JP5023628B2

JP5023628B2 - ラフィングエンドミル

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Publication number: JP5023628B2
Application number: JP2006248174A
Authority: JP
Inventors: 伸和堀池; 純北嶋
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2012-09-12
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Description

本発明は、エンドミル本体の外周に複数のインサートが着脱可能に取り付けられたラフィングエンドミルに関するものである。

このようなインサート着脱式のラフィングエンドミルとしては、例えば特許文献１、２に、円柱状をなす工具本体の外周に複数のねじれ溝が備えられ、これらのねじれ溝内に四角形平板状をなすインサートが僅かな間隙をあけて装着されていて、異なるねじれ溝のインサート同士が互いの間隙を補完するように略等間隔に配置されたものが提案されている。ここで、特許文献１記載のラフィングエンドミルではねじれ溝は４条であって、ただし第１、第３のねじれ溝と第２、第４のねじれ溝はそれぞれ同一であり、第２、第４のねじれ溝の第２のインサートの先端側には、第１、第３のねじれ溝における第１のインサートの回転外縁に略重複する第１のインサートが配置されている。

また、特許文献２記載のラフィングエンドミルではねじれ溝は３条であり、ただし第２、第３のねじれ溝は同一であって、第２、第３のねじれ溝における第２のインサートの先端側には、第１のねじれ溝における第１のインサートの回転外縁に略重複する第１のインサートを配置したものが提案されている。そして、これら特許文献１、２に記載のラフィングエンドミルによれば、先端切れ刃を外周切れ刃の２倍として工具損傷を抑制した上、外周切れ刃が分割されて切屑が細分され、切削力が分散されることにより、振動も起きにくくなり、良好な切削が行われるようになるとされている。
特開平８−１４２６号公報特開平８−１４２７号公報

しかしながら、これら特許文献１、２に記載のラフィングエンドミルでは、インサート自体は単なる四角形平板状のものであって、その切刃は直線状とされており、従って細分される切屑の幅も、この切刃の長さと上記ねじれ溝におけるインサート同士の間隙の大きさとに応じたものとなるため、十分な切屑の分断や抵抗の低減、あるいは切刃の食い付き衝撃の緩和を図ることはできない。

そこで、本発明の発明者らは、先に特願２００５−６０５１３において、切刃に交差するように山部と谷部とを略等間隔に交互に形成して切刃が側面視および上面視に波形状に形成されたインサート、および該インサートを、一のチップポケット（切屑排出溝）に所定の間隔をあけて等間隔に設けた取付座と、軸線方向においてこれらの取付座の間に位置するように他のチップポケットに設けた取付座とに取り付けて、その上記切刃によりエンドミル外周に長刃型を形成したラフィングエンドミルを提案している。従って、このようなラフィングエンドミルによれば、切刃がワークに食い付く際にその全長が一度に食い付くことなく、波形の各山部から徐々にワークに食い付くことになるとともに、切屑も切刃の長さより細かく分断されるため、十分な衝撃緩和や抵抗低減と切屑処理性の一層の向上とを図ることができる。

ところで、このように切刃を波形状に形成したインサートを取り付けたラフィングエンドミルでは、各切刃ごとに該切刃がなす波形の位相に応じてワークの加工面も逆位相の断面波形に形成されることになる。従って、かかるインサートを、例えば特許文献１に記載のラフィングエンドミルのようにそれぞれ同一の第１、第３のねじれ溝および第２、第４のねじれ溝に等間隔に配置したり、あるいは特許文献２に記載のラフィングエンドミルのようにやはり同一の第２、第３のねじれ溝に等間隔に配置したのでは、これら同一のねじれ溝同士で波形切刃の位相も一致することになるため、同一のねじれ溝におけるインサート同士の間隙部分を、他の同一のねじれ溝の位相が一致した波形切刃が切削するだけとなって、上記逆位相の波形断面の加工面がワークに残されたままとなってしまい、粗加工とはいえ加工品位が著しく損なわれてしまう。

本発明は、このような背景の下になされたもので、十分な抵抗の低減や切屑処理性の向上を図りつつも、品位の高い加工面を形成することが可能なラフィング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、本発明のラフィングエンドミルは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の外周に、それぞれ上記軸線方向に間隔をあけて複数のインサートが配列されてなるインサート列が周方向に複数列設けられていて、周方向に隣接する上記インサート列同士では少なくとも一部の上記インサートが上記軸線方向に互いにずらされて配置されており、この少なくとも一部の上記インサートは、互いに同形同大であって、上記エンドミル本体の外周側に向けられる切刃が上記軸線方向に向かうに従い凹凸する一定の波長の波刃状切刃とされているとともに、この少なくとも一部の上記インサートのうち、１のインサート列の１のインサートと他のインサート列の上記軸線方向にずらされたインサートとは、互いの上記波刃状切刃がその波形の位相を上記軸線回りの回転軌跡において連続させた波刃状切刃列を構成するように配置されており、上記エンドミル本体の外周には上記位相が異なる複数の上記波刃状切刃列が形成されていることを特徴とする。

従って、このように構成されたラフィングエンドミルにおいては、まず複数のインサート列を構成するインサートの少なくとも一部が、周方向に隣接するインサート列同士で軸線方向に互いにずらされて配置されるとともに、そのエンドミル本体の外周側に向けられる切刃がエンドミル本体の軸線方向に向かうに従い凹凸する波刃状切刃とされているので、この少なくとも一部のインサートが配列された部分では、各インサート列の軸線方向に間隔をあけた個々のインサートの切刃によって切屑を分断できるとともに、こうして生成される切屑自体も波刃状切刃によって分断されて生成され、これにより切削抵抗の低減と切屑処理性の向上を図ることができる。

そして、さらにこの少なくとも一部のインサートは、１のインサート列の１のインサートと他のインサート列の上記軸線方向にずらされたインサートとが、互いの波刃状切刃の位相を軸線回りの回転軌跡において連続させた波刃状切刃列を構成するように配置されていて、しかもこの波刃状切刃列がエンドミル本体の外周に複数、互いの上記位相が異なるように形成されているので、１の波刃状切刃列によってワークの加工面に形成された逆位相の波形断面の山部分を、他の波刃状切刃列の山部分で切削して該加工面を平滑にしながら切削を行うことができ、これにより、粗加工とはいえ加工面の滑らかな高品位の切削を行うことが可能となる。

また、本発明では、上記１のインサートを、上記１のインサート列の周方向に隣接する上記他のインサート列の少なくとも一つのインサートと上記波刃状切刃列を構成するように配置することにより、この１のインサートの波刃状切刃によるワークの切削の直ぐ前後で、この１のインサートと連続した波刃状切刃列をなす上記少なくとも一つのインサートの波刃状切刃によりワークが切削されることになる。このため、この波刃状切刃列によりワークに形成される逆位相の断面波形加工面が、エンドミル本体の送りによってこの送り方向に大きくずれて不連続となるのを避けることができ、一層滑らかな高品位の加工面を得ることができる。

さらに、本発明では、上記複数の波刃状切刃列を構成する少なくとも一部のインサートを互いに同形同大とすることにより、その管理や取り扱いを容易とすることができる。この場合には、１のインサート列では上記少なくとも一部のインサートの全てが、軸線方向にその波刃状切刃の波長の整数倍の間隔をあけて配列されて、共通の波刃状切刃列を構成するように配置されていてもよいが、少なくとも一つのインサート列に他のインサートと異なる波刃状切刃列を構成するインサートを配置して、このインサートを上記軸線方向の間隔が上記他のインサートと異なる大きさに配置することにより、このインサートは他のインサート列のインサートと波刃状切刃列を構成する一方、同一インサート列の他のインサートはこれとは異なる上述のような共通の波刃状切刃列を構成するように配置することもできる。

なお、このようなラフィングエンドミルにおいて上記少なくとも一部のインサートとして配置されるインサートは、上記エンドミル本体の回転方向を向くすくい面とこのすくい面に交差して上記エンドミル本体の外周側を向く逃げ面との交差稜線部に上記切刃が形成されていて、上記すくい面に、上記逃げ面に達する複数の溝部と山部が上記切刃に沿って交互に形成されることにより該切刃が上記波刃状切刃とされており、上記溝部のうちの少なくとも一つが他の溝部よりも溝深さの深い深溝部とされていてもよい。

従って、かかるインサートでは、波刃状切刃がエンドミル本体の軸線方向に向かうに従い該エンドミル本体の周方向に凹凸することになり、すなわち上記山部がエンドミル本体の回転方向に凸となるとともに溝部はこの回転方向の後方側に凹となるので、山部から波刃状切刃をワークに徐々に食い付かせることができて、この食い付きの際の衝撃を緩和することができる。さらに、溝部の少なくとも一つが他の溝部よりも溝深さの深い深溝部とされているので、例えば切屑の厚さが薄いところから厚くなるようにワークを切削するアップカットの場合でも、この溝深さの深い深溝部によって確実に切屑を分断することができる一方、他の溝部はこの深溝部より溝深さが浅いので、インサートの強度が損なわれるのは防ぐことができる。

このように、本発明のラフィングエンドミルによれば、そのエンドミル本体外周に位相の異なる複数の波刃状切刃列を形成することにより、切屑を確実かつより細かく分断して切削抵抗を十分に低減するとともに切屑処理性を向上させつつ、ワークの加工面をより平滑に切削することができて、粗加工といえども高品位の加工面を得ることができる。

図１ないし図３は本発明の一実施形態のラフィングエンドミルを示すものであり、図４ないし図８はこのラフィングエンドミルに上記少なくとも一部のインサートとして配置されるインサートＡを示すものである。また、図９ないし図１４および図１５ないし図１９は、上記実施形態のラフィングエンドミルに配置される他のインサートＢ，Ｃをそれぞれ示すものであり、すなわち本実施形態のラフィングエンドミルでは一部のインサートがインサートＡとされて、残りのインサートがこれら他のインサートＢ，Ｃとされている。

本実施形態のラフィングエンドミルは、そのエンドミル本体１が鋼材等により形成されて軸線Ｏを中心とした外形略円柱状をなし、その先端部外周には、該エンドミル本体１の先端から軸線Ｏ方向後端側（図２において上側）に向かうに従いこの軸線Ｏ回りに切削加工時のエンドミル本体１の回転方向Ｔの後方側に捩れる螺旋状の切屑排出溝２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２の上記回転方向Ｔ側を向く壁面には軸線Ｏ方向に間隔をあけてそれぞれ複数のインサート取付座３が形成されており、これらのインサート取付座３に上記各インサートＡ〜Ｃがクランプネジ４によって着脱可能に取り付けられている。

これらのインサートＡ〜Ｃはいずれも、超硬合金等の硬質材料により形成された四角形平板状のインサート本体１１を備え、このインサート本体１１がなす平板の厚さ方向を向く２つの四角形面の一方がすくい面１２とされるとともに、他方は上記厚さ方向に垂直な平坦面とされて上記インサート取付座３への着座面１３とされ、さらにこれらの四角形面の周囲に配置される４つの周面はそれぞれ逃げ面１４とされて、これら４つの逃げ面１４と上記すくい面１２との交差稜線部に切刃１５が形成されている。ここで、各逃げ面１４はすくい面１２から着座面１３側に向かうに従い漸次後退するポジ逃げ面とされていて、これらのインサートＡ〜Ｃは切刃１５に逃げ角が付されたポジティブインサートとされている。

また、すくい面１２の中央から着座面１３にかけては上記クランプネジ４が挿通される取付孔１６が上記厚さ方向に貫通しているとともに、すくい面１２の取付孔１６開口部周辺は切刃１５よりも上記厚さ方向に突出して該厚さ方向に垂直な平坦面とされ、各インサートＡ〜Ｃのすくい面１２の外形と略相似で一回り小さなな形状とされたボス面１７とされている。そして、このボス面１７よりも外側のすくい面１２には、上記逃げ面１４に達する複数の溝部１８と山部１９が切刃１５に沿って交互に形成されていて、これらの溝部１８と山部１９とが逃げ面１４に交差して形成されることにより、上記切刃１５は、すくい面１２の周回り方向に向けて上記厚さ方向に凹凸する波刃状切刃とされている。また、逃げ面１４がポジ逃げ面とされていることにより、この切刃１５は上記中心線に沿ってすくい面１２に対向する平面視にも、該すくい面１２の内外に凹凸する波刃状に形成されている。

ここで、各インサートＡ〜Ｃにおいて四角形面をなすすくい面１２の各コーナ部２０における切刃１５は、上記厚さ方向に垂直な１の平面上に延びるように形成されており、波刃状切刃はこのコーナ部２０から溝部１８、山部１９の順に交互に形成されていて、山部１９の頂点は上記１の平面上に位置するようにされている。また、これら溝部１８と山部１９による波刃状切刃は、本実施形態では一部を除いて概ね円弧状の凹曲線と凸曲線とが滑らかに連続する形状とされている。なお、溝部１８と山部１９およびコーナ部２０は、逃げ面１４に交差するその断面形状のまま、切刃１５から離間してすくい面１２の内側に向かうに従い上記厚さ方向に僅かに後退するように傾斜させられており、またこのすくい面１２の内側でこれら溝部１８、山部１９、コーナ部２０に交差する上記ボス面１７の周りの壁面は、内側に向かうに従い上記溝部１８、山部１９、コーナ部２０の傾斜よりも急勾配で厚さ方向に隆起して該ボス面１７に至る傾斜面とされている。

これらのインサートＡ〜Ｃのうち、上記実施形態のインサートＡは略正方形の平板状をなしていて、上記取付孔１６の中心線回りに９０°ずつ回転対称となるように形成されている。そして、このインサートＡの切刃１５は、隣接するコーナ部２０間で３つの溝部１８と２つの山部１９とが交互に形成されることにより、一定の波長の波刃状をなしており、特に本実施形態では溝部１８の底部と山部１９の上記頂部との間隔も互いに等しくされている。さらに、このうち両コーナ部２０側の溝部１８は上記厚さ方向の溝深さが互いに等しくされて溝深さの浅い浅溝部１８Ａとされているのに対し、中央部の溝部１８はこれよりも溝深さが深くされた深溝部１８Ｂとされており、すなわち浅溝部１８Ａと深溝部１８Ｂとが交互に形成されていて、波の振幅は異なるものとされている。なお、このインサートＡの切刃１５は、上記コーナ部２０においては平面視に上記正方形の角を直線状に面取りしたチャンファーコーナ刃とされている。

一方、他のインサートＢ，Ｃは図１０、図１５に示すようにすくい面１２の各コーナ部２０が僅かに鋭角または鈍角とされた略平行四辺形の平板状とされており、ただし、インサートＢはこの平行四辺形の長辺（図１０において縦方向に延びる辺）が短辺（図１０において横方向に延びる辺）より僅かに長くされている程度であるのに対し、インサートＣは短辺の長さはインサートＢと等しく、長辺は図１５に示すようにインサートＢよりも長くされている。なお、両インサートＢ，Ｃの長辺間の間隔は互いに等しくされるとともにインサートＡの対辺間の間隔とも等しくされ、さらにコーナ部２０のうち鋭角コーナ部２０Ａおよび鈍角コーナ部２０Ｂにおけるそれぞれのコーナ角度もインサートＢ，Ｃでは互いに等しくされており、従ってインサートＣはインサートＢを長辺方向に引き延ばしたような外形形状とされる。

このうちインサートＢは、上記取付孔１６の中心線回りに１８０°ずつ回転対称（線対称）に形成されていて、その上記長辺にはインサートＡと同様に、隣接するコーナ部２０間で３つの溝部１８と２つの山部１９とが交互に形成されて一定波長の波刃状切刃１５が形成されており、さらに両コーナ部２０側の溝部１８は浅溝部１８Ａとされるとともに、中央の溝部１８は深溝部１８Ｂとされている。一方、上記短辺には、隣接するコーナ部２０から間隔をあけて２つの溝部１８と１つの山部１９が交互に形成されることにより、やはり一定波長の波刃状切刃１５が形成されており、これらの溝部１８の溝深さは互いに等しくされていて、すなわちこの短辺の切刃１５がなす波形はその振幅も一定とされている。なお、このインサートＢおよびインサートＣのコーナ部２０における切刃１５は、平面視に該コーナ部２０を凸円弧で面取りしたＲコーナ刃とされている。

これに対してインサートＣは、その上記短辺に３つの溝部１８と２つの山部１９とを交互に備えてインサートＢの短辺に形成された切刃１５と波長、振幅の等しい波刃状切刃１５が形成されており、ただし両端の溝部１８は両コーナ部２０に隣接して形成されていて、インサートＢ，Ｃの短辺を重ね合わせたときに切刃１５がなす波形の位相が１／２波長分ずれるようにされている。なお、このインサートＣの一対の短辺に形成された溝部１８、山部１９および切刃１５は、その取付孔１６の中心線回りに１８０°回転対称とされている。

一方、このインサートＣの長辺には、それぞれ６つの溝部１８と５つの山部１９とが交互に形成されて波刃状切刃１５が形成されているが、この長辺の切刃１５がなす波形は部分的に異なるものとされており、具体的にインサートＣでは中央の山部１９の頂部を境にその波長と振幅とが異なるものとされている。すなわち、上記長辺に形成される切刃１５のうち、中央の山部１９の頂部と鋭角コーナ部２０Ａとの間の鋭角コーナ側切刃部１５ａでは、この頂部と鈍角コーナ部２０Ｂとの間の鈍角コーナ側切刃部１５ｂと比べて、溝部１８の溝深さが深くされるとともに溝部１８および山部１９の幅も大きくされており、これによりこれらの間に形成される３波ずつの切刃１５も、鋭角コーナ側切刃部１５ａが鈍角コーナ側切刃部１５ｂより波長、振幅ともに大きくされていて、このインサートＣではいずれも２倍の大きさとされている。

従って、これに伴い上記長辺に形成される切刃１５に占める長さも、鋭角コーナ側切刃部１５ａが鈍角コーナ側切刃部１５ｂより長く形成されることになり、この鋭角コーナ側切刃部１５ａの鋭角コーナ部２０Ａ先端から上記中央山部１９の頂部までの長さは、上記インサートＢの長辺に形成される切刃１５の鋭角コーナ部２０Ａ先端から鈍角コーナ部２０Ｂとの境界までの長さと等しくされている。なお、鋭角コーナ側切刃部１５ａと鈍角コーナ側切刃部１５ｂのそれぞれにおいては、溝部１８の深さは互いに等しくて、その切刃１５がなす波形の振幅、および波長も一定とされている。

さらにまた、このインサートＣでは、すくい面がなす平行四辺形の一対の長辺同士で、上記取付孔１６の中心線回りに１８０°回転させたときに、これらの長辺に形成された切刃１５の少なくとも一部における波形の位相が異なるようにされている。具体的に、このインサートＣでは、この一対の長辺にそれぞれ形成される切刃１５のうち、上記鋭角コーナ側切刃部１５ａ同士は上述のように１８０°回転させたときにその波形の位相が一致するように形成されているのに対し、鈍角コーナ側切刃部１５ｂは位相が異なるようにされており、特にこの鈍角コーナ側切刃部１５ｂにおける切刃１５の波形の１／２波長分だけ位相がずれるようにされている。

ここで、上記インサートＣにおいては、このように鈍角コーナ側切刃部１５ｂの位相をずらすのに、図１５の下側および図１６に示す一方の長辺に形成される切刃１５Ａでは、この切刃１５Ａの上記中央山部１９の頂部に連続するようにして鈍角コーナ側切刃部１５ｂの溝部１８を形成するとともに、この鈍角コーナ側切刃部１５ｂの鈍角コーナ部２０Ｂ側の溝部１８と該鈍角コーナ部２０Ｂとの間には間隔をあけて、鈍角コーナ部２０Ｂから上記１の平面上に延びる短い直線状部を形成するようにしている。

一方、図１５の上側および図１７に示す他方の長辺に形成される切刃１５Ｂでは逆に、この切刃１５Ｂの鈍角コーナ部２０Ｂ側では鈍角コーナ側切刃部１５ｂの溝部１８をこの鈍角コーナ部２０Ｂに連続して形成するとともに、切刃１５Ｂの上記中央山部１９の頂部には上記１の平面上に延びる短い直線状部を形成して、この中央山部１９側の鈍角コーナ側切刃部１５ｂの溝部１８が鋭角コーナ側切刃部１５ａとの間に間隔をあけて形成されるようにしている。なお、このように部分的に位相の異なる波刃状の切刃１５Ａ，１５Ｂが備えられるのに対応して、このインサートＣの上記ボス面１７には、その一対の鋭角コーナ部２０Ａの内側部分に形成された凹所内に、例えば文字「Ａ」、「Ｂ」などの異なる指標１７Ａがそれぞれ設けられている。

このようなインサートＡ〜Ｃは図３に示すように、インサートＢ，Ｃが２つずつ、エンドミル本体１の各切屑排出溝２最先端に形成された４つインサート取付座３に周方向に交互に取り付けられるととともに、残りのインサート取付座３にはインサートＡが取り付けられて、切屑排出溝２ごとにインサート列が形成される。従って、本実施形態では先端側からインサートＢ，Ａよりなるインサート列と、インサートＣ，Ａよりなるインサート列とが２列ずつ、周方向に交互に配列されることになる。なお、これらのインサート列においてインサートＡは複数ずつ配置されている。

このうち、最先端のインサートＢ，Ｃが取り付けられるインサート取付座３は、切屑排出溝２の上記回転方向Ｔを向く壁面から一段凹んでエンドミル本体１の先端面と外周面とに開口した凹所とされており、回転方向Ｔを向く底面とエンドミル本体１の先端側を向く壁面および外周側を向く壁面とを備えている。このようなインサート取付座３に、インサートＢ，Ｃは、そのすくい面１２を上記回転方向Ｔに向けるとともに着座面１３を上記底面に密着させ、また１つの鋭角コーナ部２０Ａをエンドミル本体１の先端外周側に位置させるとともに、この鋭角コーナ部２０Ａに交差する上記長辺に形成された切刃１５を外周刃としてエンドミル本体１の外周側に、上記短辺に形成された切刃１５を底刃としてエンドミル本体１の先端側に向けて突出させ、さらにこれとは反対の鋭角コーナ部２０Ａに交差する一対の逃げ面１４をそれぞれ上記壁面に当接させて着座させられ、取付孔１６に挿通した上記クランプネジ４を上記底面に形成されたネジ孔にねじ込むことによって固定される。

こうして取り付けられたインサートＢ，Ｃは、エンドミル本体１の先端外周側に向けられた鋭角コーナ部２０Ａの軸線Ｏ方向の位置および軸線Ｏからの半径が互いに等しくされるとともに、上記外周刃とされる切刃１５が回転方向Ｔ側から見て概ね軸線Ｏに平行に延びるように配置され、従ってこれらの切刃１５は、その軸線Ｏ回りの回転軌跡が、インサートＢの切刃１５がインサートＣの切刃１５の鋭角コーナ側切刃部１５ａとオーバーラップするようにして、該軸線Ｏを中心とした概ね円筒状をなすことになる。また、先端側に向けられて底刃とされる切刃１５は、インサートＢ，Ｃで互いに等しい角度で内周側に向かうに従いエンドミル本体１の後端側に向かうように僅かに傾斜し、その軸線Ｏ回りの回転軌跡も互いにオーバーラップすることになる。

一方、本実施形態のインサートＡが取り付けられるインサート取付座３は、切屑排出溝２の上記壁面から一段凹んでエンドミル本体１の外周面に開口する凹所となり、回転方向Ｔを向く底面とエンドミル本体１の先端側を向く壁面と外周側を向く壁面と、エンドミル本体１の後端側を向く壁面との３つの壁面を備えることになる。そして、このようなインサート取付座３にインサートＡは、やはりそのすくい面１２を上記回転方向Ｔに向けるとともに着座面１３を上記底面に密着させ、１の切刃１５を外周刃として外周側に向けて突出させるとともに、残りの３つの切刃１５に連なる逃げ面１４を上記各壁面に当接させて着座させられ、インサートＢ，Ｃと同様にクランプネジ４によって固定される。

こうして取り付けられたインサートＡは、外周刃とされる上記１の切刃１５が回転方向Ｔ側から見てやはり概ね軸線Ｏに平行に延びるように配置され、その軸線Ｏ回りの回転軌跡が、インサートＢ，Ｃの外周刃とされる切刃１５の回転軌跡と半径の等しい該軸線Ｏを中心とした概ね円筒状をなすようにされる。なお、これらのインサートＡ〜Ｃのすくい面１２は、軸線Ｏ方向には図３に示すように切屑排出溝２の捩れ角よりは小さな角度で後端側に向かうに従い回転方向Ｔの後方側に傾斜させられるとともに、エンドミル本体１の半径方向には内周側に向かうに従い回転方向Ｔ側に傾斜するようにされており、これによりインサートＡ〜Ｃの外周刃とされる切刃１５とインサートＢ，Ｃの底刃とされる切刃１５には、正のアキシャルレーキ角と負のラジアルレーキ角とが与えられる。勿論、各切刃１５の逃げ面１４には加工面との干渉を避ける逃げ角が与えられる。

そして、これらのインサートＡ〜Ｃのうち、上述のように本実施形態における一部のインサートとなるインサートＡは、図３に示すように周方向に隣接するインサート列同士で軸線Ｏ方向に互いにずらされて配置されており、さらに１のインサート列の１のインサートＡと他のインサート列の軸線Ｏ方向にずらされたインサートＡとは、互いの外周刃とされる切刃１５がなす波刃状切刃の波形が、その位相を軸線Ｏ回りの回転軌跡において連続させるように配列されていて、こうして波形が連続する波刃状切刃１５によって１つの波刃状切刃列が構成されるとともに、このように構成される波刃状切刃列が、エンドミル本体１の外周に位相が異なるものが複数形成されるようになされている。

具体的に、本実施形態では図３に示すように、最先端のインサートＢ，Ｃを除いた一部のインサートＡは、各インサート列で略インサートＡ１つ弱分軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列されるとともに、周方向に隣接するインサート列同士では一方におけるインサートＡ同士の軸線Ｏ方向の間隔部分に他方のインサートＡが位置するようにされている。ここで、図３において左側から順に第１〜第４のインサート列Ｓ１〜Ｓ４とすると、第１のインサート列Ｓ１では最先端に取り付けられたインサートＢの軸線Ｏ方向後方に、図３では３つのインサートＡが間隔をあけて取り付けられるように図示されている。これらを先端側から順にインサートＡ１１，Ａ１２，Ａ１３とする。以下同様に、第２のインサート列Ｓ２では最先端のインサートＣの後方に２つのインサートＡ２１，Ａ２２が、第３のインサート列Ｓ３では最先端のインサートＢの後方に３つのインサートＡ３１，Ａ３２，Ａ３３が、第４のインサート列Ｓ４では最先端のインサートＣの後方に２つのインサートＡ４１，Ａ４２が、それぞれ間隔をあけて取り付けられるように図示されていて、周方向に隣接するインサート列同士ではこれらのインサートＡが軸線Ｏ方向にずらされて配置されている。

さらに、第１のインサート列Ｓ１のインサートＡのうち先端のインサートＡ１１の外周側に向けられた波刃状切刃１５は後方側に向けて順に、第４のインサート列Ｓ４のインサートＡのうち先端のインサートＡ４１、第３のインサート列Ｓ３のインサートＡのうち先端から２番目のインサートＡ３２、第４のインサート列Ｓ４のインサートＡのうち２番目のインサートＡ４２、第３のインサート列Ｓ３のインサートＡのうち３番目のインサートＡ３３の各波刃状切刃１５と、互いの先端、後端の軸線Ｏ方向の位置が一致するように配置されていて、軸線Ｏ回りの回転軌跡において連続するようにさせられており、これらの波刃状切刃１５によって第１の波刃状切刃列が構成されている。一方、上記一部のインサートＡのうちこれ以外の、第３のインサート列Ｓ３先端のインサートＡ３１、第２のインサート列Ｓ２先端のインサートＡ２１、第１のインサート列Ｓ１の先端から２番目のインサートＡ１２、第２のインサート列Ｓ２の２番目のインサートＡ２２、第１のインサート列Ｓ１の３番目のインサートＡ１３の各波刃状切刃１５も、同様に軸線Ｏ回りの回転軌跡において順に連続するようにして第２の波刃状切刃列を構成している。

そして、本実施形態では、これら第１、第２の波刃状切刃列は、その位相が各波刃状切刃１５の波形がなす波長の１／２波長分だけ位相をずらすようにされており、従って本実施形態ではエンドミル本体１の外周に位相の異なる２つの波刃状切刃列が形成されるように構成されている。なお、上記一部のインサートＡは、上記長辺の長さが短いインサートＢの後方に位置する第１、第３のインサート列Ｓ１，Ｓ３の先端のインサートＡ１１，Ａ３１が、長辺の長いインサートＣの後方に位置する第２、第４のインサート列Ｓ２，Ｓ４の先端のインサートＡ２１，Ａ４１よりも先端側にインサートＡ略１つ分ずらされて配置され、さらに第２の波刃状切刃列を構成するインサートＡ３１は、第１の波刃状切刃列を構成するインサートＡ１１よりも波刃状切刃１５の１／２波長分だけ先端側に位置させられている。

従って、本実施形態ではこれら一部のインサートＡは、その１のインサートＡが、当該１のインサートＡが配列される１のインサート列に周方向に隣接する他のインサート列の少なくとも一つのインサートＡと、それぞれの波刃状切刃列を構成するように配置されることになる。すなわち、第１のインサート列Ｓ１のインサートＡ１１は、その波刃状切刃１５の後端が回転方向Ｔ側に隣接することになる第４のインサート列Ｓ４のインサートＡ４１と連続し、またこの第４のインサート列Ｓ４のインサートＡ４１，Ａ４２はその波刃状切刃１５の両端が回転方向Ｔに隣接する第３のインサート列Ｓ３のインサートＡ３２，Ａ３３と連続して第１の波刃状切刃列を構成する。また、第２の波刃状切刃列においても、第３のインサート列Ｓ３の先端のインサートＡ３１の波刃状切刃１５は、周方向のうち回転方向Ｔ側に隣接する第２のインサート列Ｓ２のインサートＡ２１と連続し、この第２のインサート列Ｓ２のインサートＡ２１，Ａ２２は回転方向Ｔに隣接する第１のインサート列Ｓ１のインサートＡ１２，Ａ１３と連続する。

その一方で、本実施形態ではこのように、上記一部のインサートＡにおいて第１のインサート列Ｓ１ではその先端のインサートＡ１１が第１の波刃状切刃列を構成するのに対して、他のインサートＡ１２，Ａ１３は第２の波刃状切刃列を構成しており、また逆に第３のインサート列Ｓ３の先端のインサートＡ３１は第２の波刃状切刃列を構成するのに対して、他のインサートＡ３２，Ａ３３は第１の波刃状切刃列を構成していて、少なくとも一つのインサート列には他のインサートＡと異なる波刃状切刃列を構成するインサートＡが配置されている。そして、本実施形態ではこれら一部のインサートＡが同形同大とされているので、このような配列とするのに、第１のインサート列Ｓ１ではインサートＡ１１，Ａ１２間とインサートＡ１２，Ａ１３間の軸線Ｏ方向の間隔を、また第３のインサート列Ｓ３ではインサートＡ３１，Ａ３２間とインサートＡ３２，Ａ３３間の軸線Ｏ方向の間隔を、すなわちインサート取付座３の間隔を、それぞれ異なる大きさとしている。

なお、第２、第４のインサート列において上記インサートＡ２１、Ａ４１の先端に配置される一対のインサートＣは、その外周側に向けられる波刃状切刃１５が、互いに上記鈍角コーナ側切刃部１５ｂの位相の異なる側が外周側に向けられるように配置されている。すなわち、図３に示すように第２のインサート列Ｓ２最先端のインサートＣは上記波刃状切刃１５Ａが外周側に向けられるように取り付けられ、第４のインサート列Ｓ４最先端のインサートＣは上記波刃状切刃１５Ｂが外周側に向けられるようにされている。従って、これらのインサートＣ同士では、それぞれの波刃状切刃部１５Ａ，１５Ｂの鈍角コーナ側切刃部１５ａ，１５ｂも、その位相が各鈍角コーナ側切刃部１５ｂの波形がなす波長の１／２波長分だけ位相をずらすようにして、位相の異なる２つの波刃がエンドミル本体１の外周に向けられるようにされている。

また、上記一部のインサートＡのうち先端側に位置する第１、第３のインサート列Ｓ１，Ｓ３のインサートＡ１１，Ａ３１は、その波刃状切刃１５が第２、第４のインサート列Ｓ２，Ｓ４の最先端の上記インサートＣの波刃状切刃部１５Ａ，１５Ｂと回転軌跡において連続し、あるいはオーバーラップするように配列されている。すなわち、第１のインサート列Ｓ１のインサートＡ１１は、その波刃状切刃１５の先端が回転方向Ｔ側に位置する第４のインサート列Ｓ４のインサートＣの波刃状切刃１５Ｂの後端（鈍角コーナ側切刃部１５ｂの後端）と回転軌跡において位相を合わせるように連続し、また、第３のインサート列Ｓ３のインサートＡ３１は、その波刃状切刃１５の先端を第４のインサート列Ｓ４最先端のインサートＣにおける鈍角コーナ側切刃部１５ｂの鈍角コーナ部２０Ｂ側の山部１９の頂部と回転軌跡において一致させて、このインサートＣや第２のインサート列Ｓ２最先端のインサートＣと波刃状切刃１５がオーバーラップするように配置されている。

従って、上記構成のラフィングエンドミルにおいては、複数のインサート列Ｓ１〜Ｓ４を構成するインサートＡ〜Ｃの一部のインサートＡが、周方向に隣接するインサート列Ｓ１〜Ｓ４同士で軸線Ｏ方向に互いにずらされて配置された上、各々のエンドミル本体１外周側に、軸線Ｏ方向に沿って凹凸する波刃状切刃１５が突出して向けられているので、インサート列Ｓ１〜Ｓ４で軸線Ｏ方向に間隔をあけたインサートＡによって切屑を分断できるのは勿論、個々のインサートＡにおいても生成される切屑自体を分断して生成することができ、切削抵抗の低減と切屑処理性の向上を図ることができる。

そして、さらにこの一部のインサートＡは、その波刃状切刃１５が互いの位相を軸線回りの回転軌跡において連続させた波刃状切刃列を構成し、かつ互いの位相が異なる複数（本実施形態では２つ）のこのような波刃状切刃列をエンドミル本体の外周に形成するように構成されているので、例えば第１の波刃状切刃列によってワーク加工面に形成される逆位相の波形断面の山部分を第２の波刃状切刃列の山部分で切削して平滑な加工面を得ることができる。従って、上記構成のラフィングエンドミルによれば、ラフィングすなわち粗加工といっても加工面の比較的滑らかな高品位の切削を行うことが可能となる。

しかも、本実施形態のインサートＡでは、上記波刃状切刃１５が、エンドミル本体１の回転方向Ｔを向くすくい面１２に、逃げ面１４に達する複数の溝部１８と山部１９が交互に形成されることにより波刃状を呈するものであり、従って該インサートＡを装着したラフィングエンドミルでは軸線Ｏ方向に向けてその周方向に波刃状切刃１５が凹凸することになる。このため、かかる波刃状切刃１５では、その山部１９の頂部から徐々にワークに食い付くことになるので、この食い付きの際の衝撃を緩和することができ、抵抗の低減やビビリ振動の抑制を図ることが可能となる。

さらに、この実施形態のインサートＡでは、こうして波刃状切刃１５を構成する溝部１８と山部１９のうち少なくとも一つの溝部１８が、他の溝部１８よりも溝深さの深い深溝部１８Ｂとされているので、例えばアップカット切削のように切屑の厚さが薄い部分から厚くなるようにワークが切削される場合でも、この深溝部１８Ｂによってかかる切屑を確実に分断して処理することが可能となる。しかも、本実施形態ではこの深溝部１８Ｂが切刃１５の中央部に形成されるので、分断された切屑の幅に広狭を生じることなく一層の切屑処理性の向上を図ることができる。その一方で、他の溝部１８はより溝深さが浅い浅溝部１８Ａとされるので、こうして深溝部１８Ｂが形成されることによってインサートＡの強度が必要以上に損なわれるのは防ぐことができる。

なお、本実施形態ではエンドミル本体１外周に４列のインサート列Ｓ１〜Ｓ４が形成されるとともに、これらに配列された上記インサートＡによって位相が波刃状切刃１５の１／２波長分ずらされた第１、第２の２つの波刃状切刃列が形成されるように構成しているが、４列以上の、例えば６列のインサート列を形成して位相が１／３波長分ずつずらされた３つの波刃状切刃列を構成したり、８列のインサート列を形成して位相が１／４波長分ずつずらされた４つの波刃状切刃列を構成したりしてもよく、ずらされる位相差が小さくなるほどより平滑な加工面を得ることができる。ただし、例えばこうして８列のインサート列を形成した場合には、図３に示した配列を繰り返すような配列としてもよい。

また、本実施形態では、各インサート列Ｓ１〜Ｓ４の最先端にはそれぞれ上記一部のインサートＡ以外のインサートＢ，Ｃが取り付けられており、これらのインサートＢ，Ｃは外周側に向けられる切刃１５の軸線Ｏ回りの回転軌跡が一部オーバーラップしているとともに、底刃とされる切刃１５の回転軌跡もオーバーラップすることになり、そしてこの底刃とされる切刃１５も波刃状とされるとともに、その位相がインサートＢとインサートＣとで、やはり１／２波長分ずらされた配置とされることになる。

このため、例えばワークに断面Ｌ字型の加工面を形成する場合でも、これら最先端のインサートＢ，Ｃに過大な負荷が作用するのを防ぐことができるとともに、底刃とされる切刃１５によって生成される切屑も効率的に分断処理することができ、さらにこれにより形成される上記Ｌ字型加工面の底面も高品位とすることができる。ただし、本実施形態ではこのように、インサート列Ｓ１〜Ｓ４の最先端に上記インサートＡとは異なるインサートＢ，Ｃを配置しているが、例えばワークの側面だけを切削するような場合には、エンドミル本体１に配置されてインサート列を形成するすべてのインサートが、複数の波刃状切刃列を構成する上記インサートＡとされていてもよい。

さらに、本実施形態では、その波刃状切刃１５が上記複数の波刃状切刃列を構成する一部のインサートＡが、いずれのインサートＡも、当該インサートＡが配列されるインサート列に周方向に隣接する他のインサート列の少なくとも一つのインサートＡと、回転軌跡における波刃状切刃１５の位相を一致させて連続した波刃状切刃列を構成するように配置されている。

従って、こうして波刃状切刃１５が連続したインサートＡ同士では、回転方向Ｔ側に位置するインサートＡの波刃状切刃１５が加工面を切削した直ぐ後に、回転方向Ｔ後方側のインサートＡの波刃状切刃１５が加工面を切削することになるので、エンドミル本体１の送りを高めても、ワーク加工面に転写される逆位相の波形断面がこの送り方向に大きくずれるのを防ぐことができる。そして、この断面をさらに後続する異なる波刃状切刃列の位相がずれた切刃１５によって同様に切削してゆくので、本実施形態によれば、より確実に滑らかな加工面を得ることが可能となる。

さらにまた、本実施形態では、一部のインサート列Ｓ１，Ｓ３に第１の波刃状切刃列を構成するインサートＡ１１，Ａ３２，Ａ３３と第２の波刃状切刃列を構成するインサートＡ３１，Ａ１２，Ａ１３とがそれぞれ混在して配設されているとともに、これら異なる波刃状切刃列を構成するインサートＡ同士では、その軸線Ｏ方向の間隔が異なる大きさとなるように、すなわちインサート取付座３の間隔が異なる大きさに形成されている。しかるに、この点、こうして異なる波刃状切刃列を構成するインサートＡが１つのインサート列に混在する場合でも、例えばインサート取付座３の間隔はそのままにして、波刃状切刃１５の位相自体が異なる複数種のインサートＡを用意することにより、複数の波刃状切刃列が形成されるように構成することも可能であるが、このときには１つのエンドミル本体１に配列されるインサートの種類が増えて、その管理や取り扱いが煩雑となり、またインサート製造コストも増大するという問題がある。

そこで、上述のように本実施形態では、一つのインサート列Ｓ１，Ｓ３に配置される他のインサートＡ１２，Ａ１３，Ａ３２，Ａ３３と異なる波刃状切刃列を構成するインサートＡ１１，Ａ３１を、隣接するインサートＡ１２，Ａ３２との軸線Ｏ方向の間隔がこれら他のインサートＡ１２，Ａ１３同士やインサートＡ３２，Ａ３３同士と異なる大きさとなるように配置することにより、インサートＡ自体はすべて同形同大とすることができる。従って、本実施形態によれば、エンドミル本体１に取り付けられるインサートＡ〜Ｃの種類を極力少なくして、その管理や取り扱いを容易にするとともに、インサートＡの製造コストの削減を図ることができる。

ただし、このように一つのインサート列に異なる波刃状切刃列を構成するインサートＡを配列することなく、例えば図３においてインサートＡ１１とインサートＡ３１の配置を入れ換えたものとしたりすることにより、一つのインサート列では配列されたインサートＡの波刃状切刃１５が同一の波刃状切刃列を構成するようにしてもよい。この場合には、それぞれのインサート列Ｓ１〜Ｓ４でインサート取付座３の間隔を等間隔に形成することができる。

本発明の一実施形態のラフィングエンドミルを示す斜視図である。図１に示す実施形態の側面図である。図１に示す実施形態のインサートＡ〜Ｃの配置を説明する展開図である。図１に示す実施形態のラフィングエンドミルに配置されるインサートＡの斜視図である。図４に示すインサートＡの平面図である。図５における矢線Ｘ方向視の側面図である。図５における矢線Ｙ方向視の側面図である。図５におけるＺＺ断面図である。図１に示す実施形態のラフィングエンドミルに配置されるインサートＢの斜視図である。図９に示すインサートＢの平面図である。図１０における矢線Ｘ方向視の側面図である。図１０における矢線Ｙ方向視の側面図である。図１０における矢線Ｚ方向視の側面図である。図１に示す実施形態のラフィングエンドミルに配置されるインサートＣの斜視図である。図１４に示すインサートＣの平面図である。図１５における矢線Ｗ方向視の側面図である。図１５における矢線Ｘ方向視の側面図である。図１５における矢線Ｙ方向視の側面図である。図１５におけるＺＺ断面図である。

符号の説明

１エンドミル本体
２切屑排出溝
３インサート取付座
１１インサート本体
１２すくい面
１４逃げ面
１５，１５Ａ，１５Ｂ切刃（波刃状切刃）
１８溝部
１８Ａ浅溝部
１８Ｂ深溝部
１９山部
２０コーナ部
Ａ〜Ｃインサート
Ｏエンドミル本体１の回転軸線
Ｔエンドミル本体１の回転方向
Ｓ１〜Ｓ４インサート列

Claims

軸線回りに回転されるエンドミル本体の外周に、それぞれ上記軸線方向に間隔をあけて複数のインサートが配列されてなるインサート列が周方向に複数列設けられていて、周方向に隣接する上記インサート列同士では少なくとも一部の上記インサートが上記軸線方向に互いにずらされて配置されており、この少なくとも一部の上記インサートは、互いに同形同大であって、上記エンドミル本体の外周側に向けられる切刃が上記軸線方向に向かうに従い凹凸する一定の波長の波刃状切刃とされているとともに、この少なくとも一部の上記インサートのうち、１のインサート列の１のインサートと他のインサート列の上記軸線方向にずらされたインサートとは、互いの上記波刃状切刃がその波形の位相を上記軸線回りの回転軌跡において連続させた波刃状切刃列を構成するように配置されており、上記エンドミル本体の外周には上記位相が異なる複数の上記波刃状切刃列が形成されていることを特徴とするラフィングエンドミル。
上記１のインサートは、上記１のインサート列の周方向に隣接する上記他のインサート列の少なくとも一つのインサートと上記波刃状切刃列を構成するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のラフィングエンドミル。
上記少なくとも一部のインサートにおいては、少なくとも一つのインサート列に他のインサートと異なる上記波刃状切刃列を構成するインサートが配置されており、このインサートは上記軸線方向の間隔が上記他のインサートと異なる大きさで配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のラフィングエンドミル。