JP4409665B2 - End mill with fluid supply hole - Google Patents

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JP4409665B2
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Japan
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gash
fluid supply
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supply hole
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/28Features relating to lubricating or cooling

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体供給穴付きエンドミルに係り、特に、流体としてエアを供給するドライ加工においても良好な冷却作用が得られる流体供給穴付きエンドミルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
(a) 軸心に対して対称的に形成された一対の第1ギャッシュに沿って軸心付近まで設けられた一対の長底刃と、(b) 軸心まわりにおいて前記一対の長底刃から90°の位置に、その軸心に対して対称的に外周部から前記第1ギャッシュに達するように形成された第2ギャッシュに沿って設けられた一対の短底刃とを有する、4枚不等底刃のエンドミルが知られている。一方、潤滑油剤やエア等の流体を切削部位まで供給する流体供給穴付きのエンドミルが、例えば特開昭61−25709号公報等に記載されているが、このような流体供給穴付きのエンドミルによれば、外部からの流体供給が難しいポケット穴加工、溝加工などの切削性能(加工能率)や工具寿命が向上する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年潤滑油剤の処理などの問題から、流体としてエアを用いて切削加工を行うドライ加工が望まれているが、潤滑油剤に比較して冷却性能が低いため、従来の2枚刃の流体供給穴付きエンドミルにおいてはドライ加工の適用範囲が狭く、必ずしも十分に満足できなかった。
【0004】
一方、4枚不等底刃のエンドミルに4本の流体供給穴を設けることは、強度上或いは製造上の制約などにより困難であった。特に、外周刃が軸心まわりに捩じれたねじれ刃で、摩耗した底刃を研削して再使用する場合には、流体供給穴もねじれ刃と同じリードで捩じれたねじれ穴にする必要があるため、比較的小径のエンドミルにおいては、強度上や製造上の都合で3本以上の流体供給穴を設けることが難しい。
【0005】
これに対し、例えば一対の長底刃の逃げ面だけに流体供給穴を開口させることが考えられるが、その逃げ面から第2ギャッシュを経て流体が供給される短底刃については良好な冷却作用が得られるものの、長底刃については流体が十分に供給されないため、必ずしも十分な切削性能、工具寿命の向上効果が得られない。一対の短底刃の逃げ面に流体供給穴を開口させた場合も同様である。
【0006】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、4枚不等底刃のエンドミルにおいて、2本の流体供給穴からエアを供給して切削加工を行う場合でも良好な冷却作用が得られて優れた切削性能、工具寿命が得られるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 軸心に対して対称的に形成された一対の第1ギャッシュに沿って軸心付近まで設けられた一対の長底刃と、(b) 軸心まわりにおいて前記一対の長底刃から90°の位置に、その軸心に対して対称的に外周部から前記第1ギャッシュに達するように形成された第2ギャッシュに沿って設けられた一対の短底刃と、を有する4枚不等底刃のエンドミルにおいて、(c) 前記一対の長底刃の逃げ面に開口する一対の開口部を有して、前記エンドミルを縦通して設けられた流体供給穴と、(d) 軸心側の端部が互いに交わっている前記第1ギャッシュおよび第2ギャッシュの連通面積を大きくするとともに、それ等の第1ギャッシュおよび第2ギャッシュの交差部分と前記流体供給穴の開口部とを接続するように設けられた一対の連通溝と、を有することを特徴とする。
【0011】
【発明の効果】
本発明の流体供給穴付きエンドミルにおいては、一対の長底刃の逃げ面に開口するように流体供給穴が設けられているとともに、軸心側の端部が互いに交わっている第1ギャッシュおよび第2ギャッシュの連通面積を大きくするように一対の連通溝が設けられ、両ギャッシュ間で流体が容易に流通できるようになっているため、流体供給穴の一対の開口部から吐出される流体が4枚の不等底刃の総てに良好に供給されるようになり、流体による冷却作用等で切削性能(加工能率)や工具寿命が向上する。これにより、流体としてエアを供給する場合でも良好な冷却作用が得られるようになり、ドライ加工の適用範囲が広くなる。
【0012】
また、上記連通溝は、軸心側の端部が互いに交わっている第1ギャッシュと第2ギャッシュとの交差部分に設けられているため、短底刃については連通溝により軸心側が削られて短くなる可能性があるが、軸心付近まで設けられている長底刃については何の影響も受けず、切削性能を損なう恐れがない。
【0013】
また、長底刃の逃げ面に流体供給穴の一対の開口部が設けられているとともに、その流体供給穴の開口部と第1ギャッシュおよび第2ギャッシュの交差部分とを接続するように連通溝が設けられているため、例えばエンドミルの回転に伴って開口部とワークとの間の隙間から流体が第2ギャッシュ側へ流動して短底刃に供給される一方、その第2ギャッシュから連通溝を通って、或いは流体供給穴の開口部から直接連通溝を通って、第1ギャッシュ側へ流動して長底刃に供給される。
【0015】
なお、連通溝の断面の大きさ(流通面積)や、流体供給穴の開口部とワークとの間の隙間の大きさなどにより、流体の流通経路は微妙に変化し、供給穴の開口部とワークとの間の隙間から第2ギャッシュ側への流体の流動や、第2ギャッシュから第1ギャッシュ側への流体の流動が殆ど無く、開口部から吐出された流体が専ら連通溝を通って両ギャッシュへ分岐して流動する場合もあるが、結果的に4枚の不等底刃に流体が良好に供給されるようになっておれば良い。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、ボールエンドミルやスクエアエンドミルなど種々のエンドミルに適用される。また、長底刃および短底刃に連続して設けられる外周刃が軸心まわりに捩じれたねじれ刃で、流体供給穴もねじれ刃と同じリードで捩じれた2本のねじれ穴であり、摩耗した底刃を研削して再使用するエンドミルに好適に適用されるが、外周刃が直刃で2本の直線状の流体供給穴が軸心と平行に設けられている場合や、1本の流体供給穴が軸心上に設けられていて底刃近傍で2本に分岐している場合等にも、本発明は適用され得る。エンドミルの材質は、超硬合金や高速度鋼など適宜設定される。
【0017】
本発明の流体供給穴付きエンドミルは、流体としてエアを供給しながら切削加工を行うドライ加工に好適に用いられるが、流体として冷却油剤を供給するウェット加工にも使用できることは勿論である。また、外部からの流体供給が難しいポケット穴加工や溝加工などの切削加工に好適に用いられるが、端面削りや外周削り、倣い削りなどの他の切削加工に用いることもできる。
【0018】
前記連通溝は、例えば第1ギャッシュの軸心側端部すなわち第2ギャッシュとの交差部分に、その第1ギャッシュとは別工程で長底刃と略平行に設けられるが、第2ギャッシュを加工する前または後において第1ギャッシュの加工に連続して同じ加工工具(砥石など)を用いて連通溝を設けることもできる。
【0019】
また、必要に応じて流体供給穴の開口部を含むように連通溝を設け、両ギャッシュの交差部分へ流体が流れ易くすることもできる。長底刃や短底刃の底面視における形状を、外周側程切削回転方向の進行側へ傾斜させるなどして、流体が軸心側へ流れ易くすることも可能である。
【0020】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1の流体供給穴付きエンドミル10は、本発明が4枚不等底刃のスクエアエンドミルに適用された場合の一例で、(a) は軸心と直角な方向から見た正面図、(b) はシャンク12側から見た平面図、(c) は刃部14側から見た底面図、(d) は刃部14の斜視図である。このエンドミル10は超硬合金にて構成されており、シャンク12および刃部14は同一軸線上に一体に連続して設けられているとともに、刃部14の外周面には、軸心まわりに捩じれた4本のねじれ溝16に沿って4枚の外周ねじれ刃18が等角度間隔で設けられている。また、シャンク12および刃部14には、外周ねじれ刃18と同じリードで捩じれた流体供給穴(ねじれ穴)20が、軸方向に縦通するように180°間隔で2本設けられており、シャンク12側の後端開口20aからエアや冷却油剤などの流体を供給することにより、それ等の流体が刃部14側の先端開口20bから吐出されるようになっている。
【0021】
刃部14の先端には、軸心に対して対称的に一対の第1ギャッシュ22がダイヤモンド砥石等で形成され、その第1ギャッシュ22に沿って一対の長底刃24が軸心付近まで設けられている。また、軸心まわりにおいて一対の長底刃24から90°の位置には、同じく軸心に対して対称的に外周部から第1ギャッシュ22に達するようにダイヤモンド砥石などで第2ギャッシュ26が形成され、その第2ギャッシュ26に沿って一対の短底刃28が設けられている。これ等の長底刃24および短底刃28は、何れも外周側端縁で前記外周ねじれ刃18に接続されるように設けられている。上記第1ギャッシュ22は長底刃24のすくい面を構成し、第2ギャッシュ26は短底刃28のすくい面を構成しており、それぞれ所定のすくい角が得られるように溝深さ方向(工具軸方向)において軸心に対して傾斜するように設けられている。
【0022】
前記流体供給穴20の先端開口20bは、一対の長底刃24の逃げ面を構成している2番面と3番面との境界部分に位置している。流体供給穴20および外周ねじれ刃18は、同じリードで捩じれているため、摩耗に伴って底刃24、28を研削して再使用する場合でも、それ等の底刃24、28に対する開口20bの位置が一定に維持される。また、その先端開口20bと、第1ギャッシュ22および第2ギャッシュ26が互いに交わっているそれ等の軸心側端部の交差部分とを接続するように、長底刃24と略平行に軸心に対して対称的に一対の接続溝30が設けられている。第1ギャッシュ22および第2ギャッシュ26の交差部分に接続されることから、接続溝30により両ギャッシュ22、26の連通面積が大きくなり、接続溝30は連通溝としても機能する。本実施例のエンドミル10は、第2発明、第4発明の一実施例である。
【0023】
このような本実施例の流体供給穴付きエンドミル10においては、一対の長底刃24の逃げ面に開口するように一対の流体供給穴20が設けられているとともに、その流体供給穴20の先端開口20bと、両ギャッシュ22、26の交差部分とを接続するように接続溝30が設けられているため、先端開口20bから吐出された流体は、例えばエンドミル10の回転に伴って逃げ面(先端開口20b)とワークとの間の隙間を通って第2ギャッシュ26側へ流動して短底刃28に供給される一方、その第2ギャッシュ26から第1ギャッシュ22との交差部分を通って第1ギャッシュ22側へ流動し、或いは接続溝30から直接第1ギャッシュ22側へ流動して長底刃24に供給されるため、4枚の不等底刃24、28の総てに良好に流体が供給されるようになる。
【0024】
接続溝30の断面の大きさ(流通面積)や、流体供給穴20の先端開口20bとワークとの間の隙間の大きさなどにより、流体の流通経路は微妙に変化し、例えば先端開口20bとワークとの間の隙間から第2ギャッシュ26側への流体の流動や、第2ギャッシュ26から第1ギャッシュ22側への流体の流動が殆ど無く、先端開口20bから吐出された流体が専ら接続溝30を通って両ギャッシュ22、26へ分岐して流動する場合もあるが、結果的に4枚の不等底刃24、28に流体が良好に供給されるようになっておれば良い。
【0025】
このように、本実施例の流体供給穴付きエンドミル10によれば、連通溝30の存在により2本の流体供給穴20から4枚の不等底刃24、28の総てに良好に流体が供給されるため、流体による冷却作用等で切削性能(加工能率)や工具寿命が向上し、これにより流体としてエアを供給する場合でも良好な冷却作用が得られるようになり、ドライ加工の適用範囲が広くなる。
【0026】
また、上記接続溝30は、第1ギャッシュ22と第2ギャッシュ26との交差部分に長底刃24と略平行に設けられているため、長底刃24や短底刃28は何の影響も受けず、切削性能を損なう恐れがない。
【0027】
次に、上記実施例のエンドミル10のように2本の流体供給穴が長底刃の逃げ面に開口させられているとともに、その先端開口と両ギャッシュの交差部分とを接続するように一対の接続溝が設けられた4枚不等底刃のスクエアエンドミル(本発明品)と、2本の流体供給穴が設けられた2枚刃のスクエアエンドミル(従来品I)と、流体供給穴が無い2枚刃のスクエアエンドミル(従来品II)とを用いて、切削性能試験を行った結果を説明する。3種類のエンドミルは、何れも呼びがφ10、外周ねじれ刃のねじれ角が約30°、底刃すくい角が10°、底刃2番角が6°、底刃3番角が12°であり、本発明品および従来品IのコーナRは0.4mm、従来品IIのコーナRは0.5mmである。また、本発明品および従来品Iについては流体供給穴からエアを供給し、従来品IIについては外部ノズルを用いてエアを供給した。加工条件は以下の通りである。
(加工条件)
突出寸法:40mm ホルダ:DTC 加工方法:ヘリカル穴加工 被削材質:SKD61(40HRC) 使用機械:横形マシニングセンタ 回転速度:6500min-1 送り速度:0.4mm 1公転当りのZ送り量(穴深さ方向の送り量):0.4mm 加工穴深さ:18mm 加工穴径:φ15
【0028】
そして、底刃の外周コーナ部の摩耗量と切削距離との関係を調べた結果を図2に示す。図の「○」は本発明品で、「□」は従来品Iで、「×」は従来品IIであり、本発明品によれば切削距離が2000mm以上になっても摩耗量が少なく、優れた工具寿命が得られる。また、切削距離が1500mm程度以下では、摩耗量が従来品Iと略同じであるが、面粗さは本発明品の方が優れていた。なお、切削距離は切削穴数に対応するもので、28穴で約1000mmである。
【0029】
図3は、本発明品について、流体供給穴からエアを供給した場合「内部エア」と、流体供給穴から冷却油剤(水溶性エマルジョンタイプ)を供給した場合「内部冷却油剤」とを比較したもので、「●」および「○」は送り速度および1公転当りのZ送り量が何れも0.4mmで、「■」および「□」は送り速度および1公転当りのZ送り量が何れも0.6mmである。送り量および1公転当りのZ送り量を除く他の加工条件は、前記図2の場合と同じである。かかる図3から明らかなように、送り速度および1公転当りのZ送り量が0.6mmになると、冷却油剤を用いたウェット加工(□)に比較して、内部エアによるドライ加工(■)での工具寿命が著しく損なわれるが、送り速度および1公転当りのZ送り量が0.4mmの場合には、内部エアによるドライ加工(●)でも、切削距離が2000mmを越えるまで冷却油剤を用いたウェット加工(○)と同程度の摩耗量で、優れた工具寿命が得られる。なお、この場合も切削距離は切削穴数に対応し、28穴で約1000mmである。
【0030】
図4は、前記実施例のエンドミル10のように2本の流体供給穴が長底刃の逃げ面に開口させられているとともに、その先端開口と両ギャッシュの交差部分とを接続するように一対の接続溝が設けられた4枚不等底刃のスクエアエンドミル(本発明品)と、図5に示すように2本の流体供給穴20が短底刃28の逃げ面側、具体的には第1ギャッシュ22の底に開口させられているとともに、その先端開口20bと両ギャッシュ22、26の交差部分とを接続するように一対の接続溝32が設けられた4枚不等底刃のスクエアエンドミル(比較品)とを用いて、流体供給穴からエアを供給した場合「内部エア」と、流体供給穴から冷却油剤(水溶性エマルジョンタイプ)を供給した場合「内部冷却油剤」とを比較したもので、「●」および「○」は本発明品の場合で、「■」および「□」は比較品の場合である。また、本発明品および比較品は、何れも呼びがφ12、底刃すくい角が10°、底刃2番角が6°、底刃3番角が12°、コーナRは0.5mmであり、加工条件は以下の通りである。
(加工条件)
突出寸法:40mm ホルダ:DTC 加工方法:ヘリカル穴加工 被削材質:SKD61(40HRC) 使用機械:横形マシニングセンタ 回転速度:5305min-1 送り速度:0.6mm 1公転当りのZ送り量:0.6mm 加工穴深さ:24mm 加工穴径:φ18
【0031】
図4から明らかなように、何れの場合も冷却油剤を用いたウェット加工(□、○)に比較して、内部エアによるドライ加工(■、●)での工具寿命が著しく損なわれるが、ウェット加工では流体供給穴が長底刃の逃げ面に開口している本発明品(○)よりも、流体供給穴が短底刃の逃げ面側に位置する第1ギャッシュの底に開口している比較品(□)の方が全体的に摩耗量が少なく、ドライ加工では流体供給穴が短底刃の逃げ面側に位置する第1ギャッシュの底に開口している比較品(■)よりも、流体供給穴が長底刃の逃げ面に開口している本発明品(●)の方が工具寿命が長い。比較品のドライ加工(■)では、溶着により7穴でそれ以上の加工が不能になった。なお、この場合も切削距離は切削穴数に対応し、40穴で960mmである。
【0032】
上記比較品は、先端開口20bから第1ギャッシュ22内に吐出した流体が長底刃24に速やかに供給される一方、接続溝32によって流体が軸心側へ流れ易くなるとともに、第1ギャッシュ22と第2ギャッシュ26との連通面積が拡大されるため、第1ギャッシュ22から第2ギャッシュ26側へ流体が良好に流動して短底刃28に供給されるようになり、4枚の不等底刃24、28が良好に冷却されて切削性能(加工能率)や工具寿命が向上する。
【0033】
なお、以上の説明では本発明が4枚不等底刃のスクエアエンドミルに適用された場合について説明したが、図6のエンドミル40のように、4枚不等底刃のボールエンドミルにも適用できる。このエンドミル40は、前記エンドミル10に比較してボールエンドミルかスクエアエンドミルかが相違し、底刃形状が相違するだけであるため、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【0034】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が4枚不等底刃のスクエアエンドミルに適用された場合の一例を説明する図で、(a) は軸心と直角な方向から見た正面図、(b) はシャンク側から見た平面図、(c) は刃部側から見た底面図、(d) は刃部の斜視図である。
【図2】本発明品および従来品を用いてヘリカル穴加工をドライ加工で行い、切削距離とコーナ部摩耗量との関係を調べた結果を示す図である。
【図3】本発明品を用いてドライ加工およびウェット加工を行い、切削距離とコーナ部摩耗量との関係を調べた結果を示す図である。
【図4】 流体供給穴の開口位置が異なる本発明品および比較品を用いてドライ加工およびウェット加工を行い、切削距離とコーナ部摩耗量との関係を調べた結果を示す図である。
【図5】流体供給穴の開口が短底刃の逃げ面側に位置する第1ギャッシュの底に設けられている場合の底面図である。
【図6】本発明が4枚不等底刃のボールエンドミルに適用された場合の一例を説明する図で、図1に対応する図である。
【符号の説明】
10、40:流体供給穴付きエンドミル 20:流体供給穴 20b:先端開口(開口部) 22:第1ギャッシュ 24:長底刃 26:第2ギャッシュ 28:短底刃 30:接続溝(連通溝)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an end mill with a fluid supply hole, and more particularly to an end mill with a fluid supply hole that can provide a good cooling action even in dry processing for supplying air as a fluid.
[0002]
[Prior art]
(a) a pair of long bottom blades provided near the shaft center along a pair of first gashes formed symmetrically with respect to the shaft center; and (b) from the pair of long bottom blades around the shaft center. A pair of short bottom blades provided along a second gash formed so as to reach the first gash from the outer periphery symmetrically with respect to the axial center at a position of 90 °. An equal bottom end mill is known. On the other hand, an end mill with a fluid supply hole for supplying a fluid such as a lubricant or air to a cutting site is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-25709. According to this, cutting performance (machining efficiency) and tool life such as pocket hole processing and grooving that are difficult to supply fluid from the outside are improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, dry processing in which cutting is performed using air as a fluid has been desired due to problems such as processing of the lubricant, but since the cooling performance is lower than that of the lubricant, the conventional two-blade fluid In the end mill with a supply hole, the application range of the dry processing is narrow, and it is not always satisfactory.
[0004]
On the other hand, it has been difficult to provide four fluid supply holes in an end mill with four unequal bottom blades due to strength or manufacturing restrictions. Especially when the outer peripheral blade is a twisted blade twisted around the axis and the worn bottom blade is ground and reused, the fluid supply hole must also be a twisted hole twisted with the same lead as the twisted blade. In a relatively small-diameter end mill, it is difficult to provide three or more fluid supply holes for strength and manufacturing reasons.
[0005]
On the other hand, for example, it is conceivable that the fluid supply hole is opened only on the flank face of the pair of long bottom blades, but the short bottom blade to which the fluid is supplied from the flank face through the second gash has a good cooling action. However, since the fluid is not sufficiently supplied to the long bottom blade, it is not always possible to obtain sufficient cutting performance and tool life improvement effect. The same applies when a fluid supply hole is opened in the flank face of the pair of short bottom blades.
[0006]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is even when cutting is performed by supplying air from two fluid supply holes in an end mill having four unequal bottom blades. An object is to obtain a good cooling action and to obtain excellent cutting performance and tool life.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the first invention comprises (a) a pair of long bottom blades provided near the axis along a pair of first gashes formed symmetrically with respect to the axis; b) Provided at a position 90 ° from the pair of long bottom blades around the axis, along a second gash formed so as to reach the first gash from the outer periphery symmetrically with respect to the axis. An end mill having four unequal bottom blades having a pair of short bottom blades, and (c) having a pair of openings that open to the flank faces of the pair of long bottom blades, a fluid supply hole provided, (d) together with the ends of the axial center side is larger the communication area of the first gash and second gash intersect each other, crossing the first gash and second gash it like so as to connect the opening portion and the fluid supply hole And having a pair of communicating grooves kicked, the.
[0011]
【The invention's effect】
In the end mill with a fluid supply hole of the present invention , the fluid supply hole is provided so as to open to the flank of the pair of long bottom blades, and the first gash and the first gash with the end portions on the axial center side intersecting each other. Since a pair of communication grooves are provided so as to increase the communication area of the two gashes, and the fluid can easily flow between the two gashes, the fluid discharged from the pair of openings of the fluid supply holes is 4 All of the unequal bottom blades are supplied satisfactorily, and the cutting performance (working efficiency) and tool life are improved by the cooling action by the fluid. Thereby, even when air is supplied as a fluid, a good cooling action can be obtained, and the application range of dry processing is widened.
[0012]
In addition, since the communication groove is provided at the intersection of the first and second gashs where the end portions on the axis side intersect each other, the shaft side of the short bottom blade is cut by the communication groove. Although there is a possibility of shortening, the long bottom blade provided to the vicinity of the shaft center is not affected at all, and there is no possibility of impairing the cutting performance.
[0013]
The flank of the long bottom blade is provided with a pair of openings for fluid supply holes, and the communication grooves are connected to connect the openings of the fluid supply holes to the intersections of the first and second gashes. since is provided, for example, while the fluid from the gap between the opening and the work is supplied to the short end cutting edge to flow into the second gash side with the rotation of the end mill, the communication groove from the second gash through, or directly through the communication groove from the opening of the fluid supply hole, Ru is supplied to the long end cutting edge to flow into the first gash side.
[0015]
The size of the cross section of the communicating groove or (flow area), such as by the size of the gap between the opening and the work of the fluid supply hole, distribution channels of the fluid subtly varied, the opening of the test Kyuana through a flow or fluid from the gap between the workpiece to the second gash side, the flow is almost no fluid from the second gash to the first gash side, fluid discharged from the opening of the dedicated et communicating groove In some cases, the gas may branch into both gashes and flow, but as a result, it is sufficient that the fluid is satisfactorily supplied to the four unequal bottom blades.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is applied to various end mills such as a ball end mill and a square end mill. In addition, the outer peripheral blade continuously provided on the long bottom blade and the short bottom blade is a twisted blade twisted around the shaft center, and the fluid supply hole is also two twisted holes twisted with the same lead as the twisted blade, and is worn. Although it is preferably applied to an end mill that grinds and reuses the bottom blade, the outer peripheral blade is a straight blade and two linear fluid supply holes are provided in parallel to the shaft center, or one fluid The present invention can also be applied to the case where the supply hole is provided on the shaft center and is branched into two near the bottom blade. The material of the end mill is appropriately set such as cemented carbide or high speed steel.
[0017]
The end mill with a fluid supply hole of the present invention is suitably used for dry processing in which cutting is performed while air is supplied as a fluid, but it is needless to say that the end mill can also be used for wet processing in which a coolant is supplied as a fluid. In addition, it is suitably used for machining such as pocket hole machining and grooving where it is difficult to supply fluid from the outside, but it can also be used for other machining such as end face grinding, outer circumference grinding, and profile machining.
[0018]
The communication groove is provided, for example, at the end of the first gash at the axial center side, that is, at the intersection with the second gash, in a separate process from the first gash, and substantially parallel to the long bottom blade. Ru can also be provided communicating groove with the same working tool (such as grinding) in succession in the processing of the first gash before or after.
[0019]
Further, a communicating groove so as to include the opening of the fluid supply hole provided as necessary, fluid can be easily flows to the intersection portion of both gash. The shape of the long bottom blade and the short bottom blade in a bottom view can be made easier to flow to the axial center side by, for example, inclining the outer peripheral side toward the advancing side in the cutting rotation direction.
[0020]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
An end mill 10 with a fluid supply hole in FIG. 1 is an example when the present invention is applied to a square end mill with four unequal bottom blades, (a) is a front view seen from a direction perpendicular to the axis, and (b) ) Is a plan view seen from the shank 12 side, (c) is a bottom view seen from the blade part 14 side, and (d) is a perspective view of the blade part 14. The end mill 10 is made of a cemented carbide, and the shank 12 and the blade portion 14 are integrally provided continuously on the same axis, and the outer peripheral surface of the blade portion 14 is twisted around the axis. In addition, four outer peripheral twisting blades 18 are provided at equal angular intervals along the four twisting grooves 16. The shank 12 and the blade portion 14 are provided with two fluid supply holes (twisted holes) 20 twisted by the same lead as the outer circumferential twisted blade 18 at 180 ° intervals so as to pass through in the axial direction. By supplying fluid such as air or a cooling fluid from the rear end opening 20a on the shank 12 side, such fluid is discharged from the tip opening 20b on the blade portion 14 side.
[0021]
A pair of first gashs 22 is formed of a diamond grindstone or the like symmetrically with respect to the axis at the tip of the blade part 14, and a pair of long bottom blades 24 are provided along the first gash 22 to the vicinity of the axis. It has been. Further, a second gash 26 is formed with a diamond grindstone or the like so as to reach the first gash 22 from the outer periphery symmetrically with respect to the axis at a position 90 ° from the pair of long bottom blades 24 around the axis. A pair of short bottom blades 28 are provided along the second gash 26. The long bottom blade 24 and the short bottom blade 28 are provided so as to be connected to the outer peripheral twisting blade 18 at the outer peripheral edge. The first gash 22 constitutes the rake face of the long bottom blade 24, and the second gash 26 constitutes the rake face of the short bottom blade 28, and each has a groove depth direction ( It is provided so as to be inclined with respect to the axis in the tool axis direction).
[0022]
The front end opening 20 b of the fluid supply hole 20 is located at a boundary portion between the second surface and the third surface constituting the flank of the pair of long bottom blades 24. Since the fluid supply hole 20 and the outer peripheral twisting blade 18 are twisted by the same lead, even when the bottom blades 24 and 28 are ground and reused due to wear, the openings 20b with respect to the bottom blades 24 and 28 are used. The position is kept constant. In addition, the axial center substantially parallel to the long bottom blade 24 so as to connect the tip opening 20b and the intersecting portion of the end portions of the axial centers where the first gash 22 and the second gash 26 intersect each other. A pair of connection grooves 30 are provided symmetrically with respect to each other. Since the first gash 22 and the second gash 26 are connected to the intersection, the connecting groove 30 increases the communication area of the two gashes 22 and 26, and the connecting groove 30 also functions as a communication groove. The end mill 10 of the present embodiment is an embodiment of the second invention and the fourth invention.
[0023]
In such an end mill 10 with a fluid supply hole of this embodiment, a pair of fluid supply holes 20 are provided so as to open to the flank faces of the pair of long bottom blades 24, and the tips of the fluid supply holes 20 are provided. Since the connection groove 30 is provided so as to connect the opening 20b and the intersecting portions of both the gashes 22 and 26, the fluid discharged from the tip opening 20b is, for example, a flank (tip) as the end mill 10 rotates. While flowing through the gap between the opening 20b) and the workpiece to the second gash 26 side and supplied to the short bottom blade 28, the second gash 26 passes through the intersecting portion of the first gash 22 with the second gash 26. Since it flows to the 1st gash 22 side or flows directly from the connection groove 30 to the 1st gash 22 side and is supplied to the long bottom blade 24, all four unequal bottom blades 24 and 28 are excellent in fluidity. But So it is fed.
[0024]
Depending on the cross-sectional size (flow area) of the connection groove 30 and the size of the gap between the tip opening 20b of the fluid supply hole 20 and the workpiece, the fluid flow path slightly changes. There is almost no fluid flow from the gap between the workpiece to the second gash 26 side and no fluid flow from the second gash 26 to the first gash 22 side, and the fluid discharged from the tip opening 20b is exclusively connected grooves. In some cases, the gas flows into the gashs 22 and 26 through the gas flow 30. However, it is only necessary that the fluid is satisfactorily supplied to the four unequal bottom blades 24 and 28 as a result.
[0025]
As described above, according to the end mill 10 with the fluid supply holes of the present embodiment, the fluid is satisfactorily received from the two fluid supply holes 20 to all of the four unequal bottom blades 24 and 28 due to the presence of the communication groove 30. Therefore, cutting performance (machining efficiency) and tool life are improved by the cooling action by the fluid, etc., so that even when air is supplied as a fluid, a good cooling action can be obtained, and the application range of dry machining Becomes wider.
[0026]
Further, since the connection groove 30 is provided at the intersection of the first gash 22 and the second gash 26 substantially in parallel with the long bottom blade 24, the long bottom blade 24 and the short bottom blade 28 have no influence. There is no risk of impairing cutting performance.
[0027]
Next, as in the end mill 10 of the above embodiment, two fluid supply holes are opened on the flank face of the long bottom blade, and a pair of openings is connected so that the tip opening and the intersection of both gashes are connected. Four-blade square end mill with a connection groove (product of the present invention), two-blade square end mill with two fluid supply holes (conventional product I), and no fluid supply hole The results of a cutting performance test using a two-blade square end mill (conventional product II) will be described. Each of the three types of end mills has a nominal diameter of φ10, a twist angle of the outer twist blade of about 30 °, a bottom blade rake angle of 10 °, a bottom blade second angle of 6 °, and a bottom blade third angle of 12 °. The corner R of the product of the present invention and the conventional product I is 0.4 mm, and the corner R of the conventional product II is 0.5 mm. In addition, air was supplied from a fluid supply hole for the product of the present invention and the conventional product I, and air was supplied using an external nozzle for the conventional product II. The processing conditions are as follows.
(Processing conditions)
Projection dimension: 40mm Holder: DTC Machining method: Helical hole machining Material: SKD61 (40HRC) Machine: Horizontal machining center Rotational speed: 6500min- 1 Feed speed: 0.4mm Z feed amount per revolution (hole depth direction) Feed amount): 0.4 mm Processing hole depth: 18 mm Processing hole diameter: φ15
[0028]
And the result of having investigated the relationship between the abrasion amount of the outer periphery corner part of a bottom blade, and a cutting distance is shown in FIG. In the figure, “◯” is the product of the present invention, “□” is the conventional product I, “×” is the conventional product II, and according to the product of the present invention, the amount of wear is small even when the cutting distance is 2000 mm or more. Excellent tool life is obtained. Further, when the cutting distance is about 1500 mm or less, the wear amount is substantially the same as that of the conventional product I, but the surface roughness of the product of the present invention was superior. The cutting distance corresponds to the number of cutting holes and is about 1000 mm with 28 holes.
[0029]
FIG. 3 shows a comparison of “internal air” when air is supplied from the fluid supply hole and “internal cooling oil” when cooling oil (water-soluble emulsion type) is supplied from the fluid supply hole. “●” and “◯” are both 0.4 mm in feed speed and Z feed per revolution, and “■” and “□” are both 0 in feed speed and Z feed per revolution. .6 mm. Except for the feed amount and the Z feed amount per revolution, the other processing conditions are the same as in the case of FIG. As is clear from FIG. 3, when the feed rate and the Z feed amount per revolution are 0.6 mm, the dry processing (■) with internal air is more effective than the wet processing (□) using the coolant. However, when the feed rate and the Z feed amount per revolution were 0.4 mm, the cooling oil was used until the cutting distance exceeded 2000 mm even in dry processing (●) with internal air. Excellent tool life is obtained with the same amount of wear as wet processing (◯). In this case as well, the cutting distance corresponds to the number of cutting holes and is about 1000 mm with 28 holes.
[0030]
FIG. 4 shows that a pair of fluid supply holes are opened on the flank face of the long bottom blade as in the end mill 10 of the above embodiment, and the tip opening is connected to the intersection of both gashes. A square end mill ( product of the present invention ) with four non-uniform bottom blades provided with a connecting groove and two fluid supply holes 20 as shown in FIG. A square of four unequal bottom blades that are opened at the bottom of the first gash 22 and are provided with a pair of connection grooves 32 so as to connect the tip opening 20b and the intersection of the gashs 22 and 26. Using an end mill (comparative product) , the “internal air” when air was supplied from the fluid supply hole and the “internal cooling oil” when cooling oil (water-soluble emulsion type) was supplied from the fluid supply hole were compared. With "●" and ""In the case of the product of the present invention," ■ "and" □ "is the case of the comparative product. The product of the present invention and the comparative product are both nominally φ12, bottom blade rake angle 10 °, bottom blade second angle 6 °, bottom blade third angle 12 °, corner R 0.5 mm. The processing conditions are as follows.
(Processing conditions)
Projection dimension: 40mm Holder: DTC Machining method: Helical hole machining Material: SKD61 (40HRC) Machine: Horizontal machining center Rotational speed: 5305min- 1 Feed rate: 0.6mm Z feed amount per revolution: 0.6mm Hole depth: 24mm Processing hole diameter: φ18
[0031]
As is clear from FIG. 4, the tool life in dry processing (■, ●) with internal air is markedly impaired compared with wet processing (□, ○) using a cooling oil in either case. In machining, the fluid supply hole is opened at the bottom of the first gash located on the flank face side of the short bottom blade, compared to the present invention product ( ○) where the fluid supply hole is opened at the flank face of the long bottom blade. comparative (□) less overall wear amount toward the first gash bottom openings to have comparative of the fluid supply hole in dry machining positioned on flank side of the short end cutting edge (■) than The product of the present invention ( ●) with the fluid supply hole opening on the flank of the long bottom blade has a longer tool life. In the comparative dry processing (■), the further processing with 7 holes became impossible by welding. Also in this case, the cutting distance corresponds to the number of cutting holes and is 960 mm with 40 holes.
[0032]
In the comparative product, the fluid discharged from the tip opening 20b into the first gash 22 is quickly supplied to the long bottom blade 24, while the connecting groove 32 facilitates fluid flow to the axial center side, and the first gash 22 Since the communication area between the first gash 22 and the second gash 26 is expanded, the fluid flows favorably from the first gash 22 to the second gash 26 and is supplied to the short bottom blade 28. the end cutting edge 24, 28 it improved suitably cooled by cutting performance (processing efficiency) and tool life.
[0033]
In the above description, the case where the present invention is applied to a square end mill having four unequal bottom blades has been described. However, the present invention can also be applied to a ball end mill having four unequal bottom blades as shown in FIG. . The end mill 40 is different or the ball end mill or a square end mill is compared to the end mill 10, since the end cutting edge shape is only different, you omit detailed description are denoted by the same reference numerals.
[0034]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, these are one embodiment to the last, and this invention is implemented in the aspect which added the various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. be able to.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining an example when the present invention is applied to a square end mill having four unequal bottom blades, where (a) is a front view seen from a direction perpendicular to the axis, and (b) is a shank. The top view seen from the side, (c) is the bottom view seen from the blade part side, (d) is the perspective view of a blade part.
FIG. 2 is a diagram showing a result of investigating a relationship between a cutting distance and a corner portion wear amount by performing helical drilling by dry machining using the product of the present invention and a conventional product.
FIG. 3 is a diagram showing a result of examining a relationship between a cutting distance and a corner wear amount by performing dry processing and wet processing using the product of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a result of examining a relationship between a cutting distance and a corner wear amount by performing dry processing and wet processing using a product of the present invention and a comparative product having different opening positions of fluid supply holes.
FIG. 5 is a bottom view when the opening of the fluid supply hole is provided at the bottom of the first gash located on the flank side of the short bottom blade.
6 is a view for explaining an example when the present invention is applied to a ball end mill having four unequal bottom blades, and corresponding to FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
10, 40: End mill with fluid supply hole 20: Fluid supply hole 20b: Tip opening (opening) 22: First gash 24: Long bottom blade 26: Second gash 28: Short bottom blade 30: Connection groove (communication groove)

Claims (1)

軸心に対して対称的に形成された一対の第1ギャッシュに沿って軸心付近まで設けられた一対の長底刃と、
軸心まわりにおいて前記一対の長底刃から90°の位置に、該軸心に対して対称的に外周部から前記第1ギャッシュに達するように形成された第2ギャッシュに沿って設けられた一対の短底刃と、
を有する4枚不等底刃のエンドミルにおいて、
前記一対の長底刃の逃げ面に開口する一対の開口部を有して、前記エンドミルを縦通して設けられた流体供給穴と、
軸心側の端部が互いに交わっている前記第1ギャッシュおよび第2ギャッシュの連通面積を大きくするとともに、該第1ギャッシュおよび第2ギャッシュの交差部分と前記流体供給穴の開口部とを接続するように設けられた一対の連通溝と、
を有することを特徴とする流体供給穴付きエンドミル。
A pair of long bottom blades provided near the axis along a pair of first gashes formed symmetrically with respect to the axis;
A pair provided around a shaft at a position 90 ° from the pair of long bottom blades along a second gash formed so as to reach the first gash from the outer periphery symmetrically with respect to the shaft. With a short bottom blade,
In an end mill with four unequal bottom blades having
A fluid supply hole provided vertically through the end mill, having a pair of openings that open to the flank of the pair of long bottom blades;
The communication area of the first gash and the second gash whose end portions on the axial center side cross each other is increased , and the intersection of the first gash and the second gash and the opening of the fluid supply hole are connected. a pair of communicating groove provided so as,
An end mill with a fluid supply hole.
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