％減寸する。副刃の外周刃も、同様に減寸する。副刃のコーナＲ刃・外周刃は、切削負荷を軽減するが、複数刃の効果をより確実にするために、強度と切削抵抗を考慮し、主刃のコーナＲ刃より大きな略円弧状で、切れ刃長さを短くした。また、主刃のコーナＲ刃とは相似形とはせず、刃径より減寸したことにより、切削負荷を変動させる。尚、副刃のコーナＲ刃は、外周刃との交点を減寸した量、エンドミル軸心側に移動させて設けてあれば良く、底刃との交点を主刃のコーナＲ刃とほぼ同じ位置に設け外周刃との交点を上記寸法減寸するため、やや楕円状をなす略円弧としても良い。
減寸量は、エンドミル刃径の０．５％未満では、切削負荷の変動量が少なく、１０％を越えると、切削にほとんど関与しなくなり、切削負荷が軽減されすぎるため０．５〜１０％の範囲とした。好ましくは、１％〜５％の範囲が望ましい。
主刃の配置は、偶数刃では１回転当り、１刃又は２刃で良く、例えば４枚刃では、主刃と副刃とをエンドミル回転方向に交互に設け、６枚刃では、１刃毎、２刃毎に配置しても良い。奇数刃では、１回転当り１刃又は２刃で良い。
副刃の配置は、１〜３刃続きでよく、例えば、６枚刃では、１刃又は２刃続きで配置する。副刃の配置を２刃続きで行う場合には、その減寸量を同じとしても、変化させても良い。以下、実施例に基づき、詳細に説明する。

（実施例１）
本発明例１は、ＴｉＡｌＮ被膜をコーティングした超微粒子超硬合金ソリッド製、刃径１０ｍｍ、８枚刃のエンドミルであり、エンドミル軸心に対して対向する位置に２対の主刃と２対の副刃とを回転方向に交互に設け、主刃は被削材に切削面が残り、副刃のコーナＲ刃は、主刃のコーナＲ刃より大きな円弧で、副刃のコーナＲ刃、外周刃の減寸量は、各々刃径の４％で設けている。
本発明例２は本発明例１と同仕様で、エンドミル軸心に対して対向する位置に１対の主刃と３対の副刃を回転方向に交互に設け、主刃は被削材に切削面が残り、副刃は減寸量が、副刃のコーナＲ刃は、主刃のコーナＲ刃より大きな円弧で、副刃のコーナＲ刃、外周刃の減寸量は、各々刃径の４、３、２％で設けている。
本発明例３は、ＴｉＡｌＮ被膜をコーティングした超微粒子超硬合金ソリッド製、刃径１０ｍｍ、６枚刃のエンドミルであり、エンドミル軸心に対して対向する位置に１対の主刃と２対の副刃とを回転方向に交互に設け、主刃は被削材に切削面が残り、副刃のコーナＲ刃は、主刃のコーナＲ刃はより大きな円弧で、副刃のコーナＲ刃、外周刃の減寸量は、各々刃径の５、３％で設けている。
本発明例４は、ＴｉＡｌＮ被膜をコーティングした超微粒子超硬合金ソリッド製、刃径１０ｍｍ、４枚刃のエンドミルであり、図１、図２に示すエンドミル軸心に対して対向する位置に１対の主刃のコーナＲ刃１と副刃のコーナＲ刃２を設け、図３に示す、主刃１は被削材に切削面が残り、副刃のコーナＲ刃２は、主刃のコーナＲ刃１より大きな円弧で、副刃のコーナＲ刃、外周刃の減寸量４は、刃径の３％で設けている。
比較のため、比較例５は、同仕様のエンドミルで、コーナ刃、外周刃、底刃を不等間隔±５°に配置したもの、比較例６は、不等間隔±４６．８°に配置した。

上記６試料を切削諸元、被削材にＨＲＣ４０のプリハードン鋼を用い、回転数を１６８０ｍｉｎ^−１、１刃当り送り量を０．６２５ｍｍ／刃、テーブル送り速度で４２００ｍｍ／ｍｉｎ、エンドミル軸方向ピッチ０．６ｍｍ、工具突き出し長さ４０ｍｍで、フラットな被削材に、長さ１００ｍｍ、幅６５ｍｍ、深さ３０ｍｍ、側壁に３°の勾配を有するポケットをエアブローを用い、等高線加工で彫込む加工を行い、その切削状態、損傷状態を観察した。その結果、本発明例１〜４は、同時切削刃が増えるポケット形状の隅部の加工時においても、ビビリ・振動はほとんどなく、１形状を安定して加工できた。比較例５、６は、不等間隔に配置した効果が得られず、ビビリ・振動が大きく、特にポケット形状の隅部の加工時のビビリ・振動が激しく、ポケット加工の深さ２．１ｍｍの時点で、欠損を生じ、寿命となった。

図１は、本発明例４の側面図を示す。図２は、図１の正面図を示す。図３は、図１のコーナＲ部の拡大図を示す。

符号の説明

１主刃
２副刃
３主刃
４減寸量

Claims

複数の底刃、コーナＲ刃及び外周刃とを有する超硬合金製ソリッドエンドミルにおいて、該コーナＲ刃、外周刃は、被削材に切削面が残る主刃と、被削材に切削面が残らない、該主刃より減寸した副刃とからなり、該主刃のコーナＲ刃は、円弧状で、該副刃のコーナＲ刃は、該主刃のコーナＲ刃より大きな略円弧状で、且つ、その長さは、該主刃のコーナＲ刃の長さより短く、該減寸量は、該主刃の外周刃の直径の０．５％〜１０％であることを特徴とする高送り切削用エンドミル。
請求項１記載の高送り切削用エンドミルにおいて、該副刃の底刃の軸方向の位置を、該主刃の底刃と略同一としたことを特徴とする高送り切削用エンドミル。
請求項１記載の高送り切削用エンドミルにおいて、該エンドミルは４枚刃で、該エンドミル軸心に対して対向する位置に１対の主刃と１対の副刃とを回転方向に交互に設けたことを特徴とする高送り切削用エンドミル。