JP4155157B2

JP4155157B2 - エンドミル

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Publication number: JP4155157B2
Application number: JP2003362210A
Authority: JP
Inventors: 太郎阿部; 良彦木村; 徹中村; 隆広佐藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: JP2005125433A

Description

本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に外周刃が、先端に底刃が形成されたエンドミルに関するものである。

この種のエンドミルとしては、例えば特許文献１に、穴加工やポケット加工のようにエンドミル本体の軸線方向に掘り込むような加工を高能率に行うことを目的として、底刃が、リードすくい面（外周刃すくい面）の延長上に交叉させて設けられ、またギャッシュ部が凸面状に成形され、該リードすくい面とギャッシュ部との交わる境界部がＲを持たせて成形されたものが提案されている。
特開平１０−２１７０２４号公報

ところで、上記特許文献１では、底刃に交差するように延長させられた上記外周刃すくい面（リードすくい面）とギャッシュ部との境界部にＲを持たせて成形するに際し、この境界部を、そのＲに応じた丸みを有する砥石によって研削するようにしており、従ってこの境界部に与えられるＲの大きさはエンドミル本体の内周側から外周側に亙って略等しい大きさとなる。しかしながら、このようなエンドミルの底刃による切削では、エンドミル本体内周側では軸線回りに回転径が小さいために生成される切屑も少ないのに対し、外周側では逆に回転径が大きいために生成される切屑量も多くなり、しかも外周側には内周側で生成された切屑もギャッシュを通して押し出されて排出されるため、このギャッシュの外周側の境界部、すなわち底刃すくい面（特許文献１では外周刃すくい面と面一）とギャッシュのエンドミル本体先端側を向くギャッシュ底面との交差稜線部や、このギャッシュ底面と該ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向くギャッシュ壁面との交差稜線部で切屑詰まりが生じ易いという問題があった。

また、この特許文献１記載のエンドミルのように底刃を外周刃すくい面の延長上に交差させるようにして形成し、すなわち外周刃すくい面をそのままのリードで延長したその先端側辺稜部に底刃が形成されるようにすると、この外周刃の軸方向すくい角がそのまま底刃の軸方向すくい角となり、通常このようなエンドミルでは外周刃の軸方向すくい角は３０°以上であるために底刃の軸方向すくい角も３０°以上となって、底刃の刃先角を確保することができなくなることにより刃先強度が不足して底刃に欠損等を生じるおそれがある。さらに、こうして外周刃すくい面の延長上に底刃が形成されていると、エンドミル本体先端側を用いたワークの側面切削時等に外周刃の先端側部分によって生成された切屑が外周刃すくい面に沿って狭いギャッシュの内周側に入り込むことにより、底刃で生成された切屑と干渉したりして切屑詰まりを生じるおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、底刃で生成された切屑のギャッシュ内での切屑詰まりを防ぐことができ、さらには底刃の刃先強度を確保しつつも外周刃で生成された切屑との干渉を防ぐことができ、掘り込み加工は勿論、ワークの側面切削や溝切削でも底刃により生成された切屑の排出性を向上させて効率的な加工を行うことが可能なエンドミルを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く面が外周刃すくい面とされて、その外周側辺稜部に外周刃が形成されるとともに、上記切屑排出溝のエンドミル本体先端側の開溝部にはギャッシュが形成され、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く面が底刃すくい面とされて、該底刃すくい面の先端側辺稜部に、外周端が上記外周刃の先端に連続する底刃が形成されてなるエンドミルであって、上記底刃すくい面と上記ギャッシュのエンドミル本体先端側を向くギャッシュ底面との交差稜線部、およびこのギャッシュ底面と該ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向くギャッシュ壁面との交差稜線部のうち少なくとも一方が、該交差稜線部が延びる方向に直交する断面において凹曲線状をなすように形成され、かつこの交差稜線部の断面がなす凹曲線の曲率半径が上記エンドミル本体の外周側で内周側よりも大きくなるようにされていることを特徴とする。

また、上述のように底刃の刃先強度を確保しつつも外周刃で生成された切屑との干渉を防ぐには、上記底刃すくい面は、上記底刃の軸方向すくい角が上記外周刃の軸方向すくい角より小さくなるように該外周刃すくい面に対して凸状に曲折して形成されるとともに、上記ギャッシュは、その上記ギャッシュ底面およびギャッシュ壁面の少なくとも一方が、上記エンドミル本体の内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状とされるのが望ましい。さらに、こうして上記底刃すくい面が、上記底刃の軸方向すくい角が上記外周刃の軸方向すくい角より小さくなるように該外周刃すくい面に対して凸状に曲折して形成される場合においては、この底刃すくい面および上記ギャッシュ底面との少なくとも一方と、上記外周刃すくい面または上記切屑排出溝の底面との交差稜線部は、該交差稜線部が延びる方向に直交する断面が凸曲線をなす凸曲面状とされるのが望ましい。

さらにまた、上記底刃すくい面およびギャッシュ底面の少なくとも一方は、その少なくとも一部が凹凸形状とされるのが望ましく、またこのギャッシュ底面にはクーラント穴が開口させられているのが望ましい。

従って、上記構成のエンドミルによれば、底刃すくい面とギャッシュ底面との交差稜線部およびギャッシュ底面とギャッシュ壁面との交差稜線部のうち少なくとも一方が、断面凹曲線状をなすように、すなわち凹曲面状に形成されているので、底刃すくい面を擦過してこれらギャッシュ底面および壁面に向け流出する底刃の切屑を、詰まりを生じさせることなくカールさせることができる。そして、この少なくとも一方の交差稜線部の断面がなす凹曲線の曲率半径がエンドミル本体の外周側で内周側よりも大きくなるようにされているため、切屑生成量が多くなる底刃の外周側ではより緩やかに切屑をカールさせて抵抗を低減させ、一層円滑かつ確実に外周側の切屑排出溝に排出することが可能となる。

また、底刃の軸方向すくい角が外周刃の軸方向すくい角より小さくなるように、底刃すくい面を外周刃すくい面に対して凸状に曲折して形成した場合には、外周刃の軸方向すくい角よりも底刃の軸方向すくい角が負角側になるようにされるので、外周刃の軸方向すくい角に拘わらず底刃の刃先角を大きくして刃先強度を確保することができ、底刃の欠損等を防止することができる。そして、このように底刃すくい面が外周刃すくい面に対して凸状に曲折させられることにより、外周刃の先端側で生成された切屑がそのままギャッシュの内周側にまで入り込んで底刃で生成された切屑と干渉することにより切屑詰まりを生じるようなことがなくなる。

その一方で、ギャッシュのギャッシュ底面およびギャッシュ壁面の少なくとも一方を、上記エンドミル本体の内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状とすることにより、このギャッシュは外周側に向かうほどその断面積が増大する割合が漸次大きくなるとともに、凸曲面とされたこれらギャッシュ底面やギャッシュ壁面を擦過する切屑の切屑離れが良くなる。従って、この底刃で生成された切屑自体についても、切屑生成量の少ない内周側から多い外周側に向けて切屑を円滑に導くとともにギャッシュ底面や壁面との擦過による抵抗を低減することができ、こうして外周側に導かれた底刃の切屑をポケット容量の大きい切屑排出溝を介して確実に排出することが可能となる。

さらに、底刃すくい面およびギャッシュ底面との少なくとも一方と、外周刃すくい面または切屑排出溝の底面との交差稜線部を、該交差稜線部が延びる方向に直交する断面が凸曲線をなす凸曲面状とすることにより、ギャッシュから切屑排出溝に向けての切屑離れを良好にして円滑な切屑排出を促すことが可能となる。さらにまた、底刃によって生成された切屑が擦過する上記底刃すくい面およびギャッシュ底面の少なくとも一方を、その少なくとも一部が凹凸形状なすようにすれば、これら底刃すくい面やギャッシュ底面への切屑の接触面積を小さくして擦過による抵抗を低減することができる。ここで、このように底刃すくい面やギャッシュ底面の断面を凹凸形状とするには、該面自体を凹凸する波形状としたり、あるいは該面に凹凸するドット状の突起や凹部を形成したりすればよい。

なお、上記ギャッシュ底面にクーラント穴が開口させた場合には、このクーラント穴から噴出する切削油剤やエアー等のクーラントにより、一層の切屑排出性の向上を図ることができるのは勿論、こうしてクーラント穴が明けられることによりギャッシュ底面を擦過する切屑の接触面積が減少するので、擦過による抵抗をより低減させることができる。また、上記構成のギャッシュ形状を備えたエンドミルは、上記特許文献１と同様に砥石による研削でも成形することが可能ではあるが、特に底刃すくい面やギャッシュ底面が凹凸形状をなす場合には、例えば超硬合金等のエンドミル素材を射出成形して焼結することにより、所望の形状のエンドミル本体を形成するようにすればよい。

図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態において、エンドミル本体１は、上述のように超硬合金等のエンドミル素材を射出成形して焼結することにより形成されたものであって、その後端部が軸線Ｏを中心とした円柱状のシャンク部２とされるとともに先端部は切刃部３とされ、この切刃部３の外周すなわちエンドミル本体１の先端部外周には、当該エンドミル本体１の先端に開口して後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔの後方側に一定の捩れ角で捩れる切屑排出溝４が、周方向に等間隔に複数条（本実施形態では４条）形成されている。

そして、これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ側を向く面は外周刃すくい面５とされ、その外周側辺稜部に外周刃６が形成されている。従って、この外周刃６には、切屑排出溝４が軸線Ｏ回りに捩れるその捩れ角に応じて軸方向すくい角が与えられ、この外周刃６の軸方向すくい角は上述のように通常３０°以上の正角に設定される。なお、この外周刃すくい面５は通常、切屑排出溝４が最もエンドミル本体１の内周側に凹む該切屑排出溝４の底面７から上記外周刃６の間で、軸線Ｏに直交する断面がエンドミル回転方向Ｔの後方側に凹む凹曲面状に形成され、これにより外周刃６には切削条件等に応じて正角（場合によっては０°または負角）の径方向すくい角が与えられる。

一方、こうして軸線Ｏ回りに捩れる切屑排出溝４のエンドミル本体１先端側の開溝部には、ギャッシュ８が形成されている。このギャッシュ８は、上記切屑排出溝４の開溝部の外周刃すくい面５側すなわちエンドミル回転方向Ｔの後方側に、この外周刃すくい面５に沿ってエンドミル本体１の内周側から外周側に延びる凹溝状に形成されたものであって、そのエンドミル回転方向Ｔ側を向く面が底刃すくい面９とされ、この底刃すくい面９の先端側辺稜部に、その外周端が上記外周刃６の先端に連続する底刃１０が形成されている。なお、本実施形態のエンドミルは、この底刃１０が上記外周刃６に角度をもって交差して互いの外周端と先端とが連続するようにされたスクエアタイプのエンドミルとされているが、底刃１０が外周刃６に１／４円弧等の凸曲線を描きつつ連続するようにされたラジアスタイプのエンドミルに本発明を適用することも可能である。

ここで、上記底刃すくい面９は、底刃１０の軸方向すくい角が外周刃６の軸方向すくい角よりも小さくなるように、外周刃すくい面５の先端側部分を軸線Ｏに略平行な平面によって切り欠くようにして形成された平坦面であり、従って底刃１０の軸方向すくい角は０°前後に設定される。また、この底刃すくい面９がなす平坦面は、軸線Ｏを略含むような位置にも配置され、これにより底刃１０は軸線Ｏ方向先端視において該軸線Ｏに交差する直線に略沿って延びるように形成され、その径方向すくい角も約０°に設定される。そして、このように底刃１０の軸方向すくい角が外周刃６の軸方向すくい角よりも小さくなるように底刃すくい面９が形成されることにより、該底刃すくい面９は外周刃すくい面５に対して、本実施形態では互いの交差稜線部１１において角度をもって鈍角に交差するように、凸状に曲折して形成されることとなる。

なお、この底刃すくい面９は、切屑排出溝４の先端側においてエンドミル本体１の径方向に外周刃すくい面５の全幅に亙って形成されたものでもよく、この場合には底刃１０もその全長に亙って上述のような直線に略沿うように直線状に形成される。また、この底刃すくい面９は、上記径方向において外周刃すくい面５の内周側にのみ形成されたものでもよく、この場合には底刃１０の内周側は上記直線に略沿うような直線上とされる一方、底刃１０の外周側は、外周刃すくい面５の先端側辺稜部に形成されることとなって、この外周刃すくい面５の軸線Ｏに直交する断面が上述のようにエンドミル回転方向Ｔの後方側に凹む凹曲面状に形成されているときには、軸線Ｏ方向先端視において上記直線に対しエンドミル回転方向Ｔ後方側に凹む凹曲線状に形成されることとなる。

さらに、この底刃すくい面９のエンドミル本体１後端側かつエンドミル回転方向Ｔ側には、エンドミル本体１の先端側を向くギャッシュ８の底面すなわちギャッシュ底面１２が形成されるとともに、このギャッシュ底面１２のさらにエンドミル回転方向Ｔ側には底刃すくい面９に対向するようにしてエンドミル回転方向Ｔの後方側を向くギャッシュ壁面１３が形成され、これらギャッシュ底面１２およびギャッシュ壁面１３と上記底刃すくい面９とによりギャッシュ８がなす上記凹溝が画成される。そして、本実施形態では、これらギャッシュ底面１２とギャッシュ壁面１３との双方が、エンドミル本体１の内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状に形成されている。

すなわち、ギャッシュ底面１２は図２に示すように、エンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従い先端外周側に凸となる単一の凸曲面を描くようにして湾曲しつつエンドミル本体１の後端側に向かうように形成されている。従って、このギャッシュ底面１２によるギャッシュ８がなす凹溝の溝深さは、エンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従い、漸次深くなるようにされ、しかもその深くなる割合も漸次大きくなるようにされる。なお、このギャッシュ底面１２の外周側の部分は、本実施形態では上記凸曲面に滑らかに接する平坦面をなして後端外周側に延び、切屑排出溝４の底面７に互いの交差稜線部１４において角度をもって鈍角に交差するようにされている。

また、上記ギャッシュ壁面１３は、エンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔの後方側に凸となる凸曲面を描くようにして湾曲しつつ、切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ後方側を向く壁面にやはり角度をもって鈍角に交差するようにされている。従って、このギャッシュ壁面１３と平坦面とされた底刃すくい面９との間隔すなわちギャッシュ８がなす凹溝の溝幅は、エンドミル本体１内周側から外周側に向かうに従い漸次拡大するように、しかもその拡大の割合も漸次大きくなるようにされている。言い換えれば、このギャッシュ８がなす凹溝は、エンドミル本体１の内周側に向かうに従いその溝幅、溝深さとも漸次小さく、すなわち狭くなるようにされている。

しかして、これらギャッシュ８を画成する底刃すくい面９、ギャッシュ底面１２、およびギャッシュ壁面１３のうち、本実施形態では底刃すくい面９とギャッシュ底面１２との交差稜線部１５は、図３に示すように該交差稜線部１５が延びる方向に直交する断面において凹曲線状をなすように、底刃すくい面９およびギャッシュ底面１２に滑らかに接する凹曲面状に形成されている。そして、上記断面においてこの交差稜線部１５がなす凹曲線の曲率半径Ｒは、エンドミル本体１の外周側で内周側よりも大きくなるようにされており、特に本実施形態では上記凹曲線が凹円弧とされて、エンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従いこの凹円弧の半径Ｒが漸次大きくなるようにされている。

一方、ギャッシュ壁面１３は、本実施形態では図３に示すように上記交差稜線部１５に直交する断面においては略直線状をなすように形成されていて、ギャッシュ底面１２との交差稜線部１６において互いに角度をもって鈍角に交差するようにされている。また、ギャッシュ底面１２と底刃すくい面９も凹曲面状をなす上記交差稜線部１５を介して互いに鈍角に交差する方向に配設されており、従ってギャッシュ８がなす上記凹溝は、上記断面においては互いに対向する底刃すくい面９とギャッシュ壁面１３との間隔が、該凹溝の開溝部側すなわちエンドミル本体１の先端側に向けて漸次大きくなるように形成される。

さらにまた、上記ギャッシュ底面１２には、クーラント穴１７が開口させられている。このクーラント穴１７は、例えば上記シャンク部２の後端面から先端側に向けてエンドミル本体１内に穿設されたものであって、工作機械の主軸等に把持されるこのシャンク部２から供給された切削油剤やエアー等のクーラントが、ギャッシュ底面１２から先端側に向けてギャッシュ８内に噴出可能とされている。また、このクーラント穴１７は、エンドミル本体１が上述のように射出成形によって形成された本実施形態では軸線Ｏに平行に穿設され、該軸線Ｏに直交する断面が円形をなすようにして、ギャッシュ底面１２の内外周方向略中央部に開口させられている。

なお、エンドミル本体１に４条の切屑排出溝４が形成された本実施形態のエンドミルでは、各切屑排出溝４の外周と先端とにそれぞれ外周刃６とギャッシュ８および底刃１０とが形成されることとなるが、このうち軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置する一対の切屑排出溝４同士においては、互いの底刃１０がエンドミル本体１先端の軸線Ｏ上すなわち回転中心の近傍から外周側に延びるようにされる一方、残りの一対の切屑排出溝４同士ではその底刃１０が上記回転中心から僅かに外周側に離れた位置から外周側に延びて、その外周刃６の先端に連続するようにされている。

このように構成されたエンドミルにおいては、まず底刃１０の軸方向すくい角が外周刃６の軸方向すくい角よりも小さくなるようにされており、具体的には外周刃６の軸方向すくい角が切屑排出溝４の捩れ角に準じて３０°以上とされるのに対して底刃１０の軸方向すくい角が０°前後とされているので、例えば外周刃の軸方向すくい角がそのまま底刃の軸方向すくい角とされる上記特許文献１記載のエンドミルなどに比べ、この底刃１０の刃先角を大きく確保してその強度を維持することができる。従って、切削時にこの底刃１０に欠損が生じたりしてエンドミル本体１の寿命が短縮されてしまうような事態を防止することができ、円滑かつ安定した加工を促すことが可能となる。

また、その一方で、こうして底刃１０が底刃すくい面９の先端側辺稜部に形成されて、外周刃すくい面５の外周側辺稜部に形成された外周刃６の軸方向すくい角よりも小さくされることにより、これら底刃すくい面９と外周刃すくい面５とは上述のように凸状に曲折させられて、段差をもって交差させられることとなる。このため、外周刃６の先端側部分によって生成された切屑が外周刃すくい面５に沿って内周側に流れても、該切屑はこの段差でもって外周刃すくい面５から離れてギャッシュ８内に入り込むことなく切屑排出溝４内を後端側に送り出されて排出されることとなるので、上述のように内周側に向けて溝幅、溝深さとも小さくなるギャッシュ８内でこの外周刃６によって生成された切屑と底刃１０によって生成された切屑とが干渉したりすることがない。従って、底刃１０とともに外周刃６によっても切屑が生成されるワークの側面切削や溝切削時においても、このギャッシュ８内での切屑詰まりを防止して、安定した加工を図ることができる。

さらに、本実施形態では、このギャッシュ８のギャッシュ底面１２およびギャッシュ壁面１３がエンドミル本体１の内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状とされており、従ってギャッシュ８がなす凹溝の溝深さおよび溝幅も切屑排出溝４に開口する外周側に向けて漸次大きくなり、すなわち該凹溝の断面積が漸次増大させられるとともに、この断面積が増大する割合も外周側に向けて大きくなる。このため、底刃１０によって生成されて底刃すくい面９からギャッシュ８内に流れた切屑を、図１、図２において白抜き矢線で示すように円滑に外周側に導いて容量の大きい切屑排出溝４に案内することができ、この切屑排出溝４を介して確実に排出することが可能となる。しかも、こうして凸曲面状のギャッシュ底面１２やギャッシュ壁面１３を擦過する切屑は該底面１２や壁面１３からの切屑離れが良く、従ってこれらギャッシュ底面１２や壁面１３と切屑との摩擦による抵抗を低減することができるので、上述のように底刃１０の軸方向すくい角が小さくされていても、エンドミル本体１をその軸線Ｏ方向に送り出して切削を行う穴加工やポケット加工等の掘り込み切削において抵抗が著しく増大するのを防ぐことが可能となる。

なお、本実施形態ではこのようにギャッシュ底面１２およびギャッシュ壁面１３の双方がエンドミル本体１内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状とされているが、これらギャッシュ底面１２とギャッシュ壁面１３との一方のみが凸曲面状とされていてもよく、この場合でもギャッシュ８の溝深さまたは溝幅の一方が外周側に向けて増大割合ともども増大することとなるので、上述の効果を奏することが可能となる。また、これらギャッシュ底面１２およびギャッシュ壁面１３の少なくとも一方は、その全長に亙って凸曲面状とされておらずとも、例えば本実施形態のように溝深さが十分に大きくされるギャッシュ８の外周側では後端外周側に延びる平坦面としたりしてもよい。

そして、上記構成のエンドミルでは、ギャッシュ８の底刃すくい面９とギャッシュ底面１２との交差稜線部１５が、該交差稜線部１５が延びる方向に直交する断面において凹曲線状をなすように凹曲面状とされ、しかもこの交差稜線部１５がなす凹曲線の曲率半径Ｒがエンドミル本体１の外周側で内周側よりも大きくなるようにされており、従って底刃１０によって生成されて底刃すくい面９を流れた切屑は、このギャッシュ底面１２との交差稜線部１５がなす凹曲面によって渦巻き状にカールされつつ、上述のように外周側に導かれて円滑に排出されることとなる。しかも、このとき特に底刃１０のうちでも軸線Ｏ回りの回転径が大きいために切屑生成量の多い外周側では、上記交差稜線部１５の曲率半径Ｒも大きくされているので、かかる切屑を緩やかにカールさせることができて抵抗を低減させることができるとともに、この外周側で切屑が無理に小さくカールさせられることによってギャッシュ８内で切屑詰まりが生じるような事態も防止することができ、底刃１０によって生成された切屑を一層円滑かつ確実に外周側の容量の大きい切屑排出溝４に排出して、その切屑排出性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、このように底刃すくい面９とギャッシュ底面１２との交差稜線部１５のみを外周側が曲率半径Ｒの大きい断面凹曲線状に形成し、ギャッシュ底面１２とギャッシュ壁面１３との交差稜線部１６は角度をもって互いに鈍角に交差するようにされているが、この交差稜線部１６についても上記交差稜線部１５と同様に外周側が内周側より曲率半径Ｒの大きい断面凹曲線状に形成してもよく、また場合によってはこの交差稜線部１６のみをこのような断面凹曲線状として、交差稜線部１５では底刃すくい面９とギャッシュ底面１２とが角度をもって交差するようにされていてもよい。また、交差稜線部１５，１６の双方をそれぞれ外周側が内周側より曲率半径Ｒの大きい断面凹曲線状とする場合には、交差稜線部１５に直交する１つの断面においては、この交差稜線部１５がなす凹曲線の曲率半径を交差稜線部１６がなす凹曲線の曲率半径よりも大きくするのが、切屑を徐々にカールさせて抵抗を一層低減するのに望ましい。ただし、こうして両交差稜線部１５，１６を断面凹曲線状とする場合には、これら交差稜線部１５，１６とギャッシュ底面１２とを含めて、その断面が外周側に向けて半径が漸次大きくなる１／２凹円弧状としたりしてもよい。

さらにまた、本実施形態では、上記ギャッシュ底面１２にクーラント穴１７が開口させられており、このクーラント穴１７から切削油剤やエアー等がギャッシュ８内に噴出されることにより、ギャッシュ８内の切屑を強制的に切屑排出溝４に押し出してその切屑排出性の一層の向上を図ることができる。また、こうしてギャッシュ底面１２にクーラント穴１７が形成されることにより、このギャッシュ底面１２を擦過する切屑と該ギャッシュ底面１２との接触面積が減少するので、この切屑擦過による抵抗の一層の低減を図ることもでき、さらに円滑かつ安定した切削を促すことが可能となる。

次に、図４および図５は、それぞれ本発明の第２および第３の実施形態を示すものであり、図１ないし図３に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。すなわち、これら第２、第３の実施形態においても、底刃すくい面９とギャッシュ底面１２との交差稜線部１５、およびギャッシュ底面１２と図示されないギャッシュ壁面１３との交差稜線部１６のうち少なくとも一方は、該交差稜線部１５，１６が延びる方向に直交する断面において凹曲線状をなすように形成され、かつその交差稜線部１５，１６の断面がなす凹曲線の曲率半径Ｒがエンドミル本体１の外周側で内周側よりも大きくなるようにされている。

そして、上記第１の実施形態におけるギャッシュ８のギャッシュ底面１２がエンドミル本体１の内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状とされて、外周側で平坦面とされて切屑排出溝４の底面７に互いの交差稜線部１４において角度をもって鈍角に交差するようにされていたのに対し、まず第２の実施形態では、ギャッシュ底面１２がエンドミル本体１の内周側から外周側に亙って一定傾斜の平坦面とされていて、さらにこのギャッシュ底面１２の外周側の切屑排出溝４の底面７との交差稜線部１４が、該交差稜線部１４に直交する断面において図４に示すように凸曲線をなすようにされた凸曲面状とされている。なお、本実施形態では、この交差稜線部１４がなす凸曲面は、切屑排出溝４の底面７とギャッシュ底面１２との両面に滑らかに接するように形成されている。

従って、このような第２の実施形態では、こうして切屑排出溝４の底面７とギャッシュ底面１２との交差稜線部１４が凸曲面によって接続されることにより、底刃１０によって生成されてギャッシュ８内に流れ込んだ切屑が図４に白抜き矢線で示すように外周側の切屑排出溝４に排出される際に、例えばこの交差稜線部１４で両底面７，１２がたとえ鈍角でも比較的小さな角度で交差している場合に比べ、該交差稜線部１４で切屑が引っ掛かりを生じてその排出が阻害されるような事態を防止することができる。このため、本実施形態によれば、底刃１０によって生成された切屑の一層円滑かつ確実な排出を促すことができて、その切屑排出性の向上を図ることができる。

なお、本実施形態においても、ギャッシュ８を構成する底刃すくい面９は切屑排出溝４の外周刃すくい面５に対して凸状に曲折されられており、これら底刃すくい面９と外周刃すくい面５とは、第１の実施形態と同様に互いの交差稜線部１１において鈍角の角度をもって段差状に交差するようにされていてもよいが、本実施形態の上記交差稜線部１４と同様に、該交差稜線部１１がこれに直交する断面において凸曲線をなす凸曲面状とされていてもよく、また交差稜線部１４では切屑排出溝４の底面７とギャッシュ底面１２とが角度をもって交差するようにして、この交差稜線部１１のみが凸曲面状とされていてもよい。さらに、こうして交差稜線部１１，１４の少なくとも一方を凸曲面状に形成するに際して、該凸曲面は交差稜線部１１，１４にそれぞれ交差する各面の双方に滑らかに接するようにされるのが望ましいが、いずれか一方の面のみに滑らかに接して、他方の面とは僅かながらの角度（鈍角）をもって交差して稜線が残るように形成されていてもよく、また双方の面に角度をもって交差するようにされていてもよい。

次に、図５に示す第３の実施形態では、ギャッシュ８のギャッシュ底面１２が、第１の実施形態のように凸曲面とされたり第２の実施形態のように平坦面とされたりしているのではなく、この図５に示すようにその一部が凹凸形状をなすようにされていることを特徴とする。ここで、該ギャッシュ底面１２は、図５に白抜き矢線で示すようにエンドミル本体１の内周側から外周側に向かう方向、すなわち底刃１０で生成された切屑がギャッシュ底面１２に擦過して切屑排出溝４に排出される方向に向けてその表面が凹凸するようにされており、さらにこのギャッシュ底面１２のうちでも外周側の僅かな部分を除いてこれより内周側の部分が凹凸させられている。

また、このギャッシュ底面１２がなす凹凸は、図５ではその断面が三角形鋸刃型の山谷の頂部および谷底を凸凹円弧状に滑らかにしたような波形形状とされ、底刃すくい面９とギャッシュ壁面１３との間のギャッシュ８がなす凹溝の溝幅方向全体に亙ってこのような断面波形の凹凸形状となるようにされているが、例えばこの凹凸形状は正弦曲線や凹凸円弧が連続したような他の波形形状でもよく、また平坦面に凸円弧状の凸部が間隔をあけて、あるいは隣接して形成されていたり、逆に平坦面に該平坦面から凹む凹円弧状等の凹部が間隔をあけて、あるいは隣接して形成されていたりした形状でもよい。さらに、このようにギャッシュ８の溝幅方向全体に亙ってギャッシュ底面１２を断面凹凸形状とする代わりに、例えばギャッシュ底面１２に球面型等のドット状の突起または凹部を形成して該ギャッシュ底面１２を凹凸させるようにしてもよい。

このような第３の実施形態によれば、底刃１０によって生成されて底刃すくい面９からギャッシュ８内に流れ込んだ切屑がギャッシュ底面１２を擦過しながらエンドミル本体１の外周側に排出される際に、この切屑は凹凸するギャッシュ底面１２の凸頂部分にのみ接触することとなって切屑とギャッシュ底面１２との接触面積が小さくなる。従って、この切屑がギャッシュ底面１２を擦過することによる摩擦抵抗が低減されるので、底刃１０によるこの切屑をより確実に切屑排出溝４に導いて切屑排出性を改善することができ、一層円滑かつ安定した切削を促すことが可能となる。

なお、この第３の実施形態ではギャッシュ底面１２を上述のように凹凸形状としているが、底刃すくい面９を凹凸形状としてもよく、またこれら底刃すくい面９とギャッシュ底面１２の両方を凹凸形状としてもよい。さらに、こうして底刃すくい面９やギャッシュ底面１２に形成される凹凸は、上述のように生成された切屑が該底刃すくい面９やギャッシュ底面１２を擦過して排出され、あるいは流出する方向に向けてその表面が凹凸するようにされるのが望ましく、この切屑の流出方向に平行な方向に凹凸していても、また該流出方向に対して角度をなす方向に凹凸していてもよい。また、これら第２、第３の実施形態を組み合わせて、例えば図５に示した第３の実施形態の凹凸形状をなすギャッシュ底面１２と切屑排出溝４の底面７との交差稜線部１４を図４に示した第２の実施形態のように断面凸曲線状としたりしてもよい。

さらにまた、これら第１〜第３の実施形態では、図１に示したようにエンドミル本体１の後端側のシャンク部２と先端側の切刃部３とが一体に形成された場合について説明したが、これらシャンク部２と切刃部３とが別体とされて、上述のような切刃部３を備えた刃体を公知の着脱機構によって着脱可能に取り付けたエンドミルに本発明を適用してもよい。この場合には、この切刃部３を超硬合金等の材質の射出成形によって形成して、シャンク部２は同材質または異なる材質により射出成形あるいはそれ以外の方法で製造するようにしてもよい。また、上記実施形態ではエンドミル本体１をこのように超硬合金等の材質の射出成形により製造する場合について説明したが、特許文献１記載のエンドミルのように砥石によって上述のようなギャッシュ８を形成することにより、上記構成のエンドミルを製造することもできる。

本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。図１に示す実施形態におけるギャッシュ底面１２から切屑排出溝４の底面７に沿った部分を、軸線Ｏを通って切屑排出溝４の捩れに合わせて捩れる捩れ面によって切断して、エンドミル回転方向Ｔから見たその断面を平面上に展開した断面図である。図２におけるＺＺ断面に沿ったギャッシュ８部分の断面図である（ただし、クーラント穴１７は省略されている。）。本発明の第２の実施形態を示す、第１の実施形態の図２に相当する断面図である（ただし、クーラント穴１７は省略されている。）。本発明の第２の実施形態を示す、第１の実施形態の図２に相当する断面図である（ただし、クーラント穴１７は省略されている。）。

符号の説明

１エンドミル本体
３切刃部
４切屑排出溝
５外周刃すくい面
６外周刃
７切屑排出溝４の底面
８ギャッシュ
９底刃すくい面
１０底刃
１１外周刃すくい面５と底刃すくい面９との交差稜線部
１２ギャッシュ底面
１３ギャッシュ壁面
１４ギャッシュ底面１２と切屑排出溝４の底面７との交差稜線部
１５底刃すくい面９とギャッシュ底面１２との交差稜線部
１６ギャッシュ底面１２とギャッシュ壁面１３との交差稜線部
１７クーラント穴
Ｏエンドミル本体１の軸線
Ｔエンドミル回転方向

Claims

軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く面が外周刃すくい面とされて、その外周側辺稜部に外周刃が形成されるとともに、上記切屑排出溝のエンドミル本体先端側の開溝部にはギャッシュが形成され、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く面が底刃すくい面とされて、該底刃すくい面の先端側辺稜部に、外周端が上記外周刃の先端に連続する底刃が形成されてなるエンドミルであって、上記底刃すくい面と上記ギャッシュのエンドミル本体先端側を向くギャッシュ底面との交差稜線部、およびこのギャッシュ底面と該ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向くギャッシュ壁面との交差稜線部のうち少なくとも一方が、該交差稜線部が延びる方向に直交する断面において凹曲線状をなすように形成され、かつこの交差稜線部の断面がなす凹曲線の曲率半径が上記エンドミル本体の外周側で内周側よりも大きくなるようにされていることを特徴とするエンドミル。
上記底刃すくい面は、上記底刃の軸方向すくい角が上記外周刃の軸方向すくい角より小さくなるように該外周刃すくい面に対して凸状に曲折して形成されるとともに、上記ギャッシュは、その上記ギャッシュ底面およびギャッシュ壁面の少なくとも一方が、上記エンドミル本体の内周側から外周側に向けて湾曲する凸曲面状とされていることを特徴とする請求項１に記載のエンドミル。
上記底刃すくい面は、上記底刃の軸方向すくい角が上記外周刃の軸方向すくい角より小さくなるように該外周刃すくい面に対して凸状に曲折して形成されるとともに、この底刃すくい面および上記ギャッシュ底面の少なくとも一方と、上記外周刃すくい面または上記切屑排出溝の底面との交差稜線部は、該交差稜線部が延びる方向に直交する断面が凸曲線をなす凸曲面状とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンドミル。
上記底刃すくい面およびギャッシュ底面の少なくとも一方は、その少なくとも一部が凹凸形状とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエンドミル。
上記ギャッシュ底面には、クーラント穴が開口させられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のエンドミル。