JP4962128B2 - ラジアスエンドミル - Google Patents

Description

本発明は、エンドミル本体の先端部外周にコーナＲ刃が備えられるラジアスエンドミルに関する。

ラジアスエンドミルは、直角肩削りを行うスクエアエンドミルと、曲面加工を行うボールエンドミルの中間に位置するエンドミル工具として用いられ、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このラジアスエンドミルは、上記スクエアエンドミルとボールエンドミルとの中間的な形状を有し、エンドミル本体の先端部外周にコーナＲ刃が備えられている。そして主として平面仕上げ加工用に用いられている。またこのラジアスエンドミルは、スクエアエンドミルの欠点である曲面加工を行うことができ、またボールエンドミルの欠点である回転中心付近の低速な領域がなく、曲面加工にも用いられるものである。近年、ＭＣの様に主軸を制御する工作機械や加工ソフトの発達により、高回転数を応用し小径の工具を用いる高速加工が普及し、上記ボールエンドミルの代用工具として用いられるようにもなってきている。

またこのような加工の高速化に伴い切刃を含むエンドミルの先端部全体が、立方晶窒化硼素焼結体（ｃＢＮ焼結体）で形成されるエンドミル工具も提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。このｃＢＮ焼結体は、超硬合金の切刃に比べその硬度が高く、切刃の磨耗の進行を抑制させるようになっている。
特開平１１−２１６６０９号公報 特開２００２−１４４１３１号公報 特開２００２−１４４１３２号公報

しかしながら、上記ｃＢＮ焼結体は高硬度である反面、脆く耐衝撃性が低いために被切削材に切り込まれる際の衝撃によって欠損しやすいものである。また実用上、主として平面仕上げ加工用に用いられるラジアスエンドミルにおいて、前記コーナＲ刃の径方向外周縁部分がｃＢＮ焼結体である必要性はさほど高くはない。またｃＢＮ焼結体は、高温高圧下で焼結することにより生成されるため非常に高価なものである。
したがって、エンドミル工具の切刃のすべてをｃＢＮ焼結体で構成した場合には、最も切削速度が高くなる前記コーナＲ刃の径方向外周縁部分に欠損が生じ、ラジアスエンドミルの寿命が著しく短くなってしまうといった問題や、ｃＢＮ焼結体の使用量が多くなり製作コストが高くなるといった問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被切削材に対して断続的に切り込まされるラジアスエンドミルの先端部外周に配置されたコーナＲ刃が欠損することを防止し寿命延長を図ることができるとともに、低コストで製作することができるラジアスエンドミルを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周にコーナＲ刃が備えられたラジアスエンドミルであって、前記コーナＲ刃の先端部と該コーナＲ刃の先端側に配置される底刃とで構成される先端刃部が立方晶窒化硼素焼結体によって形成されるとともに、前記先端刃部の前記軸線方向の長さＬが、該コーナＲ刃の半径Ｒよりも小さい値とされていることを特徴とする。

この発明に係るラジアスエンドミルによれば、前記コーナＲ刃の最も切削速度が高くなる外周縁部分が耐衝撃性に劣るｃＢＮ焼結体によって形成されないこととなり、前記外周縁部分をｃＢＮ焼結体に比べ硬度は低いものの靱性が高く、耐欠損性、耐衝撃性に優れた材料で構成することにより、該コーナＲ刃の欠損を防止しこのラジアスエンドミルの寿命延長を図ることができる。
また、主に切削に供される前記コーナＲ刃の先端部と前記底刃とで構成される先端刃部をｃＢＮ焼結体で形成しているため、上記両者の耐摩耗性が向上し早期摩耗が防止され、このラジアスエンドミルのさらなる寿命延長を図ることができる。
また、高価なｃＢＮ焼結体で構成される部分を極力少なく抑えているため、このラジアスエンドミルを低コストで製造することができる。

本発明のラジアスエンドミルにおいて、前記コーナＲ刃の後端側に連なる外周刃が、超硬合金によって構成されていることとしてもよく、これにより、最も切削速度が高くなるコーナＲ刃の外周縁部分の耐衝撃性を向上させて欠損を防止し、このラジアスエンドミルの一層の寿命延長を図ることができる。また、エンドミル本体の先端部はｃＢＮ焼結体により構成された層と超硬合金により構成された層とが重ねて配置されているので、ｃＢＮ焼結体と超硬合金とを層状に一体成形した素材を加工することにより、このラジアスエンドミルを製作することができる。

本発明のラジアスエンドミルにおいて、前記軸線方向の長さＬと前記コーナＲ刃の半径Ｒとの比が、Ｌ／Ｒ＝０．６〜０．９の範囲内であることとしてもよく、これにより、前記コーナＲ刃の外周縁部分がｃＢＮ焼結体によって形成されないこととなり、該コーナＲ刃の欠損を防止することができる。

本発明によれば、被切削材に対して断続的に切り込まされるラジアスエンドミルの先端部外周に配置されたコーナＲ刃が欠損することを防止し寿命延長を図ることができるとともに、低コストで製作することが可能なラジアスエンドミルを提供することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るラジアスエンドミルを示す側面図である。また図２は、図１のラジアスエンドミルの先端部を示す拡大図である。
このラジアスエンドミル１は、概略円柱状をなして軸線Ｏを中心に回転されるエンドミル本体２と、このエンドミル本体２の先端側（図１において左側）に形成された切刃部６とで構成されている。

切刃部６の外周には、先端側から後端側（図１において右側）に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔの後方側に所定の角度で捩れる複数条（本実施形態では２条）の切屑排出溝７が、周方向に等間隔で、軸線Ｏに関して所定角度（本実施形態では１８０°）ずつ回転対称に形成されている。さらに、これらの切屑排出溝７のエンドミル回転方向Ｔ側を向く壁面と、エンドミル回転方向Ｔ後方側に連なる外周面との交差稜線部、すなわち上記壁面の外周側辺稜部には、外周刃５が形成されている。

したがって、切屑排出溝７の上記壁面がすくい面とされ、上記外周面が外周刃５の逃げ面とされている。また外周刃５は、この切屑排出溝７と同じく後端側に向かうにしたがい軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ後方側に所定の捩れ角で捩れるらせん状に形成されて正のすくい軸方向すくい角が与えられている。なお、この外周刃５が軸線Ｏ回りになす回転軌跡は、本実施形態においては軸線Ｏを中心とした円筒面状とされている。
この外周刃５は超硬合金で構成されており、本実施形態では耐摩耗性を向上させるために、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣＮ等の硬質コーティングを外周刃５に施している。

上記外周刃５の先端側には、該外周刃５に連なるようにしてこのラジアスエンドミル１の先端外周縁の辺稜部を円弧状に形成するようにコーナＲ刃３が備えられている。そしてさらにこのコーナＲ刃３の先端側に連なるようにして、底刃４が該ラジアスエンドミル１の先端面を径方向内周に向かって延びて形成されている。そしてこれら外周刃５と、コーナＲ刃３と、底刃４とにより上記切刃部６が構成されている。また前記コーナＲ刃３の軸線Ｏ回りの回転軌跡は、該軸線Ｏを含む平面に投影したときに半径Ｒの概略１／４円弧状とされて、上記外周刃５がなす回転軌跡に滑らかに接続するようになされている。なお、前記半径Ｒは０．０５ｍｍ以上に設定されている。

ここで、前記コーナＲ刃３のうち、前記外周刃５と接続する部分は図２に示すコーナ外周縁８とされ、このコーナ外周縁８からこのラジアスエンドミル１の先端面までの長さＲは、前記コーナＲ刃３の半径Ｒと等しくなるようになされている。
上記外周刃５に連なるコーナ外周縁８については、外周刃５を形成する超硬合金と同じ超硬合金で構成されている。なお本実施形態では耐摩耗性を向上させるために外周刃５から連続して、例えば、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣＮ等の硬質コーティングをコーナ外周縁８に施している。

また、このラジアスエンドミル１の最先端部に位置し、前記コーナＲ刃３の先端部と前記底刃４とで構成される先端刃部９は、超硬合金よりも硬質で耐摩耗性に優れた立方晶窒化硼素焼結体（ｃＢＮ焼結体）によって形成されている。
図２に示すように、この先端刃部９の軸線Ｏ方向の長さＬは、前記コーナＲ刃３が成す半径Ｒに対してＬ＜Ｒとなるように設定されており、Ｌ／Ｒ＝０．６〜０．９の範囲内とされることが好ましい。本実施形態では、上記Ｌ／Ｒ＝０．８とされている。
そして上記構成のラジアスエンドミル１は、ｃＢＮ焼結体と超硬合金とを層状に一体成形した素材を加工することにより製作される。

このように構成されたラジアスエンドミル１によれば、該ラジアスエンドミル１の最も外周側にはｃＢＮ焼結体で構成された部分が配置されず、本実施形態では超硬合金で構成された部分が配置されることになる。したがって、コーナＲ刃３のうち最も切削速度が高く断続的に被切削材に対して切り込まれることにより衝撃的負荷が作用するコーナ外周縁８が、耐欠損性や耐衝撃性の乏しいｃＢＮ焼結体で形成されることがなく、このｃＢＮ焼結体に比べて硬度は低いものの靱性が高く、耐欠損性、耐衝撃性に優れた超硬合金で構成されることにより切刃の欠損を防止でき、このラジアスエンドミル１の寿命延長を図ることができる。

また、このラジアスエンドミル１の切削に主に使用されるコーナＲ刃３の先端部と前記底刃４とで構成される前記先端刃部９は、耐摩耗性に優れたｃＢＮ焼結体で構成されているので、切削時の早期摩耗を防止でき、このラジアスエンドミル１のさらなる寿命延長を図ることができる。
さらに、このラジアスエンドミル１は、ｃＢＮ焼結体と超硬合金とを層状に一体成形した素材を加工することにより製作できるとともに、高価なｃＢＮ焼結体の使用量を低減することができるので、このラジアスエンドミル１を低コストで製作することが可能である。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本実施形態では、コーナ外周縁８及び外周刃５を超硬合金で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の材質で構成されたものであっても良い。ただし、超硬合金はある程度の硬さを有するとともに耐衝撃性に優れているために好ましい。さらに、本実施形態のようにコーナ外周縁８及び外周刃５に硬質コーティングを施すことにより、耐摩耗性を向上させるのが好ましい。

また、本実施形態では切屑排出溝７が２条形成された２枚刃のラジアスエンドミル１として説明したが、３枚刃、４枚刃のラジアスエンドミルであっても良く、その刃数が限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るラジアスエンドミルを示す側面図である。 図１のラジアスエンドミルの先端部を示す拡大図である。

符号の説明

１ ラジアスエンドミル
２ エンドミル本体
３ コーナＲ刃
４ 底刃
５ 外周刃
９ 先端刃部
Ｌ 先端刃部長さ
Ｏ 軸線
Ｒ コーナＲ刃半径
Ｔ 回転方向

Claims (3)

1. 軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周にコーナＲ刃が備えられたラジアスエンドミルであって、
   前記コーナＲ刃の先端部と該コーナＲ刃の先端側に配置される底刃とで構成される先端刃部が立方晶窒化硼素焼結体によって形成されるとともに、
   前記先端刃部の前記軸線方向の長さＬが、該コーナＲ刃の半径Ｒよりも小さい値とされていることを特徴とするラジアスエンドミル。
2. 前記コーナＲ刃の後端側に連なる外周刃が、超硬合金によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のラジアスエンドミル。
3. 前記軸線方向の長さＬと前記コーナＲ刃の半径Ｒとの比が、Ｌ／Ｒ＝０．６〜０．９の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のラジアスエンドミル。

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