JP5301454B2 - Chip type ball end mill chip material - Google Patents
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Description
本発明はチップ式ボールエンドミルに係り、特に、工具本体の強度や剛性を損なうことなくボール刃の切れ味や刃先剛性を一層向上させる技術に関するものである。 The present invention relates to a chip-type ball end mill, and more particularly to a technique for further improving the sharpness and edge rigidity of a ball blade without impairing the strength and rigidity of a tool body.
(a)先端に軸心と直交するように取付溝が設けられた軸状の工具本体と、(b)前記取付溝内に挿入される板状部を備えているとともに、その取付溝から外部に突き出す部分にボール刃が設けられたチップと、を有し、(c)前記工具本体の前記取付溝内に前記チップの板状部が挿入されて一体的に固設された状態で、前記軸心まわりに回転駆動されることにより前記ボール刃によって切削加工を行なうチップ式ボールエンドミルが知られている。特許文献1に記載のボールエンドミルはその一例で、ボルト等のクランプ手段により円柱形状の工具本体に対して交換式チップが着脱可能に一体的に取り付けられるようになっているとともに、その交換式チップには、工具本体に取り付けられた状態において軸心まわりにねじれたボール刃が軸心に対して対称的に一対設けられている。交換式チップは超硬合金等の硬質材料にて構成されており、優れた耐久性が得られる一方、ボール刃が軸心まわりにねじれるように設けられることにより、切れ味が向上して切削抵抗が低減され、良好な切削性能が得られるようになる。ボール刃のねじれは、ボールエンドミルの先端側から見た底面視において、ボール刃が軸心から外周縁に至る間で交換式チップの板厚の範囲内で滑らかに湾曲するように形成されることによって付与される。
しかしながら、このような従来のチップ式ボールエンドミルは、チップの板厚によってボール刃の突出量すなわちねじれの大きさ(ねじれ角など)が制限されるため、ねじれによる切れ味の向上効果が必ずしも十分に得られない場合があるとともに、板厚が制限されることから必ずしも十分な刃先剛性が得られないことがあった。すなわち、チップの板厚を大きくすればボール刃のねじれを大きくすることができるとともに刃先剛性が高くなるが、工具本体の取付溝の溝幅が大きくなり、それに伴って工具本体のチップ取付部における強度や剛性が低下するため、チップの板厚を大きくするにも限界があるのである。また、チップの板厚を大きくすると、高価なチップ材料が大幅に増加してコスト高になるという別の問題も含んでいた。 However, in such a conventional tip type ball end mill, the protrusion amount of the ball blade, that is, the size of twist (twist angle, etc.) is limited by the thickness of the tip, so that the effect of improving the sharpness due to twist is not always obtained sufficiently. In some cases, the thickness of the plate is limited, so that a sufficient cutting edge rigidity is not always obtained. That is, if the chip thickness is increased, the torsion of the ball blade can be increased and the cutting edge rigidity is increased, but the groove width of the mounting groove of the tool body is increased, and accordingly, in the tip mounting portion of the tool body. Since the strength and rigidity are lowered, there is a limit to increasing the thickness of the chip. In addition, when the thickness of the chip is increased, there is another problem that the cost of the expensive chip material is significantly increased and the cost is increased.
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、工具本体の強度や剛性を損なうことなくボール刃の切れ味や刃先剛性を向上させ、一層優れた切削性能が得られるようにすることにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to improve the sharpness of the ball blade and the rigidity of the blade edge without impairing the strength and rigidity of the tool body, and to obtain even better cutting performance. Is to be able to.
かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 先端に軸心と直交するように取付溝が設けられた軸状の工具本体と、(b) 前記取付溝内に挿入される板状部を備えているとともに、その取付溝から外部に突き出す部分にボール刃が設けられたチップと、を有し、(c) 前記工具本体の前記取付溝内に前記チップの板状部が挿入されて一体的に固設された状態で、前記軸心まわりに回転駆動されることにより前記ボール刃によって切削加工を行なう一方、(d) 前記チップのボール刃は、そのチップが前記工具本体に取り付けられた状態でその工具本体の先端側から見た底面視において、前記軸心から外周縁に至る間で前記板状部の板厚方向において一部がその板状部から突き出すように設けられた滑らかに湾曲するねじれ刃であり、且つ、(e) その底面視において、前記板状部の板厚方向における前記ボール刃の最大突出部位と前記軸心とを結ぶ直線と、前記取付溝の中心線とが成す突出角度αが、20°〜40°の範囲内である、チップ式ボールエンドミルに用いられるチップ素材であって、(f) 前記板状部と、(g) その板状部が前記取付溝内に挿入された状態でその取付溝から外部に突き出す部分のうち、前記ボール刃がその板状部から突き出す部分で、局部的にその板状部よりも板厚が厚くされた厚板部と、を一体に有することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the first invention is as follows: (a) a shaft-shaped tool body provided with a mounting groove at the tip so as to be orthogonal to the shaft center; and (b) a plate inserted into the mounting groove. And a tip provided with a ball blade at a portion protruding from the mounting groove to the outside, and (c) the plate-like portion of the tip is inserted into the mounting groove of the tool body. In the state of being integrally fixed, the cutting operation is performed by the ball blade by being driven to rotate around the axis, and (d) the ball blade of the chip is inserted into the tool body. In a bottom view as viewed from the front end side of the tool body in the mounted state, a part of the plate-like portion protrudes from the plate-like portion in the plate thickness direction from the axis to the outer peripheral edge. A smoothly curved twisted blade, and (e) its bottom surface The projection angle α formed by the straight line connecting the maximum projection portion of the ball blade in the thickness direction of the plate-like portion and the axis and the center line of the mounting groove is within a range of 20 ° to 40 °. A chip material used for a chip-type ball end mill, wherein (f) the plate-like portion and (g) the plate-like portion is inserted into the attachment groove and protrudes outside from the attachment groove. among the partial, pre-Symbol ball blade at the portion protruding from the plate-like portion, and wherein the locally be closed and thick section thickness is thicker than the plate-like portion, the integrally.
第2発明は、第1発明のチップ式ボールエンドミルのチップ素材において、前記板状部が前記取付溝内に挿入された状態でその取付溝から外部に突き出す部分は、前記ボール刃が設けられる球面形状に対応する半円弧形状を成しているとともに、前記厚板部はその半円弧の外周に部分的に接するように設けられており、その半円弧の外周面はその厚板部を含めて前記球面形状とされていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the chip material of the chip-type ball end mill according to the first aspect, a portion protruding outward from the mounting groove in a state where the plate-like portion is inserted into the mounting groove is a spherical surface provided with the ball blade. The thick plate portion is provided so as to partially contact the outer periphery of the semicircular arc, and the outer peripheral surface of the semicircular arc includes the thick plate portion. The spherical shape is used .
このようなチップ式ボールエンドミルにおいては、チップのボール刃が、板状部の板厚方向において一部がその板状部から突き出すように設けられた滑らかに湾曲するねじれ刃で、且つ、突出角度αが20°〜40°の範囲内であるため、チップの板状部の板厚を従来と同程度に維持しつつ、突出角度αに応じてボール刃が大きく突出させられてねじれが大きくされる。すなわち、上記ボール刃が突き出す部分で局部的に板状部よりも板厚が厚くされた厚板部を一体に有するチップ素材を用いてチップが構成されるため、板状部の板厚を従来と同程度に維持しつつボール刃の突出量を大きくすることができるのである。これにより、取付溝に起因する工具本体の強度や剛性の低下、およびチップ材料の大幅な増加を抑制しつつ、ボール刃のねじれが大きくなって切れ味が一層向上させられるとともに、ボール刃の肉厚寸法(板状部における板厚方向の寸法)が大きくなって剛性が向上させられ、一層優れた切削性能が得られるようになる。例えば、切れ味および剛性の向上により加工精度や仕上げ加工品質(面粗さなど)が向上するとともに、剛性が高くなることにより、高硬度材に対する加工や切削代が比較的大きい中仕上げ加工、荒加工、高能率加工等にも使用できるようになる。 In such a chip-type ball end mill, the ball ball of the chip is a smoothly curved twist blade provided so that a part thereof protrudes from the plate-like portion in the thickness direction of the plate-like portion, and the protrusion angle Since α is in the range of 20 ° to 40 °, the ball blade is protruded greatly according to the protrusion angle α and the torsion is increased while maintaining the plate thickness of the plate-like portion of the chip at the same level as before. The That is, since the chip is formed by using a chip material integrally including a thick plate portion that is locally thicker than the plate-like portion at the portion where the ball blade protrudes, the plate thickness of the plate-like portion is conventionally reduced. The amount of protrusion of the ball blade can be increased while maintaining the same level as the above. Thus, reduction in the strength and rigidity of the tool body due to the attachment groove, and while suppressing a large increase in the chip material, with sharpness twisted ball blade increases is to further improve the wall thickness of the ball cutter The dimension (dimension in the plate thickness direction in the plate-like portion) is increased, the rigidity is improved, and more excellent cutting performance can be obtained. For example, machining accuracy and finishing quality (surface roughness, etc.) are improved by improving sharpness and rigidity, and high-rigidity processing and machining for high-hardness materials and comparatively large machining finishes and rough machining. , ing so that it can also be used in high-efficiency machining or the like.
10:チップ式ボールエンドミル 12:工具本体 14:交換式チップ(チップ) 20:取付溝 26:板状部 28a、28b:ボール刃 40、50:チップ素材 42a、42b:厚板部 O:軸心 S:取付溝の中心線 P:最大突出部位 α:突出角度
10: Tip type ball end mill 12: Tool body 14: Exchangeable tip (tip) 20: Mounting groove 26: Plate-
本発明のチップ式ボールエンドミルは、チップ素材を着脱可能に取り付けて使用する刃先交換式のボールエンドミルに好適に適用されるが、ろう付け等によりチップ素材が取外し不能に一体に固設される場合にも適用され得る。工具本体の材質としては、例えば高速度工具鋼や合金工具鋼などの工具鋼が好適に用いられ、チップ材料としては、例えば超硬合金、サーメット、CBN等の超硬質工具材料が好適に用いられる。チップ素材は、例えばボルト等のねじ部材や楔部材などのクランプ装置、或いは焼嵌め等によって工具本体に着脱可能に取り付けられる。 The tip type ball end mill of the present invention is suitably applied to a blade end replaceable type ball end mill that is used with the tip material detachably attached, but when the tip material is integrally fixed so as not to be removed by brazing or the like. It can also be applied to. For example, tool steel such as high-speed tool steel or alloy tool steel is preferably used as the material of the tool body, and superhard tool material such as cemented carbide, cermet, CBN is preferably used as the tip material. . The chip material is detachably attached to the tool body, for example, by a clamping device such as a screw member such as a bolt or a wedge member, or by shrink fitting.
チップに設けられるボール刃の突出角度αは、板状部の板厚の範囲内でボール刃を形成する従来の場合、一般に15°程度であり、突出角度αが20°より小さいと、切れ味等の切削性能の向上効果が十分に得られない。一方、突出角度αが40°を超えると、板状部の板厚によっても異なるが、板状部からの突出寸法が大きくなり過ぎて却ってボール刃が折損し易くなるため、40°以下で設定する必要がある。この突出角度αは、25°〜35°の範囲内が一層望ましい。 The protrusion angle α of the ball blade provided on the chip is generally about 15 ° in the conventional case where the ball blade is formed within the plate thickness range of the plate-like portion, and if the protrusion angle α is less than 20 °, the sharpness, etc. The effect of improving the cutting performance is not sufficiently obtained. On the other hand, if the projection angle α exceeds 40 °, it differs depending on the thickness of the plate-like portion, but the projection size from the plate-like portion becomes too large and the ball blade is easily broken, so it is set at 40 ° or less. There is a need to. This protrusion angle α is more preferably within a range of 25 ° to 35 °.
チップは、1枚のチップに一対のボール刃が設けられることが望ましいが、それぞれ1つのボール刃が設けられた2枚のチップを背中合わせに重ねてチップ式ボールエンドミルを構成する場合にも、本発明は適用され得る。また、1つのボール刃が設けられた単一のチップでチップ式ボールエンドミルを構成すること、すなわち1枚刃のチップ式ボールエンドミルにも、本発明は適用され得る。 Chip is a pair of ball blades on one chip preferably provided, even when configuring the chip type ball end mill with two chips one ball blades are respectively superimposed back to back, the The invention can be applied. Further, the present invention can also be applied to a chip-type ball end mill configured with a single chip provided with one ball blade, that is, a single-chip chip-type ball end mill.
チップ素材は、工具本体へ取付後のボール刃等の加工を容易にするため、ボール刃が設けられる球面を予め設けておくこともできるが、工具本体を基準として高い精度でボール刃を形成するためには、工具本体への取付後に球面加工を行うとともにギャッシュ加工を施してボール刃を形成することが望ましいなど、種々の態様が可能である。 In order to facilitate processing of the ball blade and the like after mounting on the tool body, the tip material can be provided with a spherical surface on which the ball blade is provided in advance, but the ball blade is formed with high accuracy on the basis of the tool body. For this purpose, various modes are possible, for example, it is desirable to form a ball blade by performing spherical processing and gashing after attachment to the tool body.
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は、本発明が適用されたチップ式ボールエンドミル10を示す図で、(a)は軸心Oと直角方向から見た正面図、(b)は先端側から見た拡大底面図、(c)は(a)の左側面図で先端部分の拡大図、(d)は(c)の断面図すなわち(a)におけるID−ID断面図であり、軸状の工具本体12と単一の交換式チップ14とから構成されている。工具本体12は、高速度工具鋼にて構成されているとともに、大径のシャンク16および小径の首部18を同軸上に一体に備えている段付の円柱形状を成しており、シャンク16側から見て軸心Oの右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行なう右回転用のものである。首部18の先端は半球形状とされているとともに、軸心Oと直交するように断面が矩形の取付溝20が設けられており、前記交換式チップ14がその取付溝20内に嵌め入れられ、クランプ装置としてのねじ24により取付溝20内で挟圧されて一体的に固定されるとともに、ねじ24が緩められることにより取外し可能とされている。図1の(b)に示す底面図は、先端側から見た底面視の図に相当する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams showing a chip-type
交換式チップ14は、超硬合金にて構成されているとともに、取付溝20の溝幅と略同じか僅かに小さい板厚寸法tで、その取付溝20内に挿入される板状部26と、取付溝20から外部に突き出す部分に設けられた一対のボール刃28a、28bとを一体に備えている。ボール刃28a、28bは、図1(b)に示す底面図において軸心Oに対して対称形状を成しているとともに、首部18の径寸法よりも僅かに大きい径寸法の単一の球面上に設けられており、軸心Oまわりに回転駆動されることにより、それ等のボール刃28a、28bによって切削加工を行う2枚刃のチップ式ボールエンドミル10が構成されている。そして、軸心Oまわりに回転駆動されつつ軸心Oと直角方向へ移動させられることにより、その球面に対応する円弧形状の溝や湾曲面を切削加工するとともに、所定のピックフィード(Pf)で移動させられることにより、略平坦な平面や所定の二次元曲面、或いは三次元曲面などを切削加工することができる。板状部26のボール刃28a、28bが設けられた側と反対側、すなわち半円弧形状と反対側の底面は平坦面で、取付溝20の溝底に接するようにその取付溝20内に嵌め入れられることにより、図1に示す予め定められた一定の姿勢に位置決めされるとともに、板状部26の中央すなわち半円弧形状の中心またはその近傍部分には、ねじ24が挿通させられる挿通穴29が設けられている。
The
上記一対のボール刃28a、28bは、図1(b)に示す底面図から明らかなように、何れも軸心Oから外周縁に至る間で回転切削方向すなわち図1(b)における軸心Oの左まわり方向に膨出するように滑らかに湾曲するねじれ刃で、軸心Oの近傍部分は板状部26の板厚寸法tの範囲内で形成されているものの、それよりも外周側の部分は板厚方向すなわち図1(b)における上下方向において板状部26から突き出して形成されている。すなわち、板状部26の板厚方向におけるボール刃28a、28bの最大突出部位Pまでの寸法Tは板厚寸法tよりも大きいのであり、且つ、その最大突出部位Pと軸心Oとを結ぶ直線と、取付溝20の中心線Sとが成す突出角度αは20°〜40°の範囲内で、本実施例では25°〜35°の範囲内とされている。交換式チップ14の半円弧形状の外周面には、ボール刃28a、28bに連続して所定の逃げ面が形成されている一方、工具本体12の首部18の先端には、ボール刃28a、28bのすくい面に連続するようにギャッシュ30a、30bが設けられている。
As apparent from the bottom view shown in FIG. 1B, the pair of
上記交換式チップ14は、図2に示すチップ素材40を用いて、工具本体12に取り付けた後に所定の研削加工等を行って交換式チップ14とされている。
The
図2の(a) は正面図で、(b) は(a) の右側面図、(c) は(a) の上方から見た平面図であり、チップ素材40は、前記板状部26と、その板状部26が取付溝20内に嵌め入れられた状態で取付溝20から外部に突き出す部分のうち、前記ボール刃28a、28bが板状部26の板厚方向において板状部26から突き出す部分で、局部的にその板状部26よりも板厚が厚くされた厚板部42a、42bとを一体に備えている。また、全体として交換式チップ14と同様な半円弧形状を成しているとともに、その半円弧の外周面44は、前記ボール刃28a、28bが設けられる球面形状を成しており、工具本体12の取付溝20内に板状部26を嵌め入れてねじ24により一体的に固設した状態で、ギャッシュ加工や逃げ面加工等が施されることにより所定のすくい面や逃げ面を有するボール刃28a、28bが形成される。この時のギャッシュ加工で、同時に工具本体12のギャッシュ30a、30bが形成されるようにしても良い。なお、図2の(c) に示す一点鎖線は、工具本体12に取り付けられた後に設けられるボール刃28a、28bを表している。
2A is a front view, FIG. 2B is a right side view of FIG. 2A, FIG. 2C is a plan view viewed from above of FIG. When, of which the portion protruding from the mounting
図3のチップ素材50は、板状部26および厚板部42a、42bを一体に備えている点は上記チップ素材40と同じであるが、球面形状の半円弧を備えておらず、全体として四角形状(略正方形)を成している。したがって、この場合は、工具本体12の取付溝20内に板状部26を嵌め入れてねじ24により一体的に固設した後、工具本体12を基準として球面加工を行うとともにギャッシュ加工や逃げ面加工等を施すことにより、所定のすくい面や逃げ面を有するボール刃28a、28bを形成することになる。図3の(a)〜(c)は、それぞれ図2の(a)〜(c)に対応する図である。
The
このようなチップ式ボールエンドミル10においては、交換式チップ14のボール刃28a、28bが、板状部26の板厚方向において一部がその板状部26から突き出すように設けられた滑らかに湾曲するねじれ刃で、且つ、突出角度αが25°〜35°の範囲内であるため、交換式チップ14の板状部26の板厚寸法tを従来と同程度に維持しつつ、突出角度αに応じてボール刃28a、28bが大きく突出させられてねじれが大きくされる。これにより、取付溝20に起因する工具本体12の強度や剛性の低下、或いはチップ材料の大幅な増加を抑制しつつ、ボール刃28a、28bのねじれが大きくなって切れ味が一層向上させられるとともに、ボール刃28a、28bの肉厚寸法(板状部26における板厚方向の寸法)が大きくなって剛性が向上させられ、一層優れた切削性能が得られるようになる。例えば、切れ味および剛性の向上により加工精度や仕上げ加工品質(面粗さなど)が向上するとともに、剛性が高くなることにより、高硬度材に対する加工や切削代が比較的大きい中仕上げ加工、荒加工、高能率加工等にも使用できるようになる。
In such a chip-type
また、本実施例では1枚の交換式チップ14に一対のボール刃28a、28bが設けられているため、2枚のチップを背中合わせに重ねて工具本体12に取り付けて使用する場合に比較して、一対のボール刃28a、28bの位置精度が高くなり、加工精度等の切削性能が一層向上して仕上げ加工などに一層好適に用いられる。
Further, in this embodiment, since a pair of
また、本実施例は、工具本体12に対して着脱可能に取り付けられて使用される交換式チップ14の場合で、ろう付け等により工具本体12に一体に固設される場合に比較して、取付溝20による工具本体12の強度等の低下が問題になり易いため、交換式チップ14の板状部26の板厚寸法tを従来と同程度に維持しつつボール刃28a、28bの突出寸法を大きくすることにより、工具本体12の強度や剛性を損なうことなく切削性能を一層向上させる、という上記効果が一層顕著に得られる。
In addition, this embodiment is a
また、図3に示すように四角形状のチップ素材50が用いられ、そのチップ素材50を工具本体12に固設した後に、その工具本体12を基準として球面加工やギャッシュ加工等を施してボール刃28a、28bを形成する場合には、工具本体12を基準として高い精度でボール刃28a、28bが設けられるため、加工精度等の切削性能が一層向上する。
Further, as shown in FIG. 3, a
因みに、図4の(a)に示すように前記突出角度α=15°で、板状部26の板厚寸法tの範囲内でボール刃28a、28bが設けられた従来品(試験品No1)と、突出角度α=30°の本発明品(試験品No2)と、板状部26の板厚寸法tが薄くて突出角度α=10°の比較品(試験品No3)とを用意し、仕上げ加工用の以下の加工条件で図4(b)に示すプロフィールの切削加工を行い、その加工面品質を比較したところ図5に示す結果が得られた。図4(b)は、切削加工面の断面形状(プロフィール)で、円弧半径R1=R2=50mm、山高さh=30mm、切削長さL=200mmである。なお、以下の加工条件の「fz」は、1刃当りの送り量である。
《加工条件》
・工具径:R10
・機械:横型マシニングセンタ
・被削材:S50C
・回転数(N):16000min-1
・送り(F):12000mm/min(fz =0.375mm/t)
・切削速度(V):1005m/min
・切込み量(Z):0.3mm
・ピックフィード(Pf):0.3mm
・切削油:無し
Incidentally, as shown in FIG. 4 (a), a conventional product (test product No. 1) in which
"Processing conditions"
・ Tool diameter: R10
・ Machine: Horizontal machining center ・ Work material: S50C
・ Rotation speed (N): 16000 min −1
Feed (F): 12000 mm / min (fz = 0.375 mm / t)
Cutting speed (V): 1005 m / min
・ Cutting depth (Z): 0.3 mm
・ Pick feed (Pf): 0.3mm
・ Cutting oil: None
図5に示す切削加工面の写真から明らかなように、中央の本発明品(試験品No2)によれば、上側の従来品(試験品No1)や下側の比較品(試験品No3)に比較して、面粗さが良好で光沢のある緻密な切削加工面が得られる。突出角度α=10°の比較品(試験品No3)は、切れ味が悪くて面粗さが著しく荒く、以後の比較試験を中止した。 As is clear from the photograph of the cut surface shown in FIG. 5, according to the product of the present invention (test product No. 2), the upper conventional product (test product No. 1) and the lower comparison product (test product No. 3). In comparison, a fine cut surface with good surface roughness and gloss can be obtained. The comparative product (test product No. 3) having a protrusion angle α = 10 ° was poor in sharpness and extremely rough, and the subsequent comparative test was stopped.
図6は、(a) に示すように突出角度α=30°の本発明品(試験品No1)と、突出角度α=15°で、板状部26の板厚寸法tの範囲内でボール刃28a、28bが設けられた従来品(試験品No2)とを用意し、中仕上げ〜荒加工用の以下の加工条件で前記図4(b) に示すプロフィールの切削加工を行い、その切削加工時の切削音および加工面を耳および目視でそれぞれ評価したところ、(b) に示す結果が得られた。図4(b) の円弧半径R1=R2=50mmで、山高さh=30mm、切削長さL=200mmである。また、以下の加工条件の「fz 」は、1刃当りの送り量である。
《加工条件》
・工具径:R10
・機械:横型マシニングセンタ
・被削材:S50C
・回転数(N):3840min-1
・送り(F):12000mm/min(fz =1.563mm/t)
・切削速度(V):241m/min
・切込み量(Z):1〜4mm
・ピックフィード(Pf):1〜5mm
・切削油:無し
FIG. 6 shows the product of the present invention (test product No. 1) with a projection angle α = 30 ° as shown in (a) and a ball within the range of the thickness t of the plate-
"Processing conditions"
・ Tool diameter: R10
・ Machine: Horizontal machining center ・ Work material: S50C
・ Rotation speed (N): 3840 min -1
-Feed (F): 12000 mm / min (fz = 1.563 mm / t)
Cutting speed (V): 241 m / min
・ Cutting depth (Z): 1 to 4 mm
・ Pick feed (Pf): 1-5mm
・ Cutting oil: None
図6の(b) の評価の欄の「◎」は優、「○」は良、「△」は可、「×」は不可を意味し、予め定められた評価基準に従って試験者の感覚で評価したものであり、試験品No1の本発明品(突出角度α=30°)では殆ど「◎」または「○」で、ピックフィードPfや切込み量Zが比較的大きい荒加工等の高能率加工でも「○」または「△」であった。これに対し、試験品No2の従来品(突出角度α=15°)では、ピックフィードPfや切込み量Zが比較的小さい中仕上げの加工条件下では「○」であるが、ピックフィードPfや切込み量Zが大きくなる荒加工では「△」或いは「×」になり、本発明品の方が過酷な加工条件下まで良好な切削性能が得られる。また、評価の欄の◎=4点、○=3点、△=2点、×=1点として合計点を求めると、本発明品は55点であるのに対して従来品は42点であり、トータルとして本発明品の方が優れた切削性能が得られることが分かる。 In the evaluation column of FIG. 6 (b), “◎” means “excellent”, “○” means good, “△” means acceptable, and “×” means impossible. The evaluated product No. 1 of the present invention (protrusion angle α = 30 °) is almost “」 ”or“ ○ ”, and high-efficiency machining such as rough machining with a relatively large pick feed Pf and cutting depth Z. However, it was “◯” or “△”. On the other hand, in the conventional product No. 2 (projection angle α = 15 °), the pick feed Pf and the depth of cut are “◯” under the intermediate finishing conditions where the pick feed Pf and the depth of cut Z are relatively small. In rough machining in which the amount Z increases, the result is “Δ” or “x”, and the product of the present invention can obtain good cutting performance even under severer machining conditions. In addition, in the evaluation column, ◎ = 4 points, ○ = 3 points, Δ = 2 points, and x = 1 point, and the total score is 55 points for the product of the present invention, 42 points for the conventional product. It can be seen that the cutting performance of the present invention is superior as a whole.
図7は、(a) に示すように突出角度α=30°の本発明品(試験品No1)と、突出角度α=15°で、板状部26の板厚寸法tの範囲内でボール刃28a、28bが設けられた従来品(試験品No2)とを用意し、以下の加工条件で送りFをオーバーライド機構により20%ずつ変化させて切削加工を行い、その切削加工時の切削動力(最大値)を測定したところ、(b) に示す結果が得られた。切削動力は主軸動力計によって測定した。なお、以下の加工条件の「fz 」は、1刃当りの送り量である。
《加工条件》
・工具径:R10
・機械:横型マシニングセンタ
・被削材:S50C
・回転数(N):4800min-1
・送り(F):1500mm/min(fz =0.156mm/t)
〜2700mm/min(fz =0.281mm/t)
・切削速度(V):302m/min
・切込み量(Z):8mm
・切削加工長さ:200mm(横引き)
・切削油:無し
FIG. 7 shows the product of the present invention (test product No. 1) having a projection angle α = 30 ° as shown in FIG. 7A and a ball within the range of the thickness t of the plate-
"Processing conditions"
・ Tool diameter: R10
・ Machine: Horizontal machining center ・ Work material: S50C
・ Rotation speed (N): 4800 min -1
Feed (F): 1500 mm / min (fz = 0.156 mm / t)
~ 2700mm / min (fz = 0.281mm / t)
Cutting speed (V): 302 m / min
・ Cutting depth (Z): 8mm
・ Cutting length: 200mm (horizontal drawing)
・ Cutting oil: None
図7の(b) において、「切削動力」は切削抵抗に相当するもので、ボール刃28a、28bの切れ味によって変化し、試験品No1の本発明品(突出角度α=30°)によれば、試験品No2の従来品(突出角度α=15°)に比較して3%〜6%程度切削動力が低減され、切れ味が向上することが分かる。なお、従来品の評価の欄の「△」は、切削音大および被削面のびびり大によるもので、「×」は、チッピングにより切削加工が不可であったことを意味している。また、本発明品のオーバーライド80%の場合、切削動力は23.8kWと比較的大きいが、切削音やびびり振動が許容範囲内で適切に切削加工を行うことができた。これは、ボール刃28a、28bのねじれが大きくなることで、切削抵抗が軸心Oまわりにおいて分散されるとともに切り屑の流れがスムーズになる一方、ボール刃28a、28bの剛性が向上したためと考えられる。
In FIG. 7 (b), the “cutting power” corresponds to the cutting force, and changes depending on the sharpness of the
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。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention implements in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
本発明のチップ式ボールエンドミルは、チップのボール刃が、板状部の板厚方向において一部がその板状部から突き出すように設けられた滑らかに湾曲するねじれ刃で、且つ、突出角度αが20°〜40°の範囲内であるため、チップの板状部の板厚寸法tを従来と同程度に維持しつつ、突出角度αに応じてボール刃が大きく突出させられてねじれが大きくされる。これにより、取付溝に起因する工具本体の強度や剛性の低下、或いはチップ材料の大幅な増加を抑制しつつ、ボール刃のねじれが大きくなって切れ味が一層向上させられるとともに、ボール刃の肉厚寸法が大きくなって剛性が向上させられ、一層優れた切削性能が得られるようになり、高精度な仕上げ加工の他、高硬度材に対する加工や切削代が比較的大きい中仕上げ加工、荒加工、高能率加工等にも好適に用いられる。 The tip-type ball end mill of the present invention is a smoothly curved twist blade provided so that a part of a tip ball blade protrudes from the plate-like portion in the thickness direction of the plate-like portion, and a projection angle α Is within the range of 20 ° to 40 °, so that the ball blade is protruded greatly according to the protrusion angle α while maintaining the thickness t of the plate-like portion of the chip at the same level as before, and the torsion is large. Is done. As a result, the strength and rigidity of the tool body due to the mounting groove is reduced, or a significant increase in the chip material is suppressed, while the twist of the ball blade is increased and the sharpness is further improved. Larger dimensions improve rigidity, and even better cutting performance can be obtained. In addition to high-precision finishing, machining for high-hardness materials and intermediate finishing, rough machining, It is also suitable for high efficiency machining.
Claims (2)
前記取付溝内に挿入される板状部を備えているとともに、該取付溝から外部に突き出す部分にボール刃が設けられたチップと、
を有し、前記工具本体の前記取付溝内に前記チップの板状部が挿入されて一体的に固設された状態で、前記軸心まわりに回転駆動されることにより前記ボール刃によって切削加工を行なう一方、
前記チップのボール刃は、該チップが前記工具本体に取り付けられた状態で該工具本体の先端側から見た底面視において、前記軸心から外周縁に至る間で前記板状部の板厚方向において一部が該板状部から突き出すように設けられた滑らかに湾曲するねじれ刃であり、
且つ、該底面視において、前記板状部の板厚方向における前記ボール刃の最大突出部位と前記軸心とを結ぶ直線と、前記取付溝の中心線とが成す突出角度αが、20°〜40°の範囲内である、
チップ式ボールエンドミルに用いられるチップ素材であって、
前記板状部と、
該板状部が前記取付溝内に挿入された状態で該取付溝から外部に突き出す部分のうち、前記ボール刃が該板状部から突き出す部分で、局部的に該板状部よりも板厚が厚くされた厚板部と、
を一体に有する
ことを特徴とするチップ式ボールエンドミルのチップ素材。 An axial tool body provided with a mounting groove at the tip so as to be orthogonal to the shaft center;
A chip having a plate-like portion to be inserted into the mounting groove, and a tip provided with a ball blade at a portion protruding outside from the mounting groove;
In the state where the plate-like portion of the chip is inserted into the mounting groove of the tool body and fixed integrally, the cutting operation is performed by the ball blade by being driven to rotate about the axis. While doing
The ball blade of the tip is in the thickness direction of the plate-like portion between the axis and the outer peripheral edge when viewed from the front end side of the tool body with the tip attached to the tool body. Is a smoothly curved twist blade provided so that a part of the plate protrudes from the plate-like portion,
And in the bottom view, the projection angle α formed by the straight line connecting the maximum projection portion of the ball blade and the axis in the thickness direction of the plate-like portion and the center line of the mounting groove is 20 ° to Within the range of 40 °,
A chip material used for a chip-type ball end mill,
The plate-like portion;
Of the portion protruding from the attachment groove on the outside in a state where the plate-like portion is inserted into the mounting groove, the portion of front Symbol ball cutter protrudes from the plate portion, locally plate than the plate-like portion A thick plate that is thickened;
The chip material of the chip type ball end mill, characterized in that the organic together.
ことを特徴とする請求項1に記載のチップ式ボールエンドミルのチップ素材。The tip material of the tip type ball end mill according to claim 1 characterized by things.
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