JP5016737B1 - 多刃エンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】多刃エンドミルを用いてインペラー等の薄肉素材を高送りの加工を行う場合に発生する切屑の排出性を良好にする。
【解決手段】複数枚の切刃を備えた切刃部３と、工具軸Ｏ回りの回転方向に隣接する切刃間に形成された刃溝８を有する多刃エンドミル１において、切刃のすくい面を、工具軸Ｏ側からシャンク部２の外周側へかけて底刃６のすくい面６ａと、これに隣接し、底刃６のすくい面６ａと異なる面を形成するコーナＲ刃５のすくい面５ａと、これに隣接し、コーナＲ刃５のすくい面５ａと異なる面を形成する外周刃４のすくい面４ａから構成する。底刃６のすくい面６ａと、それに回転方向Ｒ前方側に隣接する底刃６の逃げ面６ｂとの間に、刃溝８に連続する空間を構成するギャッシュ７を形成し、底刃６のすくい面６ａにギャッシュ７を構成する一方の面を兼ねさせる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、例えばタービンや過給機等の回転機械装置に使用される薄肉のインペラーやブレード等を、３軸又は５軸制御の工作機械を用いて切削加工して製造するときに、この工作機械に装着して、インペラー等の素材に対して高送り加工を行うことができるように改善した多数の切刃を備えた多刃エンドミルに関するものである。

タービン、過給機等の回転機械装置に使用される薄肉のインペラー（羽根車）、ブレード等は、例えばインコネル（登録商標）７１８等のＮｉ基耐熱合金、ステンレス鋼又はチタン合金製の難削性合金素材（難削材）を工作機械の回転軸上に固定した状態で、エンドミル等の切削工具を回転させながら多軸制御を行い、この難削材に対し、荒加工、中仕上げ加工、及び仕上げ加工等、複数の切削加工を施すことにより製造されている。

この仕上げ加工においては、難削材の素材表面を湾曲した曲面状に仕上げ加工する必要があるため、従来からボールエンドミル、テーパボールエンドミル、あるいは外周刃とコーナ刃と底刃とから構成される刃部を備えたラジアスエンドミルが使用されている。更に、近年においては、多数の刃部を備えた多刃のラジアスエンドミル（以下、「多刃エンドミル」ともいう）が次第に使用されるようになっている。

なお、以下の説明において、本発明の多刃エンドミルが切削加工を行う対象物（被削材）であって、薄肉でその表面が湾曲した曲面を有するインペラー、ブレード、ベーン等の薄肉湾曲部材のことを、「インペラー」という名称に統一して説明する。

工作機械にテーパボールエンドミルやラジアスエンドミル等を装着してインペラーの切削加工を行う従来技術に関し、特許文献１には、大型インペラーに対し、その薄い羽根部に欠けを発生させることなく、精度良く加工する工具（テーパボールエンドミル）を用いた切削方法の発明が提案されている。この特許文献１の段落００１３には、インペラーの素材を回転軸上に固定し、回転するテーパボールエンドミルを３軸制御して、羽根部の表面に沿って数値制御して羽根部を切削加工することが記載されているが、工具自体に加工のための工夫がある訳ではない。

特許文献２には、複雑な３次元曲面形状を有する水車発電装置のランナーベーン等の加工対象物に対し切削加工を行ったのちに、切削加工面に基づいた研削加工を行うことにより精度良く加工を行うことができる３次元曲面加工装置及び３次元曲面加工方法に関する発明が提案されている。しかしながら、この発明は工具（ボールエンドミル）自体の発明ではない。

他方、多刃エンドミルに関する従来技術としては、例えば、特許文献３に記載の考案が提案されている。特許文献３に記載の多刃エンドミルは図２、図４、図８に示されているように、多数の切刃（図４では刃数が１６枚）の外周刃を工具軸方向に傾斜させると共に、軸方向に工具先端側から中間部側へかけ、切屑排出のための溝を回転方向前方側から後方側へ向かって傾斜させている。

特許文献４には、溝切削等の重切削に適するラジアスエンドミルの発明が提案されている。特許文献４の図７及び図８に示されているラジアスエンドミルは、外周にねじれた外周切れ刃を、底刃の外周側に円弧刃（コーナＲ刃）をそれぞれ有し、このねじれた外周切れ刃に対し直角方向の断面における刃溝面形状が、すくい面から刃底、背面を経て隣接する外周切れ刃の三番面に至る形状曲線が略Ｕ字形をなすことにより切屑の排出性を高めている。また、円弧刃のすくい面を外周切れ刃端から底刃の端部に至るまで円弧刃の切れ刃に沿って連続した凸面とすることにより損傷に対して補強している。

特許文献５には、工具本体の先端部に伸開線（involute、またはinvolute of circle）の法線（normal）状に形成された多数の切刃を備えたエンドミルが提案されている。この特許文献５の多刃エンドミルは、切屑の排出性を良好にするために、工具本体の先端部において、外周部からエンドミルの回転中心方向に向けて多数の切刃を中心から外周に向けて回転方向後方側へ傾斜させている。この多数の切刃はクーラント（又は潤滑）液を供給する供給孔部の外周壁と接するように、工具本体の径方向と角度αをなす向きになるように形成されている。隣接する切刃の間には、切屑の排出を良好にするための窪み部となるradial clearance surface （３９）とchip room （４５）が設けられている（ＦＩＧ.２参照）。

特許文献６には、高速切削加工を行うために、工具本体の先端部に回転中心軸方向に向かう多数の切刃（cutting teeth）と、この先端部に続く外周部に螺旋状に形成した多数の切刃を形成したエンドミル（MULTI−FLUTED MILLING CUTTER）が提案されている。この多数エンドミルは、刃数を少なくとも２０以上形成した多刃とすることが記載されている（ＦＩＧ.２参照）。

ＷＥＢページである下記の非特許文献１には、難削材であるチタン合金等の航空機用部材を高能率で切削加工するための多刃エンドミル（Milling Cutter）に係る情報が記載されている。この多刃エンドミルは、同ＷＥＢページに記載されているように、工具本体の先端部と先端部に続く外周面に多数の切刃を形成したものである。

特開２００２−３６０２０号公報 特開２００９−２２６５６２号公報 ＤＥ ２０ ２００９ ０１３ ８０８ Ｕ１号公報 特開２００３−１５９６１０号公報 ＷＯ２０１０／１０４４５３（Ａ１）号公報 ＧＢ２３６４００７（Ａ）号公報

Technicut 社 ＷＥＢページ：Technicut/Optimised Tooling Solutions，２００８（http://www.technicut.ltd.uk/aerospace-aeroengine.html）

特許文献１及び２においては、インペラーを切削加工する工具としてボールエンドミルを使用することが記載されているが、ボールエンドミルの切刃の刃数は一般に「２〜４」に設定されているので、本発明の目的とする高送り加工は実現できていない。

特許文献３に記載されている多刃のラジアスエンドミルは、インペラーの湾曲した曲面を切削加工するために、工具本体の先端部に設けた複数のクーラント孔の配置や向きを改善した技術に係るものである。同文献のＦＩＧ.４、ＦＩＧ.８には、多数設けた底刃において、隣接する底刃間に溝部を形成して切屑を外部に排出する構成としたことが示されているが、同特許文献には高送り加工を実施して切屑の排出を良好に行うために、ラジアスエンドミルの底刃、コーナＲ刃、外周刃、及びこれら切刃のすくい面や逃げ面、更にチップポケットの構成等については具体的に何ら記載されていない。

特許文献４に開示されているラジアスエンドミルは、溝の切削を行ったときの底刃による切屑の排出性を改善するために、刃溝面を凹曲面状に形成しているが、コーナＲ刃を使用して切削加工したときの切屑の排出性を改善するためのエンドミルではない。

また、特許文献４に開示されているラジアスエンドミルの切刃の刃数は４枚の場合だけであり、切刃を６枚以上の多刃にして高送りの切削加工を行う場合に、切刃の構成を如何にするかについては何ら開示されていない。更に、特許文献４に記載のエンドミルは図２中のすくい面４、刃底５、背面６から隣接する切れ刃の三番面７までＵ字形の凹曲面状に滑らかに研削されている。しかし、この凹曲面状部分は、後述する通り、本発明のエンドミルにおける刃溝８及び刃溝面８ａに相当する部分であるから本発明のエンドミルとは構造が異なる。すなわち、特許文献４に記載のエンドミルにおける凹曲面状部分は、本発明のエンドミルにおけるＶ字状等の空間を構成するギャッシュ７及びギャッシュ面７ａではないから、構造上は本発明のエンドミルと相違する。このため、本発明の目的とする高送り加工を実現することはできない。

特許文献５には、切屑の排出性を良好にするために、工具本体の先端部において、外周部からエンドミルの回転中心方向に向けて多数の切刃（底刃）を放射状に形成するとともに、隣接する切刃の間に、窪み部（radial clearance surface （３９）とchip room （４５））を設けたことが開示されている。しかしながら、この窪み部の具体的な構成、例えば、高送り加工を実施するための底刃、コーナＲ刃、外周刃及びこれら切刃のすくい面や逃げ面、更にチップポケットの構成等については具体的に何ら記載されていない。

特許文献６には、工具本体の先端部と、この先端部に続く外周部に、少なくとも２０枚以上の多数の切刃を形成したエンドミルが開示されているが、高送り加工を実施するための底刃、コーナＲ刃、外周刃及びこれら切刃のすくい面や逃げ面、更にチップポケットの具体的な構成等については記載されていない。

非特許文献１には、難削材であるチタン合金等の航空機用部材を高能率で切削加工するための多刃エンドミルの写真図が開示されているが、多刃とした各切刃を構成する底刃、コーナＲ刃、外周刃及びこれら切刃のすくい面や逃げ面、更にチップポケットの具体的な構成等については示されていない。

従って、上記従来技術の問題点を解決すべく、本発明の目的は、高送りの切削加工を行っても、高精度の切削面が得られるとともに、切屑の排出性を顕著に向上させて高効率加工を実現した、多刃のエンドミルを提供することにある。そして、特に、Ｎｉ基超耐熱合金などの難削性合金素材の薄肉の部材からなり、湾曲した曲面から構成されるインペラーの表面を、３軸や５軸のＮＣ工作機械を用いて、例えば軸方向切込み量を１ｍｍ以上とするような高送りの仕上げの切削加工を行うことを可能とし、更に、このような高送りの切削加工を行っても、発生する切屑を良好に排出することができる多刃のエンドミルを提供することにある。

なお、上記した「多刃のエンドミル」とは、工具本体の外周面に形成された外周刃と、この外周刃の一端部に連続し、工具本体の端部外周部に形成されたコーナＲ刃と、コーナＲ刃の他の端部に連続し、工具本体の端面（先端）部において工具軸方向に形成された底刃とを１単位の切刃（１枚の刃数）とした場合に、この切刃の刃数（枚数）が６枚以上から構成されたラジアスエンドミルをいう。

上記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明の多刃エンドミルは、シャンク部の先端部側に形成され、工具軸側から前記シャンク部の半径方向外周側へかけて底刃と、前記底刃に連続するコーナＲ刃と、前記コーナＲ刃に連続する外周刃とから構成される複数枚の切刃を備えた切刃部と、前記工具軸回りの回転方向に隣接する前記切刃間に形成された刃溝を有する多刃エンドミルであって、
前記切刃のすくい面が、前記工具軸側から前記シャンク部の外周側へかけて前記底刃のすくい面と、前記底刃のすくい面に隣接し、前記底刃のすくい面と異なる面を形成する前記コーナＲ刃のすくい面と、前記コーナＲ刃のすくい面に隣接し、前記コーナＲ刃のすくい面と異なる面を形成する前記外周刃のすくい面から構成され、
前記外周刃のすくい面は前記コーナＲ刃側の端部において前記コーナＲ刃のすくい面に隣接すると共に、前記刃溝を構成する一方の刃溝面を兼ね、前記コーナＲ刃のすくい面は前記工具軸側の端部において前記底刃のすくい面に隣接し、
前記底刃のすくい面と、その底刃に回転方向前方側に隣接する底刃の逃げ面との間には、前記刃溝に連続する空間を構成するギャッシュが形成され、前記底刃のすくい面は前記ギャッシュを構成する一方の面を兼ねていることを特徴とする。

加えて、シャンク部へのギャッシュと刃溝の形成の様子を模式的に示す図１７のように、ギャッシュを構成する底刃のすくい面とそれに回転方向前方側に対向するギャッシュ面が、工具軸に直交する断面Ｓ１における工具軸Ｏを通り、互いに交わる半径方向の異なる直線ＡＢ、ＡＥをそれぞれ含み、互いに工具軸上で回転方向に角度ψをなして交わる面（平面と曲面を含む）をなし、少なくともギャッシュ面が工具軸Ｏを通る前記一方の半径方向の直線ＡＢを含む平面ＡＢＣＤに対し、シャンク部の先端側から中間部側へかけて回転方向後方側へ傾斜した面（ねじれ面を含む）ＡＢＣ’Ｄ’をなした状態で、底刃のすくい面（ＡＥＦＤを含む面）と交わっていることを特徴とする。これにより、ギャッシュ７を構成する底刃のすくい面とギャッシュ面が互いに交差する状態になる。

更に本発明は、前記刃溝が一方の刃溝面を兼ねる前記外周刃のすくい面と、その外周刃のすくい面に前記回転方向前方側に対向する刃溝面とから構成され、前記外周刃のすくい面に対向する刃溝面が前記ギャッシュ面に対し、前記切刃部の半径方向内周側から半径方向外周側へかけて前記回転方向前方側へ傾斜すると共に、前記切刃部の先端部側から中間部側へかけて前記回転方向後方側へ傾斜していることに特徴を有する。
このことを換言すれば、前記刃溝は一方の刃溝面を兼ねる前記外周刃のすくい面と、その外周刃のすくい面に回転方向前方側に対向する刃溝面とから構成され、刃溝面が、工具軸を通る前記一方の半径方向の直線ＡＢを含む前記傾斜した面ＡＢＣ’Ｄ’をなすギャッシュ面に対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向後方側へ傾斜角度ζをなすように傾斜した面（ＧＩＫＬ）をなすことである。これにより、ギャッシュ７から刃溝８へ送り込まれる（排出される）切屑を刃溝８内で回転方向Ｒ後方側へ回り込ませるように作用させることが可能である。

また請求項２に記載の通り、刃溝面８ａの一方の刃溝面を兼ねる外周刃のすくい面４ａが底刃のすくい面６ａ（ＡＥＦＤを含む面）に対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向Ｒ後方側へ傾斜角度ηをなすように傾斜した面（ＧＭＮＨ）をなしている場合には、外周刃のすくい面４ａ（ＧＭＮＨ）が、シャンク部２の外周面より工具軸Ｏ側に位置する点Ｇから外周側の点Ｍへかけて回転方向Ｒ前方側から後方側へ向かう面をなす。このため、切屑を刃溝８内で回転方向Ｒ後方側へ回り込ませるように作用し、切屑の排出性が向上する。

請求項３に記載の発明は請求項１、もしくは請求項２に記載の発明において前記ギャッシュが前記シャンク部を前記工具軸Ｏ方向に見たとき、中心角を持った扇形の形状に形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多刃エンドミルにおいて、前記刃溝と前記ギャッシュの体積の和（チップポケットの体積）が、前記外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径が１０ｍｍ〜３０ｍｍ、切刃の刃数が６枚〜３０枚のときに、２５ｍｍ ^３ 〜１２０ｍｍ ^３ の範囲にあることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の多刃エンドミルにおいて、図２に示すように、前記外周刃が、前記シャンク部の工具軸方向に多刃エンドミルの先端部側から中間部側へかけて回転方向後方側へ向かう傾斜（下り傾斜）をなすように形成されて前記コーナＲ刃に連続すると共に、前記傾斜の工具軸に対する傾斜角度αが５°以上１０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多刃エンドミルにおいて、外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径が１０ｍｍ〜３０ｍｍ、前記切刃の刃数が６枚〜３０枚のときに、前記刃溝と前記ギャッシュの体積の和が２５ｍｍ^３〜１２０ｍｍ^３の範囲にあり、前記外周刃が前記シャンク部の工具軸方向に多刃エンドミルの先端部側から中間部側へかけて回転方向後方側へ向かう傾斜をなすように形成されて前記コーナＲ刃に連続し、前記傾斜の工具軸に対する傾斜角度αが５°以上１０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする。

前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の多刃エンドミルにおいては、図４に示すように、前記底刃のすくい面と、その底刃に回転方向前方側に隣接する底刃の逃げ面との間に形成されているギャッシュの溝と、前記工具軸に直交する断面とのなすギャッシュの角度βが１５°以上４５°以下の範囲に設定されていることが適切である。「ギャッシュの溝」は前記のようにギャッシュ７を構成する２面（図２に示す底刃のすくい面６ａとギャッシュ面７ａ）がシャンク部２の軸方向中間部側で交わって形成される溝（交線）であり、シャンク部２の中心側から外周側へかけてシャンク部２の軸方向先端側から中間部側へ向かう傾斜（ギャッシュの角度β）が付いている。

また図３に示すように、切刃部を多刃エンドミルの先端部側から前記工具軸方向に見たときに、前記底刃と、該底刃の逃げ面における前記シャンク部の回転方向後方側の稜線とがなす角度を底刃の逃げ面の幅の角度ａとし、該底刃の逃げ面における前記回転方向後方側の前記稜線と、該底刃に対し前記回転方向後方側に隣接する底刃とがなす角度をギャッシュの開き角度ｂとしたとき、前記角度ｂが前記角度ａの１．５倍以上３倍以下の範囲となるように前記底刃が配置されていることが適切である。

更に図５に示すように前記外周刃と前記コーナＲ刃の繋ぎ部における軸直角断面のすくい角が３°以上１０°以下の範囲に設定されていることが適切であり、図６乃至図８に示すように、前記底刃と、前記コーナＲ刃と、前記外周刃のそれぞれの接線と直交する方向の断面における逃げ角が、前記底刃、前記コーナＲ刃、前記外周刃ごとに一定に設定されていることが適切である。

加えて図２に示すように、前記切刃部に形成されている前記切刃の刃長が、外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径の３０％以上６０％以下の範囲に設定されていることが適切であり、図４に示すように前記コーナＲ刃のＲ形状部の曲率半径が、外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径の１０％以上２０％以下の範囲に設定されていることが適切である。

本発明の多刃エンドミルにおいては、少なくとも前記切刃部の表面、好ましくは全表面に、あるいは前記切刃部を含む前記エンドミルの全表面にＡｌＣｒ系の硬質皮膜が被覆されていることが適切である。

切刃のすくい面を構成する底刃のすくい面と外周刃のすくい面との間に、両すくい面に隣接し、それぞれの面と異なる面を形成するコーナＲ刃のすくい面を設けた。このことで、コーナＲ刃のすくい面が、ギャッシュを構成する底刃のすくい面と刃溝を構成する外周刃のすくい面との間の段差を緩和し、ギャッシュに入り込んだ切屑の刃溝への排出を誘導する導入部分として作用させることができる。

またコーナＲ刃のすくい面は外周刃のすくい面とコーナＲ刃の逃げ面との間で両面間の段差を緩和することで、外周刃のすくい面が構成する刃溝の空間の容積（体積）を増加させ、刃溝内での切屑の滞留（溜まり）を生じにくくする。この結果、切屑をギャッシュから刃溝へ排出する効果を促す作用も果たすため、切削加工時に発生する切屑の排出性を良好にすることができる。

本発明において、ギャッシュを構成する底刃のすくい面とそれに回転方向前方側に対向するギャッシュ面を互いに交差する面となるようにそれぞれの面を形成すれば、剛性を損なわずにギャッシュの空間を大きく稼ぐことが可能になる。このことにより、ギャッシュから刃溝へかけての切屑の排出性をさらに向上させることができ、難削性合金素材を被削材として、従来に比べて切込み量を深くして高送りの切削加工を行った場合でも、高精度でかつ安定した高送り加工を長寿命にわたり行うことができる。

本発明の多刃エンドミルの一実施形態を示す側面図である。 図１に示す多刃エンドミルの切刃部の部分拡大図である。 図２に示す多刃エンドミルの切刃部を端面側から工具軸方向に見た様子を示した端面図である。 図２に示す多刃エンドミルの切刃部に形成されている１枚の切刃を構成する底刃とコーナＲ刃及び外周刃の関係を示した断面図である。 図４の繋ぎ部Ｐ２におけるすくい角Ｐ２ｓと逃げ角Ｐ２ｎの関係を示したＣ−Ｃ線断面図である。 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 図４のコーナＲ刃における逃げ角５ｎとすくい角５ｓの関係を示したＢ−Ｂ線断面図である。 図４の外周刃における逃げ角４ｎとすくい角４ｓの関係を示したＤ−Ｄ線断面図である。 切刃が１０枚の場合の本発明の多刃エンドミルの切刃部を端面側から工具軸方向に見た様子を示した端面図である。 切刃が１５枚の場合の本発明の多刃エンドミルの切刃部を端面側から工具軸方向に見た様子を示した端面図である。 本発明の多刃エンドミルの切刃部を先端部側からシャンク部側へ見た様子を示す斜視図である。 本発明例１の多刃エンドミルと比較例１の多刃エンドミルに対し、実験例１による切削加工実験を実施した後の、切刃の逃げ面の摩耗状況を示す写真である。 本発明例１の多刃エンドミルと比較例１の多刃エンドミルに対し、実験例１による切削加工実験を実施した後の、切刃のすくい面の摩耗状況を示す写真である。 本発明例２の多刃エンドミルと比較例２の多刃エンドミルに対し、実験例２による切削加工実験を実施した後の、切刃の逃げ面の摩耗状況を示す写真である。 本発明例２の多刃エンドミルと比較例２の多刃エンドミルに対し、実験例２による切削加工実験を実施した後の、切刃のすくい面の摩耗状況を示す写真である。 外周刃が工具軸方向にほぼ平行に形成されている場合の本発明の多刃エンドミルの他の実施形態を示す側面図の拡大図である。 本発明の多刃エンドミルのギャッシュを構成する底刃のすくい面とギャッシュ面、並びに刃溝を構成する外周刃のすくい面と刃溝面の形成の様子を模式的に示したモデル図である。 本発明の多刃エンドミルの先端部をシャンク部側から見た様子を示した斜視図である。 従来の多刃エンドミルの切刃部に形成されている１枚の切刃を構成する底刃とコーナＲ刃及び外周刃の関係を示した断面図である。 特許文献３に記載のエンドミルの先端部をシャンク部側から見た様子を示した斜視図である。 特許文献３に記載のエンドミルの先端部を先端部側からシャンク部側へ見た様子を示す斜視図である。 本発明の多刃エンドミルのギャッシュを、工具軸に平行で、かつ回転方向に沿って隣り合ったギャッシュ面と底刃のすくい面の２面に交わる平面で切断したときの断面図である。 特許文献３に記載のエンドミルのギャッシュを、工具軸に平行で、かつ回転方向に沿って向かい合ったギャッシュ面と底刃のすくい面の２面に交わる平面で切断したときの断面図である。

従来は、例えば湾曲した曲面から構成されるインペラーの難削性合金素材の表面を３軸や５軸のＮＣ工作機械を用いて高送りの切削加工を行う場合、切削加工を開始すると非常に短時間で発生した切屑の排出が困難になり、高送り加工ができなかった。この問題を解決すべく、本発明では、切屑を良好に排出させるために、ラジアスエンドミルの切刃部３の構造に着目し、切刃部３として、新規でかつ独創的な構造を採用したものである。具体的には切刃部３を構成する底刃６、コーナＲ刃５及び外周刃４から構成される各切刃の形状を改善したことにより、隣り合う切刃の間に形成されるギャッシュ７や刃溝８の空間部から構成される１刃当たりのチップポケットＣＰの体積を大きく確保することを可能にし、もって従来困難であった高送り加工を実現した。

特に限定されないが、例えばＮｉ基耐熱合金製素材を被削材とする場合、「高速度加工」とは、一般的に、好ましくは切削速度Ｖｃが６０〜８０ｍｍ／ｍｉｎの加工をいう。切削速度Ｖｃが６０ｍｍ／ｍｉｎ未満であれば、切削性が下がる。このため、切削抵抗が過大となる。切削速度Ｖｃが８０ｍｍ／ｍｉｎを超えれば、切削温度が非常に高くなる。このため、エンドミル１の磨耗の促進や、溶着が発生する。更に被削材とエンドミルの擦過が過大となるため、特に逃げ面の磨耗が多くなる。このことから、例えばＮｉ基耐熱合金製素材を被削材とする場合においては、切削速度Ｖｃのより好ましい範囲は６５〜８０ｍｍ／ｍｉｎであり、更に好ましい範囲は７０〜８０ｍｍ／ｍｉｎとなる。

特に限定されないが、例えばＮｉ基耐熱合金製素材を被削材とする場合、「高送り加工」とは、一般的に、好ましくは送り速度Ｖｆが１０００〜３０００ｍｍ／ｍｉｎの加工をいう。送り速度Ｖｆが１０００ｍｍ／ｍｉｎ未満であれば、能率が低くなる。一方、送り速度Ｖｆが３０００ｍｍ／ｍｉｎを超えれば、切屑の発生量が過大となるため、切屑詰まりが発生し易くなる。送り速度Ｖｆのより好ましい範囲は１５００〜３０００ｍｍ／ｍｉｎであり、更に好ましい範囲は１８００〜３０００ｍｍ／ｍｉｎである。

また、１枚当たりの切れ刃にて実現可能となる実質的な切削の能率は、送り速度、回転数及び刃数から導き出される１刃当りの送り量ｆｚ［ｍｍ／ｔ］と、径方向切込み量ａｅ［ｍｍ］と、軸方向切込み量ａｐ［ｍｍ］とで決定される。従来の多刃エンドミルでは、１刃当りの送り量ｆｚが０．０３〜０．０６ｍｍ／ｔ、径方向切込み量ａｅが０．４〜０．６ｍｍ、軸方向切込み量ａｐが０．４〜０．６ｍｍ程度の能率でしか実用上の切削寿命（インペラーの仕上げ加工を、工具の取替えを行わずに完了するために必要となる寿命）を確保することができない。しかし、本発明の多刃エンドミルでは、１刃当りの送り量ｆｚが０．０８〜０．３ｍｍ／ｔ、径方向切込み量ａｅが１〜１０ｍｍ、軸方向切込み量ａｐが０．８〜２．０ｍｍというような非常に高能率な切削条件にて切削加工が可能である。そのため、上記のような非常に高能率な切削条件においても実用上の切削寿命を確保できることが本発明を使用する際の大きな利点となる。

前記したように、高送りで高能率な切削加工を行うための本発明の多刃エンドミル１が備えている構成上の主要な特徴は、下記の特徴１と特徴２にある。
（特徴１）：切刃のすくい面が、底刃６のすくい面６ａと、すくい面６ａに連続したコーナＲ刃のすくい面５ａと、すくい面５ａに連続した外周刃のすくい面４ａから構成されるようにしていること。
（特徴２）：底刃６のすくい面６ａと、その底刃６に回転方向前方側に隣接する底刃６の逃げ面６ｂとの間に、前記刃溝８に連続する空間を構成するギャッシュ７が形成されていること。
これら２つの特徴１と特徴２により、主として切削加工時に用いられるコーナＲ刃５より発生する切屑を、隣り合う切刃の間に成形されたギャッシュ７と、このギャッシュ７と連通する刃溝８を介して容易に外部に排出することが可能になる。このため、高送りの切削加工を実施しても切屑詰りを防止することが可能になる。その結果として切刃に損傷の発生が防止できることになる。

以下、本発明の多刃エンドミル１の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施形態を示す多刃エンドミル１の構成を説明するための図である。図１は本発明の多刃エンドミル１の一実施形態を示す側面図である。図２は図１に示す多刃エンドミル１の切刃部３の部分拡大図である。図３は図２に示す多刃エンドミル１の切刃部３を端面側から工具軸Ｏ方向に見た様子を示した端面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態を示す多刃エンドミル１は、工具軸（回転中心軸）Ｏ方向に所定の長さを有する円柱状をなすシャンク部２と、シャンク部２の一方の端部（多刃エンドミルの先端部１ａ側）に形成した切刃部３を備えている。切刃部３には、図２に示すように、外周刃４と、外周刃４の一方の端部であって多刃エンドミルの先端部１ａ側の端部に連続し、略円弧もしくは凸曲線状（Ｒ形状）に形状されたコーナＲ刃５と、コーナＲ刃５の他方の端部に連続した底刃６とから構成される切刃を１単位（１枚）として、複数枚の切刃が形成されている。なお本発明において、多刃エンドミル１の先端部１ａは、本発明の多刃エンドミル１において切刃部３が設けられた方の先端部を示す。

コーナＲ刃５は、先端部１ａ側の周辺部にＲ形状（round shape）（曲線状、あるいは曲面状）をなす切刃として配置されている。底刃６は、コーナＲ刃５の他方の端部に連続し、工具軸Ｏ近傍まで直線状に形成されている。従って、多刃エンドミル１はラジアスエンドミルの一種とみなすことができる。なお本発明の多刃エンドミル１において、先端部１ａ側に対向する側の端部は工作機械に把持される部分になる。

図４は図２に示す多刃エンドミル１の切刃部３に形成されている１枚の切刃を構成する底刃６とコーナＲ刃５及び外周刃４の関係を示した断面図である。本発明の多刃エンドミル１における切刃のすくい面は、工具軸Ｏ側からシャンク部２の外周へかけて底刃６のすくい面６ａと、底刃６のすくい面６ａに隣接し、底刃６のすくい面６ａと異なる面を形成するコーナＲ刃５のすくい面５ａと、コーナＲ刃５のすくい面５ａに隣接し、コーナＲ刃５のすくい面５ａと異なる面を形成する外周刃４のすくい面４ａから構成される。

図１１は本発明の多刃エンドミル１の切刃部３を先端部１ａ側からシャンク部２側へ見た様子を示す斜視図である。図４及び図１１に示すように、外周刃４のすくい面４ａはコーナＲ刃５側の端部においてコーナＲ刃５のすくい面５ａに隣接すると共に、刃溝８を構成する一方の刃溝面を兼ねる。コーナＲ刃５のすくい面５ａは工具軸Ｏ側の端部において底刃６のすくい面６ａに隣接する。底刃６のすくい面６ａと、その底刃６に回転方向Ｒ前方側に隣接する底刃６の逃げ面６ｂとの間には、刃溝８に連続するギャッシュ７が形成され、底刃６のすくい面６ａはギャッシュ７を構成する一方の面を兼ねている。また、図１１に示すように切刃を回転方向Ｒ（シャンク部２の周方向）に見たときには、コーナＲ刃５のすくい面５ａは外周刃４のすくい面４ａとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂとの間に位置する。刃溝８は外周刃４のすくい面４ａとそれに回転方向Ｒ前方側に対向する刃溝面８ａとから構成される。

続いて、切刃部３の構成を図２及び図３に基づいて詳細に説明する。外周刃４は、多刃エンドミル１の先端部１ａ側であって、外周刃４のシャンク部２側の端縁であるＰ１点（図２参照）から多刃エンドミルの先端部１ａ側方向に、工具軸Ｏに対する角度α（図２参照）をなして下り傾斜するように（Ｐ１点を通る外周刃４の接線と工具軸Ｏとのなす角度がαとなるように）形成されている。Ｐ１点は、外周刃４を多刃エンドミル１（シャンク部２）の外周面から先端部１ａ側方向に形成した、形成の開始点（以下、「形成開始点」という）になる。以下の説明において、Ｐ１点のことを「外周刃の形成開始点Ｐ１」と記載する。

外周刃４の形成開始点Ｐ１から傾斜角度αで下り傾斜している外周刃４は、図２に示すように、その端部（Ｐ１点を通る外周刃４の接線の端部）となるＰ２点においてコーナＲ刃５に連続している。従って、Ｐ２点は、外周刃４とコーナＲ刃５とを繋ぐ繋ぎ点（以下の説明において、外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部Ｐ２と記載する。）となる。コーナＲ刃５は、多刃エンドミル１を周方向に見たとき、図４に示すように外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部Ｐ２から先端部１ａ側方向に向かって所定の曲率半径（コーナＲ刃５のＲ形状部の曲率半径ｒ１）を有するＲ形状、又は凸状の曲線をなすように形成されている。

外周刃４の切刃となる稜線部は、図２に示すように直線状、もしくは凸形状をなすように形成され、工具軸Ｏに対し、傾斜角度αをなして傾斜し、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２においてコーナＲ刃５に連続している。また、外周刃４は工具軸Ｏに対し、例えば２０°のねじれ角θをもってねじれている。コーナＲ刃５に連続した底刃６は、図２、図４に示すように先端部１ａ側における外周部近傍から工具軸Ｏ方向に向かって、工具軸Ｏの近傍まで直線状に形成されている。なお、図２においてギャッシュ面７ａはギャッシュ７を構成する一方の面、刃溝８は工具軸回りの回転方向に隣接する前記切刃間に形成された空間である刃溝、刃溝面８ａは刃溝８を構成する一方の面を示している。

本発明の多刃エンドミル１は、上記したように、外周刃４と、外周刃４に連続したコーナＲ刃５と、コーナＲ刃５に連続した底刃６とを一つの切刃とし、更に、これら切刃ごとにすくい面４ａ、５ａ、６ａ及び逃げ面４ｂ、５ｂ、６ｂを備えている。そして、これら連続した外周刃４とコーナＲ刃５と底刃６を一つ（１枚）の切刃の単位として、少なくとも６枚以上３０枚以下の多刃からなる切刃を備えていることに特徴がある。なお、この切刃の枚数は、切削加工時の効率向上と超硬合金製の多刃エンドミル１を製造するときの容易性等を考慮すると、最大２０枚程度に設定することがより好ましい。

本発明の多刃エンドミル１は、上記したように多刃の切刃から構成された切刃部３を備えており、３軸や５軸のＮＣ工作機械を用いて、難削性合金製等のインペラーをコーナＲ刃５を用いて高送りで仕上げの切削加工を行っても、コーナＲ刃５の耐摩耗性の向上とチッピング等の欠損発生の抑制、及び切屑が良好に排出されるように、切刃部３に種々の改善を施したことに特徴がある。

以下、本発明の多刃エンドミル１が備えている特徴について詳しく説明する。
この特徴の一つは、コーナＲ刃５にすくい面５ａを設けたことにある。図１９は従来の多刃エンドミルの切刃部に形成されている１枚の切刃を構成する底刃とコーナＲ刃及び外周刃の関係を示した断面図である。従来、インペラーの切削加工に用いられるエンドミルにおいては、図１９に示すように、コーナＲ刃５にはすくい面を設けることなく、底刃６のすくい面６ａを外周刃４のすくい面４ａに連続した構成とされていた。このような構成ではインペラーの切削加工において、主に用いられるコーナＲ刃５の外周部分の角部が鋭角になり易く、折損し易いため、本発明が目的としているような高能率での高送りの切削加工を行った場合に、コーナＲ刃５の欠損が発生してしまう可能性が高い。

本発明の多刃エンドミル１の先端部１ａをシャンク部２側から見た様子を示す図１８と、特許文献３のエンドミルをシャンク部側から見た様子を示す図２０との対比から分かるように、コーナＲ刃５のすくい面５ａが形成されていない場合、外周刃４のすくい面４ａとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂとの境界に形成されるコーナＲ刃５の角度（外周刃のすくい面４ａとコーナＲ刃の逃げ面５ｂのなす角度）が小さい（鋭角に近い）ため、高送り加工を行うと、コーナＲ刃５が切削時の応力により短寿命で破損（破断）し易い。

それに対し、図４、図１８に示す本発明の多刃エンドミルのように外周刃のすくい面４ａとコーナＲ刃の逃げ面５ｂとの間にコーナＲ刃のすくい面５ａが形成されている場合には、回転方向Ｒに隣接する２面、すなわち外周刃のすくい面４ａとコーナＲ刃のすくい面５ａ、及びコーナＲ刃のすくい面５ａとコーナＲ刃の逃げ面５ｂのなす角度が大きくなる（角部が鈍角になる）。このため、高送り加工を行うと、コーナＲ刃のすくい面５ａがない場合よりコーナＲ刃５の破損（破断）が抑制され、長寿命になる。

コーナＲ刃５のすくい面５ａは更に、外周刃４のすくい面４ａとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂとの間で両面間の段差を緩和することで、外周刃のすくい面４ａが構成する刃溝８の空間の容積（体積）を増加させることにも寄与し、刃溝８内での切屑の滞留（溜まり）を生じにくくし、刃溝８への排出効果を促す作用も果たす。

また、コーナＲ刃５のすくい面５ａは底刃６のすくい面６ａと外周刃４のすくい面４ａの間に位置することで、ギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａと刃溝８を構成する外周刃４のすくい面４ａとの間の段差を緩和し、ギャッシュ７に入り込んだ切屑の刃溝８への排出を誘導する導入部分として作用する。コーナＲ刃５のすくい面５ａはまた、外周刃４のすくい面４ａとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂとの間に位置することで、刃溝８を構成する外周刃４のすくい面４ａとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂとの間の段差を緩和すると共に、コーナＲ刃５がインペラー（被削材）の切削時にインペラー（被削材）から受ける過度の応力を緩和させ、コーナＲ刃５の破損を防止する働きをする。

図３は、本発明の多刃エンドミル１を、工具軸Ｏ方向からみたときの切刃部３の先端部側の構成を示す図でもあって、多刃エンドミル１に１２枚の切刃を設けた例を示している。また図３は、外周刃４の逃げ面４ｂ、コーナＲ刃５、コーナＲ刃の逃げ面５ｂ、底刃６、底刃６の逃げ面６ｂ、ギャッシュ７（ギャッシュ面７ａ）、及び刃溝８（刃溝面８ａ）の配置を平面図で示している。なお、図３に示す符号「Ｒ」は、切削加工を行うときの多刃エンドミル１の回転方向を示す。

なお、図２、図３、図１１、図１８等では半径方向に隣接する底刃６の逃げ面６ｂとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂとの間、及びコーナＲ刃５の逃げ面５ｂと外周刃４の逃げ面４ｂとの間に境界を示す線が入れられているが、実際にはこの線は肉眼では見えないこともある。例えば隣接する底刃６の逃げ面６ｂとコーナＲ刃５の逃げ面５ｂ、及びコーナＲ刃５の逃げ面５ｂと外周刃４の逃げ面４ｂが面内方向（周方向）に見たときのクロソイド曲線のように隣接する曲面（平面を含む）曲率が次第に変化するような場合には境界の線は見えない。しかし、曲率が変化する部分には線が見えることになる。

図３に示す、１２枚の切刃を構成するそれぞれの外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６は、工具軸Ｏを中心にして等間隔に形成されている。更に、ある底刃６のすくい面６ａと、前記底刃６とは回転方向Ｒに対して隣り合っている別の底刃６の逃げ面６ｂとの間にはギャッシュ７が形成されている。ギャッシュ７は底刃６の逃げ面６ｂの、回転方向Ｒ後方に連続し、底刃６の逃げ面６ｂと異なる面を形成するギャッシュ面７ａと、その底刃６に回転方向Ｒ前方に隣接する底刃６のすくい面６ａとによって形成される。なお、ギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａは共に、回転方向Ｒに対して所定の角度ほど後退した平面、すなわち多刃エンドミル１の工具軸Ｏに直交する断面で見たとき、ある工具軸Ｏに直交する断面から軸方向へ移動した他の工具軸Ｏに直交する断面にかけて、半径方向から回転方向Ｒ後方側へ向かう傾斜をなすように形成されている。

図１８は本発明の多刃エンドミル１の先端部１ａをシャンク部２側から見た様子を示した斜視図である。図１１及び図１８に示すように、本発明の多刃エンドミル１では、底刃のすくい面６ａとギャッシュ面７ａが共に、ある工具軸Ｏに直交する断面から軸方向へ移動した他の工具軸Ｏに直交する断面にかけて、半径方向の直線上から回転方向Ｒ後方側へ移動した半径方向に平行な直線へ向かう傾斜をなし、それぞれの面が異なる面（平面、もしくは曲面）をなすことで、それらの２面が交わる交線がギャッシュ７の最深部になる。

図２０は特許文献３に記載のエンドミルの先端部をシャンク部側から見た様子を示した斜視図である。図２１は特許文献３に記載のエンドミルの先端部を先端部側からシャンク部側へ見た様子を示す斜視図である。図２０及び図２１に示す特許文献３に記載のエンドミル１３におけるギャッシュ７のように、底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａが平行になるようにギャッシュ７が形成されているとすれば、底刃のすくい面６ａとギャッシュ面７ａは交わることがなく、交線は形成されない。このため、２面とは別の平面であるギャッシュ底面１４がギャッシュ７の底（最深部）になる。以上のように本発明と特許文献３に記載のエンドミルはギャッシュ７を形成する面の構造が明確に異なる。

図３ではギャッシュ面７ａは工具軸Ｏの近傍から外周方向に向かって、その幅が徐々に拡張する平面のように見えるが、実際には底刃６の逃げ面６ｂの端部から隣り（回転方向Ｒと逆方向）の底刃６のすくい面６ａの下端部に向かって回転方向Ｒ後方に例えば４５°傾斜させた平面状に形成されている。このギャッシュ面７ａと、底刃のすくい面６ａとにより形成される空間部は、切屑を排出するためのギャッシュ７を形成しており、このギャッシュ７は刃溝８に連通している。ギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａの交線は工具軸Ｏから半径方向外周側へ向かい、先端部１ａ側からシャンク部２側へ傾斜する。

ギャッシュ７に連続する刃溝８は前記のように外周刃４のすくい面４ａ（図１１参照）とそれに回転方向Ｒ前方側に対向する面（刃溝面８ａ）とで構成される。外周刃４のすくい面４ａと刃溝面８ａはそれぞれギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａと連続する面、あるいは曲率が連続的に変化する面をなすこともあるが、ギャッシュ７と刃溝８が互いに不連続な面をなすことで、多刃エンドミル１（シャンク部２）の回転による切屑の刃溝８への排出性を高めることが可能である。

刃溝８の空間とギャッシュ７の空間を合わせた空間部は、後述のように「チップポケットＣＰ」と呼ばれる。このチップポケットＣＰの容積（体積）はシャンク部２の径と刃数が一定であれば、大きい方が切屑の排出効果が高いため、切屑の排出上はギャッシュ７の空間と刃溝８の空間の少なくともいずれかを大きく確保することが望ましい。そこで、例えばギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａとそれに回転方向Ｒ前方側に対向するギャッシュ面７ａが互いに交差するようにそれぞれの面を形成すれば、剛性を損なわずにギャッシュ７の空間を大きく稼ぐことが可能になる。

このように、ギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａとにより形成される空間部であるギャッシュ７を形成することにより、高能率で高送りの切削加工を行った場合においても、底刃６の剛性不足による欠損やチッピングの発生を防止できる。更に、底刃６により形成される切屑を効率良く刃溝８に運ぶことが可能となるので、ギャッシュ７の空間部における切屑の詰まりを防止することができる。

前記ギャッシュ７の断面形状はＶ字状またはＵ字状に形成することが好ましい。この構成により、後述するチップポケットＣＰの体積を増大させることが可能となり、高送りの切削加工により発生した多量の切屑の排出性を顕著に改善することができる。このため、難削性合金素材を被削材とした場合に、従来困難であった高送り加工を実現することができる。

図２２はギャッシュ７を、工具軸Ｏに平行で、かつ回転方向に沿って隣り合ったギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａの２面に交わる平面で切断したときの断面図である。図２２における斜線は断面線を示す。図２２（ａ）に示すように、本発明のエンドミルにおいて、ギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａとにより形成される空間部であるギャッシュ７の断面形状は、理想的にはＶ字状、もしくはそれに近い形状であることが望ましい。

しかしながら、工業生産上、図２２（ｂ）に示すように、ギャッシュ７の最深部には微小なギャッシュ底面の幅ｗ１を有するギャッシュ底面１４が形成されており、略Ｖ字状のギャッシュ７が許容される。

本発明の多刃エンドミルのギャッシュ７の変形例として、曲面で構成されたＵ字状のギャッシュ７に加え、図２２（ｃ）に示すように、緩やかな曲面状のギャッシュ面７ａと緩やかな曲面状の底刃６のすくい面６ａとにより形成されるほぼＵ字状のギャッシュ７の最深部に微小な幅ｗ１を有するギャッシュ底面１４を形成した略Ｕ字状のものが許容される。つまり、本発明の多刃エンドミル１における底刃６のすくい面６ａ及びギャッシュ面７ａの形状には、厳密な平面で構成される場合と、緩やかな曲面で構成される場合が含まれる。

以下、本発明の多刃エンドミル１において、上記のＶ字状、Ｕ字状、略Ｖ字状及び略Ｕ字状のギャッシュ７をいずれも一同に「Ｖ字状のギャッシュ」と呼ぶこととする。また、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）には、ギャッシュ底面１４が平面状に形成されたギャッシュ７を示したが、図２２（ｄ）に示すように、ギャッシュ底面１４が微少な曲率半径を有する曲面状に形成された場合にも、本発明におけるギャッシュ７とする。

図２２（ａ）、図２２（ｂ）及び図２２（ｃ）の場合については、実験結果から、本発明の有利な効果を奏するために、微小なギャッシュ底面１４の円周方向の幅であるギャッシュ底面の幅ｗ１は、０．６ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以下であることが更に好ましいことが分かった。ギャッシュ底面１４の幅ｗ１が０．６ｍｍ超ではギャッシュ底面１４の幅ｗ１の増大と共に、底刃６による切屑の排出性が低下するため、高送りの切削加工ができるという、従来のエンドミルに対する優位性が損なわれるからである。

図２３は特許文献３に記載のエンドミルのギャッシュを、工具軸に平行で、かつ回転方向に沿って向かい合ったギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａの２面に交わる平面で切断したときの断面図である。図２３における斜線は断面線を示す。図２３に示すように、従来のエンドミルである特許文献３に記載のエンドミルの場合、本発明の多刃エンドミルとは異なり、向かい合うように配置されたギャッシュ面７ａと底刃のすくい面６ａとを有するギャッシュ７の最深部には、広いギャッシュ底面の幅ｗ２を有するギャッシュ底面１４が形成されている。特許文献３に記載のエンドミルにおいては、一端が開口した断面矩形状のギャッシュ７の最深部のギャッシュ底面の幅ｗ２は０．９ｍｍであり、本発明の多刃エンドミルにおけるギャッシュ底面の幅ｗ１よりはるかに大きかった。

続いて、本発明の多刃エンドミル１の特徴の一つである、底刃６のすくい面６ａと、コーナＲ刃５のすくい面５ａと、外周刃４のすくい面４ａとの位置関係を、図４を参照して説明する。図４では、１枚の切刃を構成する底刃６とコーナＲ刃５及び外周刃４の関係を示した断面図を示している。

図４に示すように、底刃６には、その切刃稜線が回転方向Ｒに向かう面には、工具軸Ｏ近傍から外周刃４がある方向に向かって底刃のすくい面６ａが形成されている。図４では底刃６のすくい面６ａは平面状に形成され、前記したように、回転方向Ｒに対して所定の角度ほど後退した、すなわち多刃エンドミル１の端面からシャンク部２へかけて回転方向Ｒ前方側から後方側へ向かって傾斜した平面状をなすように形成しているので、前記したチップポケットＣＰの体積（Ｖ）が大きく確保されている。

コーナＲ刃５の切刃稜線が回転方向Ｒに向く面には、緩やかな凸状の曲面をなすコーナＲ刃５のすくい面５ａが形成されている。凸状の曲面をなすコーナＲ刃５のすくい面５ａは、コーナＲ刃５の切刃稜線に向けて若干、下り傾斜をなすように湾曲させて形成されている。また、底刃６のすくい面６ａの外周刃４側の端部の一部は、このコーナＲ刃５のすくい面５ａに連続している。このように凸状の曲面をなしているすくい面５ａを備えたコーナＲ刃５は、図１９に示すコーナＲ刃５にコーナＲ刃のすくい面５ａを設けていない従来のエンドミルと比較して、角部の鋭角の度合いが緩和されるため、コーナＲ刃５の摩耗やチッピング発生を抑制することができるようになる。コーナＲ刃のすくい面５ａは例えば多刃エンドミル１をＮＣ研削盤に固定した状態で、ダイヤモンド砥石の側面をコーナＲ刃５に当てることにより形成される。

外周刃４の切刃稜線が回転方向Ｒに向く面には、すくい面４ａが形成される。この外周刃４のすくい面４ａは、緩やかな凸状の曲面をなすように形成されることが望ましい。図４、図１１に示すように、外周刃４のすくい面４ａの底刃６側の端部は、コーナＲ刃５のすくい面５ａに連続し、工具軸Ｏ側の端部は底刃６のすくい面６ａに連続している。外周刃４のすくい面４ａは、外周刃４の形成開始点Ｐ１を越え、シャンク部２の外周部まで半径方向の工具軸Ｏ側へ切り込むように形成されている。シャンク部２の外周部まで形成されたすくい面４ａは、前記のように刃溝８を構成する少なくとも２枚の刃溝面の内の一方の刃溝面を兼ねている。図４に示す符号「９」は、底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａ（図２参照）との境界線を示している。この境界線９は、工具軸Ｏ近傍から外周方向に向かい、先端部１ａ側からシャンク部２へ傾斜している。

前記したように、ギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａとの間にＶ字状のギャッシュ７が形成され、このＶ字状のギャッシュ７と刃溝８とが、切屑を円滑に排出するためのチップポケットＣＰを形成している。底刃６のすくい面とギャッシュ面７ａとの境界線９は、工具軸Ｏ近傍から外周方向に向かって傾斜しているため、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）を大きくする効果を奏している。

本発明の多刃エンドミル１においては、上記したように、底刃６のすくい面６ａは平面状、もしくは曲面状をなすように形成される。コーナＲ刃５のすくい面５ａ及び外周刃４のすくい面４ａも平面状、もしくは緩やかな曲面状をなすように形成される。図４に示すようにコーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａは共に、底刃６のすくい面６ａに対し、回転方向Ｒ後方側に位置するように段差部１０を介してすくい面６ａに連続する。

例えばコーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａが、底刃６のすくい面６ａと平行か、回転方向Ｒ前方側に位置するように形成されると、コーナＲ刃５もしくは底刃６が切削した切屑が底刃６のすくい面６ａ側へ向かい、工具軸Ｏ近傍に切屑が集まり、切屑の噛み込み、切刃のチッピングを発生させる可能性がある。これに対し、コーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａが底刃６のすくい面６ａに対し、回転方向Ｒ後方側に位置することで、切屑が工具軸Ｏ側から半径方向外周側へ排出される傾向になるため、チップポケットＣＰから刃溝８方向への排出の流れが円滑に生じ易くなる。

本発明における「底刃６のすくい面６ａに隣接し、底刃６のすくい面６ａと異なる面を形成するコーナＲ刃５のすくい面５ａ」とは、コーナＲ刃５のすくい面５ａが底刃６のすくい面６ａに連続した曲面を形成することと、連続した曲面ではなく、互いに異なる平面、もしくは曲面を形成しながら、隣接する面をなすことを言う。「コーナＲ刃５のすくい面５ａに隣接し、コーナＲ刃５のすくい面５ａと異なる面を形成する外周刃４のすくい面４ａ」も同様のことをいう。コーナＲ刃５のすくい面５ａは底刃６のすくい面６ａと外周刃４のすくい面４ａの双方に隣接することで、シャンク部２の半径方向に見たとき、あるいはシャンク部２の周面に沿った軸方向に見たとき、底刃６のすくい面６ａと外周刃４のすくい面４ａの間に位置する。

なお、外周刃４は必ずしも図２に示すように「外周刃４の形成開始点Ｐ１」を通る外周刃４の接線と工具軸Ｏとが角度αをなすように形成されている（外周刃４が工具軸Ｏ方向に傾斜角度αを持って下り傾斜している）必要はなく、図１６に示すように外周刃４が工具軸Ｏ方向にほぼ平行に形成されている場合もある。図１６は図２に示す外周刃４の傾斜角度αを「０°」、すなわち外周刃４を工具軸Ｏに対して平行になるように形成した場合である。

図１６に示すように外周刃４の傾斜角度αを「０°」とした場合、外周刃４の形成開始点における多刃エンドミル１の刃径はＬ１になる。この多刃エンドミル１を、５軸のＮＣ工作機械で把持させてインペラーの切削加工を行う際には、多刃エンドミル１の傾き制御と、インペラー自体の傾き制御とをＮＣ制御により実施することが必要になるので、この制御により外周刃４のインペラー加工面への食い込み制御も行うことができる。これにより、外周刃４の傾斜角度αを「０°」とした多刃エンドミル１においても、図２に示す外周刃４の傾斜角度αを設定（αは５°以上１０°以下）した多刃エンドミル１と同様の効果を得ることができる。

図１７は本発明の多刃エンドミル１のギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａ、並びに刃溝８を構成する外周刃４のすくい面４ａと刃溝面８ａの形成の様子を模式的に示したモデル図である。本発明の多刃エンドミル１においては、図１７に破線で示す、底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａが交わる線（交線）がギャッシュ７の底（最深部）である。このギャッシュ７の底は工具軸Ｏから半径方向外周側へかけて多刃エンドミル１の先端部１ａ側から中間部側へ向かう傾斜が付く。

図１７に示すように、ギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａとそれに回転方向前方側に対向するギャッシュ面７ａが共に、工具軸Ｏに直交する断面Ｓ１における工具軸Ｏを通る半径方向の直線ＡＢ、ＡＥを含み、互いに工具軸Ｏ上で回転方向に角度ψをなして交わる面（平面と曲面を含む）をなす。更に図１７において、少なくともギャッシュ面７ａが工具軸Ｏを通る半径方向の直線ＡＢを含む平面ＡＢＣＤに対し、シャンク部２の先端１ａ側から中間部側へかけて回転方向後方側へ傾斜した面（ねじれ面を含む）ＡＢＣ’Ｄ’をなした状態で、底刃６のすくい面６ａ（ＡＥＦＤを含む面）と交わっていることで、ギャッシュ７を構成する底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａが互いに交差する状態になる。

角度ψは１０°〜３５°にするのが好ましく、１５°〜３０°にするのがより好ましい。角度ψが１０°未満では切屑の排出性が低下する傾向が認められ、３５°超では切削加工条件の選択の幅が狭くなる傾向が認められる。

前記した「少なくともギャッシュ面７ａ」とは、ギャッシュ７を構成するもう一方の面である「底刃６のすくい面６ａ」も工具軸Ｏを通る半径方向の直線ＡＢを含む平面ＡＢＣＤに対し、シャンク部２の先端部１ａ側から中間部側へかけて回転方向Ｒ後方側へ傾斜した面（ねじれ面を含む）をなしていることもある、という意味である。

この場合、図１７や図２２（ａ）、（ｄ）等に示すように、ギャッシュ７を構成する２面（底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａ）がシャンク部２の軸方向（工具軸Ｏ方向）に見たときに工具軸Ｏ上で交差することで、ギャッシュ７が中心角を持った扇形の形状に形成される。このため、周方向（回転方向Ｒ）に隣接する切刃間に軸方向の中心部に近い部分（領域）からギャッシュ７を形成することが可能になり、ギャッシュ７を軸方向で見たときの平面積（投影面積）を最大限に確保することが可能である。

またギャッシュ７を構成する２面（底刃のすくい面６ａとギャッシュ面７ａ）がシャンク部２の軸方向中間部側で交わることで、２面がなす（交わる）直線、もしくは曲線（溝）がシャンク部２の中心側から外周側へかけてシャンク部２の軸方向先端側から中間部側へ向かう傾斜が付く。このため、ギャッシュ７の溝（谷）から刃溝８への切屑の排出（誘導）効果が顕著に向上し、同時に回転方向Ｒ後方側に隣接する切刃（底刃６とコーナＲ刃５）側への切屑の回り込みが抑制される。図１７中、破線で示す「ギャッシュ７の溝」が底刃のすくい面６ａとギャッシュ面７ａの交線を示している。

ギャッシュ７を構成する２面（底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａ）が中心角を持った扇形の形状に形成されることで、図４に示す通り、ギャッシュ７の工具軸Ｏ側の端部が集合する工具軸Ｏ側の断面上の中心部を除き、ギャッシュ７の形成によって残される底刃６を多刃エンドミル１の先端部１ａの半径方向のほぼ全長に亘って形成することができる。この結果、図２１に示す従来技術との対比では、本発明の方が底刃６における切削長さが大きくなるため、底刃６による切削の領域が拡大し、底刃６における切削の区間の選択等、切削の自由度が増す利点がある。本発明の多刃エンドミル１では、底刃６の逃げ面６ｂの幅がシャンク部２の外周面から工具軸Ｏ側へかけて次第に減少するが、逃げ面６ｂは半径方向ほぼ全長に亘って回転方向Ｒに幅を持つ。

これに対し、図２１に示すように、特許文献３に記載のエンドミルの例ではギャッシュ７の幅が回転方向Ｒにほぼ一定であるため、底刃６を多刃エンドミル１の先端部１ａの半径方向のほぼ全長に亘って形成することができず、底刃６における切削長さが短くなっており、底刃６による切削の領域が狭く、切削の自由度も限られている。

本発明のさらに望ましい形態としては図１７に示すように、刃溝８を一方の刃溝面を兼ねる外周刃４のすくい面４ａと、その外周刃４のすくい面４ａに回転方向Ｒ前方側に対向する刃溝面８ａとから構成し、刃溝面８ａが、工具軸Ｏを通る半径方向の直線ＡＢを含む平面ＡＢＣ’Ｄ’をなすギャッシュ面７ａに対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向後方側へ傾斜角度ζをなすように傾斜した面（ＧＩＫＬ）をなすように、ギャッシュ面７ａと刃溝面８ａを形成することが考えられる。これにより、ギャッシュ７から刃溝８へ送り込まれる（排出される）切屑を刃溝８内で回転方向Ｒ後方側へ回り込ませるように作用させることが可能である。

前記の傾斜角度ζは、５°〜４５°にするのが好ましく、１０°〜３５°にするのがより好ましい。角度ζが５°未満では切屑をギャッシュ７から刃溝８へ送り込む効果が低下する傾向が認められ、４５°超ではコーナＲ刃５の剛性が低下する傾向が認められる。

図１７におけるギャッシュ面７ａに対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向Ｒ後方側へ傾斜角度ζをなすように傾斜した面（ＧＩＫＬ）は工具軸Ｏを通る半径方向の直線ＡＢを通る平面ＡＢＣＤを含む面（ＡＢＣＤの延長面）に対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向Ｒ後方側へ傾斜角度ζをなすように傾斜した面（ＧＩＪＨ）が更に工具軸Ｏ方向中間部側（図１７の下側）が回転方向Ｒ後方側へ傾斜した面（ＧＩＫＬ）をなすことと同じである。図１７に示すように、工具軸Ｏを通る半径方向の直線ＡＢを通る平面ＡＢＣＤを含む面（ＡＢＣＤの延長面）に対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向Ｒ後方側へ傾斜角度ζをなすように傾斜した面はＧＩＪＨになり、この面ＧＩＪＨの工具軸Ｏ方向中間部側が回転方向Ｒ後方側へ傾斜した面がＧＩＫＬになる。

更に刃溝８の一方の刃溝面を兼ねる外周刃４のすくい面４ａが底刃６のすくい面６ａ（ＡＥＦＤを含む面）に対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向Ｒ後方側へ傾斜角度ηをなすように傾斜した面（ＧＭＮＨ）をなしている場合には、外周刃４のすくい面４ａ（ＧＭＮＨ）が、シャンク部２の外周面より工具軸Ｏ側に位置する点Ｇから外周側の点Ｍへかけて回転方向Ｒ前方側から後方側へ向かう面をなす。このため、切屑を刃溝８内で回転方向Ｒ後方側へ回り込ませるように作用し、切屑の排出性が向上する。

前記の傾斜角度ηは、０．５°〜２０°にするのが好ましく、３°〜１０°にするのがより好ましい。角度ηが０．５°未満では刃溝８からの切屑の排出性が低下する傾向が認められ、２０°超では外周刃とコーナＲ刃のつなぎ部Ｐ２の剛性が低下する傾向となる。

以下の本発明の多刃エンドミルの説明において、上記したギャッシュ面７ａと底刃６のすくい面６ａとにより形成されるＶ字状のギャッシュ７、すなわち、隣り合う前記切刃の間に成形された空間部であるギャッシュ７と、この切刃の間に成形されたギャッシュ７と連通している刃溝８とを加えた空間部のことを、１刃当たりの「チップポケット（ＣＰ）」と記載する。このチップポケット（ＣＰ）は、例えば、多刃エンドミル１の切刃部３の斜視図を示す図１１において、斜線で示される空間部を示す。なお、図１１では１刃当たりのチップポケットＣＰの箇所は斜線で示される１ケ所のみ示しているが、１刃当たりのチップポケットＣＰに相当する箇所は切刃の刃数と同じ数が存在することになる。

本発明の多刃エンドミル１においては、この１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）を、図２に示す外周刃４の形成開始点における多刃エンドミルの刃径Ｌ１（シャンク部２の直径）が１０ｍｍ〜３０ｍｍで、切刃の刃数が６枚〜３０枚のときに、２５ｍｍ^３以上１２０ｍｍ^３以下の範囲に設定していることにその特徴の一つがある。チップポケットＣＰの体積（Ｖ）はギャッシュ７と刃溝８を形成する前の無垢の多刃エンドミル１に対し、ギャッシュ７と刃溝８の形成によって除去された材料の体積（容積）を意味する。

本発明の多刃エンドミル１は少なくとも６枚の切刃を備え、３軸又は５軸のＮＣ工作機により、湾曲した表面を有するインペラーを高速度で、かつ高送りで切削加工するためのエンドミルとして好適な、上記した特有の切刃部３の構造を持つ。切刃の枚数の上限は、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１が３０ｍｍとした多刃エンドミル１では、３０枚程度にすることが望ましい。本発明の多刃エンドミル１において、切刃の枚数を６枚以上３０枚以下の範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。

インペラーに、本発明の多刃エンドミル１を用いて切込み量ａｅ、ａｐを上げた高送り加工を行うことができるが、更に高能率加工を実施するためには送り速度Ｖｆを上げる必要がある。そこで、送り速度Ｖｆを上げるためには、１刃当りの送り量ｆｚ［ｍｍ／ｔ］を上げるか、切削速度Ｖｃ［ｍ／ｍｉｎ］を上げる必要がある。しかし、インコネル（登録商標）７１８のような難削性合金素材の切削加工を行う場合、切削時に発生する温度上昇が問題となる。この切削温度は主軸の回転数（工具の切削速度Ｖｃ）が速くなるほど高くなり、切削温度の上昇はエンドミル表面に被覆された硬質皮膜にダメージを与え、エンドミルの寿命も短くなる。このため、それほど切削速度を上げることができない。例えば、Ｎｉ基耐熱合金製素材の場合にはＶｃ＝８０ｍ／ｍｉｎ程度が限界となる。

また、１刃当りの送り量ｆｚを上げすぎるとエンドミルの刃先に掛かる負担が大きくなるため、１刃当りの送り量ｆｚをあまり大きくすることができない。特に、１刃当りの送り量ｆｚを０．３ｍｍ／ｔを超えると、刃先の負担が顕著となる。よって、高能率加工を実現させるためには切刃の刃数を増やす必要が有り、少なくとも６枚以上の刃数を有するエンドミルを使用しないと、従来の２枚刃、あるいは４枚刃のエンドミルと比較して、高能率加工を実施することは難しい。また、刃数が３０枚を超えるような多刃エンドミルを使用する場合には、チップポケットＣＰが小さくなり過ぎるため、切屑が工具軸Ｏ付近やギャッシュ７内に詰まり易くなり、この詰まった切屑を噛み込んで切刃にチッピングが発生してしまう。

Ｎｉ基超耐熱合金等からなるインペラーを、本発明の多刃エンドミル１のコーナＲ刃５を用いて３軸又は５軸ＮＣ加工機により高送りで切削加工するとき、例えば高能率な切削加工を行うためにその切削条件として軸方向切込み量ａｐを０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ（望ましくは１．０〜１．５ｍｍ）、径方向切込み量ａｅを１〜１０ｍｍ（望ましくは１〜５ｍｍ）の大きな値に設定する。更に、１刃当りの送り量ｆｚを０．０８〜０．３ｍｍ／ｔ程度（望ましくは０．１〜０．２ｍｍ／ｔ）に設定し、多刃エンドミル１の刃数を増やすことにより、インペラーの仕上げ加工の完了までの全体的な切削加工能率を従来よりも顕著に向上させることが可能となる。
以上のことから、本発明の多刃エンドミル１においては、切刃の刃数は少なくとも６枚以上とし、その上限は３０枚以下にすることが望ましい。なお、前記の軸方向切込み量ａｐ、径方向切込み量ａｅ及び１刃当りの送り量ｆｚの特定範囲未満では従来の高送り加工との優位差が認められない。また、前記の軸方向切込み量ａｐ、径方向切込み量ａｅ及び１刃当りの送り量ｆｚの特定範囲を超えると工具寿命の低下が顕著になり実用的でない。

図９は切刃が１０枚の場合の、いわゆる１０枚刃の本発明の多刃エンドミル１１の切刃部３を端面側から工具軸Ｏ方向に見た様子を示し、図１０は切刃が１５枚の場合の、いわゆる１５枚刃の本発明の多刃エンドミル１２の切刃部３を端面側から工具軸Ｏ方向に見た様子を示している。切刃が１０枚の場合と１５枚の場合のいずれも、前記した本発明の有利な効果を奏する。

また、本発明の多刃エンドミル１（１１、１２）を３軸又は５軸ＮＣ加工機に装着して、インペラー等の湾曲した曲面部を高能率で仕上げ加工を行うためには、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１は１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。この理由は次の通りである。

すなわち、刃径Ｌ１が１０〜３０ｍｍであれば、高能率での切削加工を行うために、刃数を６枚以上３０枚以下の多刃にした場合でも、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）を２５ｍｍ^３以上１２０ｍｍ^３以下にすることが可能となる。しかし、刃径Ｌ１を１０ｍｍ未満にし、更に、切刃を多くすると、２５ｍｍ^３以上のチップポケットＣＰの体積（Ｖ）の確保が困難となる。また、刃径Ｌ１が３０ｍｍを超えた場合では、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）を２５ｍｍ^３以上１２０ｍｍ^３以下に設定しようとしたときに、ギャッシュの開き角度ｂが非常に狭くなってしまい、切屑の排出が妨げられてしまう可能性がある。
本発明の多刃エンドミル１において、前記刃径Ｌ１のより望ましい範囲は１５ｍｍ〜２５ｍｍである。

本発明の多刃エンドミル１を用いたインペラーの高送りで高能率な切削加工において、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）を上記した２５ｍｍ^３以上１２０ｍｍ^３以下の範囲に設定することにより、前記した高送りで高能率な加工を行った場合においても発生した切屑を円滑に排出することが可能になる。この理由は、次の通りである。

すなわち、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）が２５ｍｍ^３未満では、高能率な切削加工を行った際に、主にコーナＲ刃５により形成される切屑が円滑に排出されず、切屑詰まりにより切刃の欠損やチッピングが発生する。一方、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）が１２０ｍｍ^３を超えると、刃数を増やし多刃とした際に、工具としての全体的な体積が減ることから剛性の確保が困難となり、切削時の衝撃により欠損やチッピングが発生するからである。また、刃数を減らし、工具としての全体的な体積の低下を防止した場合においては、仕上げ加工完了までの総合的な送り速度Ｖｆ［ｍｍ／ｍｉｎ］は低下してしまうため、本発明が目的としている高能率な切削加工は実現できなくなってしまう。
本発明において、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）の望ましい範囲は３５ｍｍ^３〜１００ｍｍ^３であり、更に、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）のより望ましい範囲は４５ｍｍ^３〜７０ｍｍ^３である。

１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）を２５ｍｍ^３以上１２０ｍｍ^３以下に設定するに当っては、コーナＲ刃５の回転方向Ｒ前方側に存在するギャッシュ７及び刃溝８が極力大きくなるようにチップポケットＣＰを形成することになる。具体的には、図３に示すギャッシュ７の開き角度ｂを、剛性を損なわない程度に極力大きく設定するか、外周刃４のすくい面４ａの径方向長さが極力大きくなるように形成することになる。「外周刃４のすくい面４ａの径方向長さ」とは、図４に示す外周刃４のすくい面４ａを、工具軸Ｏに対し、垂直な方向で測定したときの長さ（図４において段差部１０とコーナＲ刃５のすくい面５ａの交点と、外周刃４の形成開始点Ｐ１のそれぞれを通り、工具軸Ｏ方向に平行に引いた直線間を工具の径方向（半径方向）に結ぶ長さ）と言い換えられる。この長さは外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径Ｌ１の１５％〜３５％にすることが望ましい。

外周刃４のすくい面４ａの径方向長さが前記刃径Ｌ１の１５％未満では刃溝８における切屑詰まりが発生しやすくなる傾向が認められ、前記刃径Ｌ１の３５％超ではコーナＲ刃５にチッピングが発生しやすくなる傾向が認められる。これにより、コーナＲ刃５の近傍の空間が大きくなり、高能率な切削加工を行った場合にも、切屑をより安定して刃溝８に運ぶことが可能となる。

また、刃数が多いほど外周刃のすくい面４ａの径方向長さを大きくすることが更に望ましい。具体的な数値を例示すると、刃数が１０枚の場合は前記刃径Ｌ１の１５％〜２０％にする。刃数が１２枚の場合は前記刃径Ｌ１の２０％〜２５％にする。刃数が１５枚の場合は前記刃径Ｌ１の２５％〜３０％にする。

本発明の多刃エンドミル１のチップポケットＣＰの体積（Ｖ）は、下記の方法により求められた。非接触式３次元計測システム（商品名：ＲｅｘｃａｎIII、Ｓｏｌｕｔｉｏｎｉｘ製）を用い、試作した多刃エンドミル１の表面部（切刃部も含む）の３次元計測を順次実施して本発明の多刃エンドミルの３次元ＣＡＤモデルを作成した。続いて、この３次元ＣＡＤモデルから、隣り合う切刃の間に成形されたギャッシュ７と、このギャッシュ７に連続した刃溝８とを加えた空間部の体積を、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）として求めた。

以下、本発明の多刃エンドミル１が備えている構成上の他の特徴を説明する。
図２に示す本発明の多刃エンドミル１の実施形態においては、外周刃４を工具軸Ｏ方向に下り傾斜をなすように、すなわち多刃エンドミル１の端面（先端部１ａ）側からシャンク部２側へかけて回転方向Ｒ前方側から後方へ向かう傾斜を付けた例を示している。この外周刃４の傾斜角度α（図２参照）は、５°以上１０°以下の範囲に設定することが望ましい。傾斜角度αをこのような角度範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。

湾曲した表面を有しているインペラーを、多刃エンドミル１の工具軸Ｏを傾けながら３軸又は５軸のＮＣ工作機械で加工する際に、特にインペラーの表面の凹部面を切削加工する際には、ＮＣ工作機械に把持された多刃エンドミル１の傾きを制御しながらの加工が行われる。ここで、外周刃４の傾斜角度αを５°未満に設定した場合には、多刃エンドミル１の傾きによっては外周刃４とインペラーとの干渉が発生して、インペラーの表面部に外周刃４の食い込み（削りすぎ）が生じる可能性が生じる。
一方、傾斜角度αが１０°を超えると、多刃エンドミル１の先端部１ａ側における切刃部３の径が小さくなるので、コーナＲ刃５、底刃６等の切刃の長さが短くなる。これにより、これら切刃の刃先強度が低下する。更に、前記した１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）が小さくなるので、高送りの切削加工を行った場合には、切屑詰まりが発生し易く、切刃のチッピングや切屑の噛み込みが発生する危険性が生じる。よって、外周刃４の傾斜角度αは、５°以上１０°以下の範囲に設定することが望ましい。

このように、外周刃４を工具軸Ｏに対して先端部１ａ側方向に向かって下り傾斜する傾斜角度αを５°以上１０°以下の範囲に設定した多刃エンドミル１は、図２に示すように、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部における刃径Ｌ２は、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１より小さくなっている。

前記したように、底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａは工具軸Ｏの近傍から切刃部３の外周方向に形成されたギャッシュ７を構成する。図４に示すように、本発明の多刃エンドミル１においては、工具軸Ｏと直交する直線と、上記した底刃６のすくい面６ａとギャッシュ面７ａとの境界線９とがなす角度であるギャッシュ７の角度βは１５°以上４５°以下の範囲に設定されることが望ましい。

本発明の多刃エンドミル１の特徴の一つとして、上記したギャッシュ７の角度βを１５°以上４５°以下の範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
従来からＮｉ基超耐熱合金等の難削性合金素材の切削加工においては、切屑の排出が困難なことを予め回避するために、一般に刃数が４枚以下のエンドミルが用いられていた。この事実は、従来においては高送りの切削加工中に発生した多量の切屑の排出が円滑に行えず、高送りの切削加工が行えなかった未解決の問題の存在を示唆するものといえる。この問題に対し、単にエンドミルの刃数を６枚以上にして、送り速度Ｖｆを早くした場合、刃数の増加に伴って切屑を貯めるチップポケットの体積（容積）が小さくなるので、切屑詰りを起こすといった不具合が生じる。特に、インペラーの仕上げ加工においては、エンドミルの工具軸Ｏを傾けて切削加工を行うため、切削加工の箇所においては切屑が底刃６の工具軸Ｏ近傍に溜まることが考えられる。

このような事情により、上記したインペラーの仕上げ切削加工において、ギャッシュ７の角度βを１５°未満に設定した場合には、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）が小さくなり、多刃エンドミル１の工具軸Ｏ近傍に流れた切屑が噛み込みを起こして、切刃のチッピングが発生し易くなる。そのため、ギャッシュ７の角度βを１５°以上に設定することが望ましい。
また、ギャッシュ７の角度βが４５°を超えた場合には、チップポケットＣＰの体積（Ｖ）は十分に確保されるが、コーナＲ刃５の強度が不足するため、高送り加工した場合の切削抵抗に耐えきれずにコーナＲ刃５にチッピングが発生し易くなる。従って、ギャッシュ７の角度βを４５°以下に設定することが望ましく、結局、ギャッシュ７の角度βを１５°以上４５°以下の範囲に設定することが望ましい。

続いて、更に本発明の多刃エンドミル１が備えている他の特徴を、図３を参照して説明する。
図３に示すように、多刃エンドミル１を先端部１ａ側から工具軸Ｏ方向に見たときに、底刃６と、底刃６の逃げ面６ｂにおける回転方向Ｒ後方側の稜線（ギャッシュ面７ａと底刃６の逃げ面６ｂの境界線）とがなす角度を底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａとする。また底刃６の逃げ面６ｂにおける回転方向Ｒ後方側の稜線とこの底刃６の回転方向Ｒ後方側に隣接する底刃６の回転方向Ｒ前方側の稜線とがなす角度をギャッシュ７の開き角度ｂとしたとき、ギャッシュ７の開き角度ｂは底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａの１．５倍以上３倍以下の範囲となるように、各底刃６と底刃６の逃げ面６ｂを形成して配置することが望ましい。

上記した底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａは、工具軸Ｏからの底刃６の逃げ面６ｂの平面視における幅の角度を示し、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａは多刃エンドミル１の刃径や切刃の刃数（枚数）に応じて適宜設定される。例えば、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａは刃数が８枚の場合には１０°〜３０°に、刃数が１０枚の場合には８°〜２４°に、刃数が１２枚の場合には６°〜２０°にそれぞれ設定されることが適切である。

ギャッシュ７の開き角度ｂは、前記したギャッシュ７の工具軸Ｏからの開き角度を示し、３６０°を刃数で割った数値より、上記した底刃の逃げ面の幅の角度ａの値を引くことにより求められる。ギャッシュ７の開き角度ｂは、例えば、刃数が８枚の場合には３５°〜１５°に、刃数が１０枚の場合には２８°〜１２°に、刃数が１２枚の場合は２４°〜１０°に設定されることが望ましい。切刃、特に底刃６、コーナＲ刃５の剛性を損なわない範囲でＶ字状のギャッシュ７の回転方向Ｒで測定したときの広さを確保できるように設定することが重要である。
なお、本発明の多刃エンドミル１において、例えば、刃径が３０ｍｍ、切刃の刃数を１０とした場合、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａは１２°、ギャッシュ７の開き角度ｂは２４°程度に設定される。

上記したようにギャッシュ７の開き角度ｂを、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａの１．５倍以上３倍以下に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
ギャッシュ７の開き角度ｂを底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａの１．５倍未満に設定した場合には、各切刃の刃先剛性を向上させることができるが、切込みや送り速度を上げた高能率加工を実施した際には、チップポケットＣＰが小さくなる。すなわち、ギャッシュの開き角度ｂが小さくなるので、切屑を効率良く刃溝８に運ぶことができなくなり、切屑の噛み込みを発生させる。このため、ギャッシュ７の開き角度ｂは底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａの１．５倍以上であることが望ましい。
また、ギャッシュ７の開き角度ｂが底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａの３倍を超えた場合には、底刃６やコーナＲ刃５の刃先強度が不足して、特に、インペラーの加工において主な切刃となるコーナＲ刃５にチッピングが発生する。このため、ギャッシュの開き角度ｂは底刃の逃げ面の幅の角度ａの３倍以下に設定することが望ましい。よって、ギャッシュの開き角度ｂを、底刃の逃げ面の幅の角度ａの１．５倍以上３倍以下に設定することが望ましい。

続いて、更に本発明の多刃エンドミル１が備えている他の特徴を、図５を参照して説明する。図５は図４の繋ぎ部Ｐ２におけるすくい角Ｐ２ｓと逃げ角Ｐ２ｎの関係を示したＣ−Ｃ線断面図である。なお、Ｃ−Ｃ線断面は外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面となる。軸直角断面とは、工具軸Ｏに垂直な方向に切断したときの断面を示す。図５において、Ｐ２ｓは外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２におけるすくい角の角度、Ｐ２ｎは外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における逃げ角の角度を示している。本発明の多刃エンドミル１においては、この外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓを３°以上１０°以下の範囲となるように設定することが望ましい。

外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓを３°以上１０°以下の範囲となるように設定することが望ましい理由は、次の通りである。

外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓを３°未満にした場合には、切れ味不足により切刃の刃先に溶着が発生し、次のコーナＲ刃５で被削材を切削加工した際に噛み込みを起こすためチッピングが多く発生してしまう。このため、前記すくい角Ｐ２ｓを３°以上に設定することが望ましい。
また、前記すくい角Ｐ２ｓが１０°を超えると、切れ味は十分であるが、刃先の強度が不足してチッピングが発生しやすくなる。このため、前記すくい角Ｐ２ｓは１０°以下に設定することが望ましい。よって、前記すくい角Ｐ２ｓは、３°以上１０°以下の範囲に設定することが望ましい。

続いて、本発明の多刃エンドミル１が更に備えている他の特徴を説明する。この特徴は、底刃６、コーナＲ刃５、及び外周刃４上の任意の点におけるそれぞれの接線と直交する方向の断面（刃直断面）における逃げ角を、前記底刃６、前記コーナＲ刃５、前記外周刃４ごとに一定となるように設定することにある。上記した刃直断面とは、それぞれの切刃上の任意の点において、この任意の点を通る接線を引いたときに、その接線と垂直となる方向に切断したときの断面をいう。

図６は図４におけるＡ−Ａ線断面図である。図６は、底刃６上における接線と直交する方向の断面（図４に示すＡ−Ａ線断面）で見たときの底刃６の刃直断面における逃げ角６ｎを示している。図７は図４のコーナＲ刃５における逃げ角５ｎとすくい角５ｓの関係を示したＢ−Ｂ線断面図である。図７は、コーナＲ刃５上の任意の点における接線と直交する方向の断面（図４に示すＢ−Ｂ線断面）で見たときのコーナＲ刃５の刃直断面における逃げ角５ｎとコーナＲ刃の刃直断面におけるすくい角５ｓを示している。図８は図４の外周刃における逃げ角４ｎとすくい角４ｓの関係を示したＤ−Ｄ線断面図である。図８は、外周刃４上の任意の点における接線と直交する方向の断面（図４に示すＤ−Ｄ線断面）で見たときの外周刃４の刃直断面における逃げ角４ｎと外周刃の刃直断面におけるすくい角４ｓを示している。本発明の多刃エンドミル１においては、これら逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎの値をそれぞれ一定に設定している。例えば、逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎは、全て同一の６°に設定する。

上記した逃げ角に係る特徴、すなわち、外周刃４、コーナＲ刃５及び底刃６上の任意の点におけるそれぞれの接線と直交する方向の断面（刃直断面）における逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎを、全て一定となるように設定する理由は、次の通りである。

インペラーの仕上げ加工を３軸又は５軸のＮＣ工作機械で行う場合には、エンドミルの工具軸Ｏや被削材が同時に動くようにＮＣプログラムにより制御して加工効率の向上を図るために、コーナＲ刃５を主切刃として、底刃６や外周刃４も使用される。その際に、底刃６とコーナＲ刃５の繋ぎ部、また、コーナＲ刃５と外周刃４の逃げ角が変化していると、そこに段差が生じて、被削材の仕上げ面に悪影響を及ぼすことが考えられる。このため、外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６の刃直断面の逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎを、全て一定にしておくことが望ましい。

続いて、更に本発明の多刃エンドミル１が備えている他の特徴を説明する。この特徴は、図１や図２に示す多刃エンドミル１の先端部１ａ側から、工具軸Ｏ方向へ形成されている切刃の長さ、すなわち、切刃部３の前記先端部１ａ側から外周刃の形成開始点Ｐ１までの工具軸Ｏ方向に対する長さである刃長Ｌ３を、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の３０％以上６０％以下の範囲に設定することにある。

上記した特徴において、刃長Ｌ３を、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の３０％以上６０％以下に設定することが望ましい理由は、次の通りである。

湾曲した表面を有するインペラーを３軸又は５軸のＮＣ加工機により仕上げ加工を行う場合には、多刃エンドミル１の工具軸Ｏや被削材を同時に動かすＮＣ制御を行う。このため、外周刃４に被削材と干渉する部分が発生する危険性が生じる。また、インペラーの仕上げ加工においては、主に多刃エンドミル１のコーナＲ刃５を使用する切削加工となる。その場合、刃長Ｌ３が外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の３０％未満であると、刃長Ｌ３の長さが短くなるので、切刃が形成されていないシャンク部２が被削材と干渉を起こす場合がある。このため、刃長Ｌ３は刃径Ｌ１の３０％以上に設定することが望ましい。

一方、刃長Ｌ３が外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の６０％を超えると、シャンク部２と比較して、ギャッシュ７やこのギャッシュ７と連通する刃溝８等を形成している切刃部３はチップポケットＣＰが大きくなり過ぎるので、切刃部３の剛性が低くなり、高送りの切削加工を行うとビビリが発生するという不具合が生じる。このため、刃長Ｌ３は前記刃径Ｌ１の６０％以下に設定することが望ましい。

続いて、更に、本発明の多刃エンドミル１が備えている他の特徴を説明する。この特徴は、コーナＲ刃のＲ形状部の曲率半径ｒ１（図４参照）を、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の１０％以上２０％以下の範囲に設定することにある。前記曲率半径ｒ１の範囲を、このように設定することが望ましい理由は、次の通りである。

インペラーを３軸又は５軸のＮＣ工作機械により仕上げの切削加工を行う場合には、主にコーナＲ刃５を使用することになる。更に、高能率、すなわち、高速度で高送りの切削加工を行うためにはコーナＲ刃５の刃先強度が課題となる。コーナＲ刃５のＲ形状部の曲率半径ｒ１を大きくしたほうが、コーナＲ刃５の刃先強度が高く、更に、高い切込みでの切削加工が可能となる。前記曲率半径ｒ１が、外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の１０％未満に設定されると、高い切込みでの加工を実施した際には、刃先強度が不足するためにコーナＲ刃５にチッピングを発生させてしまう。

一方、コーナＲ刃のＲ形状部の曲率半径ｒ１が外周刃４の形成開始点における刃径Ｌ１の２０％を超えた場合には、コーナＲ刃５のＲ形状が大きくなり過ぎる。このため、被削材を切削するときにコーナＲ刃５が被削材と接触する切刃の長さが大きくなって切削抵抗が増大して、切刃にチッピングを起こしてしまう。よって、曲率半径ｒ１は、刃径Ｌ１の１０％以上２０％以下の範囲に設定されることが望ましい。

図２、図３等に示す本発明の多刃エンドミル１には、被削材の切削加工中にクーラント（液）を供給するためのクーラント孔を図示していないが、先端部１ａ側に１つ又は複数のクーラント孔を設けることが望ましい。クーラントは、切削加工中において切刃を冷却する目的と、切削加工により生成された切屑を切刃と切刃の間に形成されているギャッシュ７から刃溝８を介して外部に円滑に排出する目的と、切屑が切刃に付着（溶着）することを防止する目的のために供給される。

インペラーを高送りで切削加工する上では、切刃の冷却と生成された切屑の良好な排出性が重要であるため、多刃エンドミル１の先端部１ａ側に、少なくとも３個のクーラント孔を設けることが望ましい。クーラント孔を設ける位置は、例えば、図３に示すギャッシュ面７ａ、あるいは、底刃６の逃げ面６ｂか、その付近が適切である。クーラントは切削加工中において、３軸又は５軸ＮＣ加工機から供給され、シャンク部２の内部の工具軸Ｏ方向に穿孔したクーラント孔を通じて表面に露出した複数のクーラント孔から噴出させられる。

（多刃エンドミルの製造方法の概要）
続いて、本発明の多刃エンドミル１の製造方法の概要を説明する。本発明の多刃エンドミル１は、ＷＣ（炭化タングステン）を主成分とした超硬合金の粉末から、公知の製造方法により製造されたソリッド型のエンドミルである。なお、前記粉末を成形して得られた多刃エンドミル１の成形体は、焼結炉内に装入して所定の温度に加熱する焼結処理を行う。得られた多刃エンドミル１の焼結体は、その切刃部３に所定の数の切刃、すなわち、外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６と、それぞれの切刃のすくい面４ａ、５ａ、６ａ、逃げ面４ｂ、５ｂ、６ｂ、及びギャッシュ面７、刃溝８を、ダイヤモンド砥石等を用いた研削加工装置により研削して形成する。また、多刃エンドミル１（シャンク部２）の内部の工具軸Ｏ方向にクーラント孔を穿孔して、先端部１ａ側に複数のクーラント孔を設ける。

研削加工装置により切刃部３に外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６等の加工処理等が完了した多刃エンドミル１には、少なくとも切刃部３の全表面に、厚さ３μｍ程度の硬質皮膜を、例えばＰＶＤ法により被覆する。本発明の多刃エンドミル１に施す硬質皮膜としては、ＡｌＣｒＮ膜などのＡｌＣｒ系硬質皮膜が適している。この理由は次の通りである。

一般に、難削性合金の素材（被削材）を切削加工するときには、切屑の切刃への溶着等が大きな問題になる。切削加工により発生した切屑が切刃等に溶着しないようにするためには、できるだけ摩擦係数の低い硬質皮膜を切刃等に被覆する必要がある。かかる難削性合金の素材は、通常の合金鋼より高い切削熱が発生するために、耐熱性に優れた硬質皮膜を被覆する必要がある。更に、インペラーの切削加工は断続切削であるため、衝撃に強い硬質皮膜を被覆する必要がある。

エンドミルへ施す硬質皮膜としては、従来からＴｉＡｌ系の硬質皮膜が採用されている。しかし、ＴｉＡｌ系の硬質皮膜は耐熱性が低く、摩耗係数も高いため、安定性に乏しく、耐熱性は問題ないが摩擦係数が高い。このため、切屑が溶着しやすいという問題点があった。これに対し、ＡｌＣｒ系の硬質皮膜は耐熱性もあり、摩擦係数も低いため、安定した切削加工が可能になる。従って、本発明の多刃エンドミル１には、少なくとも切刃部３の全表面にＡｌＣｒ系の硬質皮膜、例えば、ＡｌＣｒＳｉＮからなる硬質皮膜を厚さ３μｍ程度被覆するとよい。

以下、本発明を実施例により説明するが、下記の実施例により本発明が限定されるものではない。

本発明の超硬合金製の多刃エンドミルを試作して、被削材に対して切削加工を実施し、加工後におけるこの多刃エンドミルの切刃の摩耗やチッピングの発生状況を確認するための２種の切削加工実験（実験例１と実験例２）を行った。以下、この切削加工の実験を行った実施結果を説明する。

（実験例１）
前記したように、本発明の多刃エンドミル１の特徴の一つとして、コーナＲ刃５に凸状の曲面をなすコーナＲ刃５のすくい面５ａを設けたことにある。実験例１では、コーナＲ刃５にすくい面５ａを設けた本発明例（本発明例１）のエンドミルを試作して、Ｎｉ基耐熱合金であるインコネル（登録商標）７１８のブロック材（時効処理済）を傾斜角度が１０°になるように縦型３軸マシニングセンタに取り付けて、このブロック材の傾斜面（傾斜角１０°）に対して引上げ加工を行った。切削加工距離の累計が４５ｍに達したときに、切刃の摩耗状況を目視で観察した。

なお、前記したように本発明例１において、コーナＲ刃５のすくい面５ａ及び外周刃４のすくい面４ａは、緩やかな凸状の曲面をなすように形成され、すくい面５ａとすくい面４ａは、底刃６のすくい面６ａに対して回転方向Ｒ後方側で、先端部１ａよりシャンク部２側に位置するように段差部１０を介してすくい面６ａと連続している（図４参照）。この本発明例のエンドミルと比較するために、図１９に示すようにコーナＲ刃５にすくい面５ａを設けることなく、外周刃４のすくい面４ａをコーナＲ刃５のすくい面５ａとした超硬合金製のエンドミル（比較例１）を試作した。

実験例１を実施するために試作した本発明例１と比較例１のエンドミルの寸法は、工具軸Ｏ方向の全長を１２５ｍｍ、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部における多刃エンドミルの刃径Ｌ２を１９ｍｍ、シャンク径（外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径Ｌ１）を２０ｍｍとした。また、試作した本発明例１と比較例１のエンドミルの切刃部３の全表面に、Ａｌ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎからなる厚さ３μｍの硬質皮膜をＰＶＤ法により被覆した。

試作した本発明例１と比較例１のエンドミルの寸法（硬質皮膜以外）の仕様を表１に示す。なお、表１に示す溝長ｈとは、図４に示すように、多刃エンドミル１の先端部１ａ側から刃溝８の端部までの長さを、工具軸Ｏと平行な方向で測定したときの長さをいう。全刃溝８の溝長ｈは同一になる。また、試作した本発明例１と比較例１の多刃エンドミルには、クーラント孔を設けず、水溶性クーラント液を外部から供給した。

縦型３軸マシニングセンタを用いた被削材の高送りの切削加工において、設定した切削条件は、本発明例１及び比較例１のエンドミルともに、次の通りとした。
・切削速度Ｖｃ ：８０ｍ／ｍｉｎ
・送り速度Ｖｆ ：１８８０ｍｍ／ｍｉｎ
・１刃当りの送り量ｆｚ：０．１４ｍｍ／ｔ
・軸方向切込み量ａｐ ：１．０ｍｍ
・径方向切込み量ａｅ ：１．８ｍｍ
・工具突き出し量 ：６０ｍｍ
・切削加工時の冷却方法：水溶性クーラント液を外部から供給

実験例１による切削加工実験の結果を図１２及び図１３に示す。図１２は本発明例１の多刃エンドミル１と比較例１の多刃エンドミルに対し、実験例１による切削加工実験を実施した後の、切刃の逃げ面の摩耗状況を示す写真である。図１３は本発明例１の多刃エンドミルと比較例１の多刃エンドミルに対し、実験例１による切削加工実験を実施した後の、切刃のすくい面の摩耗状況を示す写真である。
図１２において、本発明例１と比較例１の逃げ面の写真は、底刃６の逃げ面６ｂ側から撮影した写真である。図１３において、本発明例１と比較例１のすくい面の写真は、本発明例におけるコーナＲ刃のすくい面５ａ側から撮影した写真である。また、各写真の右下側に表示している数値「０．２５ｍｍ／ｄｉｖ」等は、この写真のスケール（１目盛当たりの長さ）を示している。

図１２、図１３から明らかなように、コーナＲ刃５にすくい面５ａを設けた本発明例１においては、コーナＲ刃５の逃げ面５ｂ及びすくい面５ａの平均摩耗幅（ＶＢ値）は０．０５６ｍｍであり、加工精度に影響を与える摩耗は認められなかった。
一方、比較例１の多刃エンドミルにおいては、図１２に示すようにコーナＲ刃５の逃げ面５ｂにチッピングの発生が認められた。上記した実験例１による結果から、多刃エンドミルのコーナＲ刃５にすくい面５ａを形成すると、被削材に対する切れ味が向上し、かつ、切刃へのチッピングの発生を抑制できることが確認できた。

（実験例２）
続いて、刃数と、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａと、ギャッシュ７の開き角度ｂが異なる多刃エンドミル、すなわち、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）が異なる本発明例２と比較例２の超硬合金製の多刃エンドミルを試作した。そして、試作した多刃エンドミルを縦型３軸マシニングセンタに取り付けて高送りの切削加工を行い、切刃の摩耗状況とチッピングの発生状況を確認する切削加工実験を行った。この実験例２に用いた本発明例２と比較例２の多刃エンドミルの仕様を表２に示す。なお、比較例２は特許文献３に開示されている多刃エンドミルに類似した切刃構成を有するエンドミルである。また、試作した本発明例２と比較例２の多刃エンドミルにはクーラント孔を設けず、水溶性クーラント液を外部から供給した。

表２に示すように、本発明例２の多刃エンドミル１においては、切刃の刃数を１２枚、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）を４５ｍｍ^３になるように設定した。一方、比較例２においては、特許文献３の図４に開示されている多刃エンドミルに類似した切刃構成とした。このため、切刃の刃数は１５枚と本発明例２より多く、また、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）は、本発明例２より少ない２３ｍｍ^３であった。なお、このチップポケットＣＰの体積（Ｖ）は、多刃エンドミルごとに、上記した通り、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ａとギャッシュ７の開き角度ｂの値を変えること等の手段により変化させることができる。

また、表２に示すように、本発明例２のＶ字状のギャッシュ７の最深部にあるギャッシュ底面１４におけるギャッシュ底面の幅ｗ１は０．３５ｍｍであり、十分に小さかった。これに対し、比較例２の矩形のギャッシュ７の最深部にあるギャッシュ底面１４におけるギャッシュ底面の幅ｗ２は０．９ｍｍであり、大きかった。
なお、比較例２における角度ψに関しては、図２１に示すように、底刃のすくい面６ａとギャッシュ面７ａが平行になるようにギャッシュ７が形成されていたため、角度ψを測定することができなかった。

実験例２に用いた被削材は、実験例１と同様に、Ｎｉ基超耐熱合金のブロック材（時効処理済）を傾斜角度が１０°になるように縦型３軸マシニングセンタに取り付けて、このブロック材の傾斜面（傾斜角１０°）の引上げ加工を行った。そして、本発明例２においては切削加工距離の累計が５．５ｍに達したときに、比較例２においては切削加工距離の累計が４ｍに達したときに、切刃の摩耗状況等を観察した。なお、縦型３軸マシニングセンタを用いた被削材の切削加工において、設定した切削条件は、本発明例２の送り速度は１６０８ｍｍ／ｍｉｎ（１刃当りの送り量ｆｚは０．１ｍｍ／ｔ）、比較例２の送り速度を２０１０ｍｍ／ｍｉｎ（１刃当りの送り量ｆｚは０．１ｍｍ／ｔ）に設定した以外は、実験例１と同じ条件に設定した。
実験例２において、比較例２の送り速度を本発明例２よりも高く設定した理由は、比較例２の多刃エンドミルの刃数は１５枚と本発明例２より多く設定したので、１刃当りの送り量ｆｚを等しく設定した切削加工を行ったときの切刃の摩耗状況を観察するためである。

実験例２に用いた多刃エンドミル１の寸法は、本発明例２と比較例２のいずれにおいても、全長が１２５ｍｍ、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部における刃径Ｌ２が１９ｍｍ、シャンク径（外周刃の形成開始点における刃径Ｌ１）が２０ｍｍと実験例１と同一にし、硬質皮膜も実験例１と同一にした。

実験例２による切削加工実験の結果を図１４及び図１５に示す。図１４は本発明例２の多刃エンドミルと比較例２の多刃エンドミルに対し、実験例２による切削加工実験を実施した後の、切刃の逃げ面の摩耗状況を示す写真である。図１５は本発明例２の多刃エンドミルと比較例２の多刃エンドミルに対し、実験例２による切削加工実験を実施した後の、切刃のすくい面の摩耗状況を示す写真である。
図１４において、本発明例２と比較例２の逃げ面の写真は、底刃の逃げ面６ｂ側から撮影した写真である。図１５において、本発明例２と比較例２のすくい面の写真は、本発明例におけるコーナＲ刃のすくい面５ａ側から撮影した写真である。また、各写真の右下側に表示している数値「０．２５０ｍｍ／ｄｉｖ」等は、この写真のスケール（１目盛当たりの長さ）を示している。

図１４、図１５に示す状況から明らかなように、コーナＲ刃５にすくい面５ａを設け、更に、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）を４５ｍｍ^３と従来例２より大きく設定した本発明例２は、コーナＲ刃５のすくい面５ａは安定した摩耗状態を示していた。
これに対し、比較例２の多刃エンドミルでは、図１４及び図１５に示すように、コーナＲ刃５（欠損により無くなっている。）において、切屑の噛み込みが原因と考えられる欠損の発生が認められた。この欠損により、比較例２の多刃エンドミルにおけるコーナＲ刃５はほぼ全て無くなっており、本発明例２の多刃エンドミルに比べて非常に短寿命であることが分かった。

上記した実験例２の結果から、次のことが判明した。
特許文献３の多刃エンドミルに類似した構成とした比較例２は、刃数を１５枚と本発明例２より多く、更に、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）も本発明例２より大きく設定して、本発明例２により高い送り速度Ｖｆの切削加工を行ったことが原因と推定される、切屑の噛み込みと考えられる欠損が発生した。比較例２において、このような欠損の発生は、下記の（１）及び（２）に記載した事項によるものと推測することができる。

（１）通常、エンドミルの１刃の切削負荷が同等となるように、本発明例２と比較例２において、軸方向切込み量ａｐを同一とした場合に、刃数を増やすと更に送り速度を上げて加工することが理論上は可能となる。しかし、実験例２においては、比較例２のエンドミルのギャッシュの角度βを７°という、本発明例２より非常に小さい値に設定したため１刃当たりのチップポケットＣＰの体積が小さくなった。このため、比較例２においては、加工の際に発生した切屑が溜まり易く、切屑が外周側へ排出される前に、切屑の噛み込みが発生して、コーナＲ刃５にチッピング等の欠損が加工直後から発生したものと推測される。

（２）上記（１）から明らかなように、本発明の多刃エンドミル１は、その刃数に応じて、底刃の逃げ面の幅の角度ａとギャッシュの開き角度ｂ、及びギャッシュの角度βの値を上記した範囲内になるように適切に設定し、１刃当たりのチップポケットＣＰの体積（Ｖ）を上記した適切な範囲内に設定したものである。従って、高送りの切削加工を行っても、コーナＲ刃５にチッピングや欠損が発生することが抑制され、安定した切削加工を実現することができた。

上記実施例ではＮｉ基耐熱合金製素材を被削材（インペラー）として高送りの切削加工をする場合を記載したが、特に限定されない。例えば、チタン合金またはステンレス鋼等の難削性合金製素材を高送り加工する場合に、本発明のエンドミルは有利な効果を奏する。更に、合金鋼、工具鋼または炭素鋼等を被削材として高送り加工を行う場合にも、本発明のエンドミルは有利な効果を奏することができる。

１：多刃エンドミル
１ａ：多刃エンドミルの先端部
２：シャンク部
３：切刃部
４：外周刃
４ａ：外周刃のすくい面
４ｂ：外周刃の逃げ面
４ｎ：外周刃の刃直断面における逃げ角
４ｓ：外周刃の刃直断面におけるすくい角
５：コーナＲ刃
５ａ：コーナＲ刃のすくい面
５ｂ：コーナＲ刃の逃げ面
５ｎ：コーナＲ刃の刃直断面における逃げ角
５ｓ：コーナＲ刃の刃直断面におけるすくい角
６：底刃
６ａ：底刃のすくい面
６ｂ：底刃の逃げ面
６ｎ：底刃の刃直断面における逃げ角
７：ギャッシュ
７ａ：ギャッシュ面
８：刃溝
８ａ：刃溝面、
９：底刃のすくい面とギャッシュ面との境界線
１０：段差部、
１１：１０枚刃の多刃エンドミル
１２：１５枚刃の多刃エンドミル
１３：特許文献３に記載のエンドミル
１４：ギャッシュ底面
Ｏ：工具軸（回転軸心）
Ｒ：回転方向
ＣＰ：チップポケット
ａ：底刃の逃げ面の幅の角度
ｂ：ギャッシュの開き角度
ｈ：溝長
ｒ１：コーナＲ刃のＲ形状部の曲率半径
Ｌ１：外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径
Ｌ２：外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部における多刃エンドミルの刃径
Ｌ３：刃長
Ｐ１：外周刃の形成開始点
Ｐ２：外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部
Ｐ２ｎ：繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面の逃げ角
Ｐ２ｓ：繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角
ｗ１、ｗ２：ギャッシュ底面の幅
α：傾斜角度
β：ギャッシュの角度
θ：ねじれ角

Claims (6)

1. シャンク部の先端部側に形成され、工具軸側から前記シャンク部の半径方向外周側へかけて底刃と、底刃に連続するコーナＲ刃と、コーナＲ刃に連続する外周刃とから構成される複数枚の切刃を備えた切刃部と、前記工具軸回りの回転方向に隣接する前記切刃間に形成された刃溝を有する多刃エンドミルであって、
   前記切刃のすくい面は、前記工具軸側から前記シャンク部の外周側へかけて前記底刃のすくい面と、前記底刃のすくい面に隣接し、前記底刃のすくい面と異なる面を形成する前記コーナＲ刃のすくい面と、前記コーナＲ刃のすくい面に隣接し、前記コーナＲ刃のすくい面と異なる面を形成する前記外周刃のすくい面から構成され、
   前記外周刃のすくい面は前記コーナＲ刃側の端部において前記コーナＲ刃のすくい面に隣接すると共に、前記刃溝を構成する一方の刃溝面を兼ね、前記コーナＲ刃のすくい面は前記工具軸側の端部において前記底刃のすくい面に隣接し、
   前記底刃のすくい面と、その底刃に回転方向前方側に隣接する底刃の逃げ面との間には、前記刃溝に連続する空間を構成するギャッシュが形成され、前記底刃のすくい面は前記ギャッシュを構成する一方の面を兼ね、
   前記ギャッシュを構成する底刃のすくい面とそれに回転方向前方側に対向するギャッシュ面は、前記工具軸Ｏに直交する断面Ｓ１における前記工具軸Ｏを通り、互いに交わる半径方向の異なる直線をそれぞれ含み、互いに前記工具軸上で回転方向に角度ψをなして交わる面をなし、
   少なくとも前記ギャッシュ面は前記工具軸を通る前記一方の半径方向の直線を含む平面に対し、前記シャンク部の先端側から中間部側へかけて回転方向後方側へ傾斜した面をなし、
   前記刃溝は一方の刃溝面を兼ねる前記外周刃のすくい面と、その外周刃のすくい面に前記回転方向前方側に対向する刃溝面とから構成され、
   前記外周刃のすくい面に対向する刃溝面は前記ギャッシュ面に対し、前記切刃部の半径方向内周側から半径方向外周側へかけて前記回転方向前方側へ傾斜すると共に、前記切刃部の先端部側から中間部側へかけて前記回転方向後方側へ傾斜していることを特徴とする多刃エンドミル。
2. 前記刃溝の一方の刃溝面を兼ねる前記外周刃のすくい面は前記底刃のすくい面に対し、半径方向外周側、もしくは内周側が回転方向後方側へ傾斜角度ηをなすように傾斜した面をなしていることを特徴とする請求項１に記載の多刃エンドミル。
3. 前記ギャッシュは前記シャンク部を前記工具軸Ｏ方向に見たとき、中心角を持った扇形の形状に形成されていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の多刃エンドミル。
4. 前記刃溝と前記ギャッシュの体積の和は、外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径が１０ｍｍ〜３０ｍｍ、前記切刃の刃数が６枚〜３０枚のときに、２５ｍｍ^３〜１２０ｍｍ^３の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多刃エンドミル。
5. 前記外周刃は、前記シャンク部の工具軸方向に多刃エンドミルの先端部側から中間部側へかけて回転方向後方側へ向かう傾斜をなすように形成されて前記コーナＲ刃に連続し、前記傾斜の工具軸に対する傾斜角度αが５°以上１０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の多刃エンドミル。
6. 外周刃の形成開始点における多刃エンドミルの刃径が１０ｍｍ〜３０ｍｍ、前記切刃の刃数が６枚〜３０枚のときに、前記刃溝と前記ギャッシュの体積の和が２５ｍｍ^３〜１２０ｍｍ^３の範囲にあり、前記外周刃が前記シャンク部の工具軸方向に多刃エンドミルの先端部側から中間部側へかけて回転方向後方側へ向かう傾斜をなすように形成されて前記コーナＲ刃に連続し、前記傾斜の工具軸に対する傾斜角度αが５°以上１０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多刃エンドミル。

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