JP5346827B2 - End mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切り刃部の外周部に螺旋状の外周刃を備え、軸心回りに回転して切削加工するエンドミルに関する。 The present invention relates to an end mill that is provided with a spiral outer peripheral blade on the outer peripheral portion of a cutting blade portion and rotates around an axis to perform cutting.
従来、切削加工に使用されるエンドミルには、粗削りを行う粗加工用のものや、仕上げ加工用のものがあり、粗加工用のエンドミルを用いた後に、仕上げ加工用のエンドミルを用いて切削加工が行われている。
粗加工用のエンドミル及び仕上げ加工用のエンドミルは、略円柱状の切り刃部の外周部に螺旋状に配置された外周刃を備える点で共通し、外周刃の形状が相違する。
仕上げ加工用のエンドミルの外周刃は、例えば特許文献1に記載されているように、エンドミル本体の軸心から刃先までの距離(刃先半径)、及びエンドミル本体の軸方向に対する捩れ角度が一定に形成されている。
これに対し、粗加工用のエンドミルの外周刃は、刃先半径や捩れ角度が一定でなく、例えば特許文献2で開示されているように、山部と谷部が交互に配置された波形状等に形成される。
Conventionally, end mills used for cutting include roughing for roughing and finishing, and after using the end mill for roughing, the end mill for finishing is used for cutting. Has been done.
The end mill for roughing and the end mill for finishing are common in that they have outer peripheral blades arranged spirally on the outer peripheral portion of the substantially cylindrical cutting blade portion, and the shapes of the outer peripheral blades are different.
For example, as described in Patent Document 1, the outer peripheral edge of the end mill for finishing is formed with a constant distance from the axis of the end mill body to the blade edge (blade edge radius) and a twist angle with respect to the axial direction of the end mill body. Has been.
On the other hand, the outer peripheral edge of the roughing end mill has a constant cutting edge radius and twist angle. For example, as disclosed in
しかしながら、粗加工用のエンドミル及び仕上げ加工用のエンドミルをそれぞれ用いて、粗加工及び仕上げ加工の2工程を設けた場合、切削加工全体に要する時間が長くなるとの課題があった。更に、切削加工を行うに際して少なくとも2種類のエンドミルを用意する必要があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、粗加工及び仕上げ加工を同時に行い、切削加工全体の時間を短縮するエンドミルを提供することを目的とする。
However, when two steps of roughing and finishing are provided using an end mill for roughing and an end mill for finishing, respectively, there is a problem that the time required for the entire cutting becomes long. Furthermore, it is necessary to prepare at least two types of end mills when performing the cutting process.
This invention is made | formed in view of this situation, and it aims at providing the end mill which performs roughing and finishing simultaneously, and shortens the time of the whole cutting.
前記目的に沿う本発明に係るエンドミルは、底部に平面切削用の底刃を、外周部に螺旋状に配置された複数の外周刃を備えた切り刃部と、該切り刃部に軸心を合わせて一体的に連結するシャンク部とを有するエンドミルにおいて、
前記各外周刃は、粗削り刃と、該粗削り刃の回転方向後方側に配置された仕上げ刃とを有し、しかも、前記仕上げ刃の刃先半径が、前記粗削り刃の刃先半径に比べて、該粗削り刃の刃先半径の1/100以下の範囲で大きくなって、
前記仕上げ刃は、回転方向前後に隣り合う前記粗削り刃の中間位置より前方側に配置され、前記切り刃部の軸心方向に対する前記仕上げ刃の捩れ角度は、角度θで一定であり、前記切り刃部の軸心方向に対する前記粗削り刃の捩れ角度は、前記角度θの65〜135%の範囲で規則的に増減し、かつ該規則的な増減の周期は、該切り刃部の軸心回りの全周360°に対して25〜50°の範囲にあることを特徴とする。
An end mill according to the present invention that meets the above-described object is provided with a cutting edge having a bottom cutting edge for flat cutting and a plurality of outer peripheral cutting edges spirally arranged on the outer periphery, and an axial center on the cutting edge. In an end mill having a shank part integrally connected together,
Each of the outer peripheral blades has a rough cutting blade and a finishing blade disposed on the rear side in the rotation direction of the rough cutting blade, and the cutting edge radius of the finishing blade is greater than the cutting edge radius of the rough cutting blade. It becomes larger in the range of 1/100 or less of the cutting edge radius of the roughing blade ,
The finishing blade is disposed in front of an intermediate position between the roughing blades adjacent to each other in the rotational direction, and the twist angle of the finishing blade with respect to the axial direction of the cutting blade portion is constant at an angle θ. The twist angle of the rough cutting blade with respect to the axial direction of the blade portion regularly increases and decreases within a range of 65 to 135% of the angle θ, and the periodic increase and decrease cycle is around the axis of the cutting blade portion. wherein the range near Rukoto of 25 to 50 ° with respect to the entire circumference 360 ° a.
本発明に係るエンドミルにおいて、前記底刃は、前記粗削り刃及び前記仕上げ刃にそれぞれ連続して形成された第1、第2の底面刃を有するのが好ましい。 The end mill which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said bottom blade has the 1st, 2nd bottom face blade respectively formed continuously by the said rough cutting blade and the said finishing blade.
請求項1、2記載のエンドミルは、外周刃が、粗削り刃と仕上げ刃を有しているので、一種類のエンドミルを使用して、粗加工及び仕上げ加工を同時に行うことができ、切削加工全体に要する時間を短縮可能である。
また、仕上げ刃の刃先半径が、粗削り刃の刃先半径に比べて、粗削り刃の刃先半径の1/100以下の範囲で大きくなっているので、粗削り刃で削り取った被削材を仕上げ刃によって切削して、切削面を滑らかに加工することが可能である。
In the end mills according to
In addition, the cutting edge radius of the finishing blade is larger than the cutting edge radius of the roughing blade in the range of 1/100 or less of the cutting edge radius of the roughing blade, so that the work material scraped with the roughing blade is cut by the finishing blade. Thus, the cutting surface can be processed smoothly.
特に、仕上げ刃が、回転方向前後に隣り合う粗削り刃の中間位置より前方側に配置されているので、仕上げ刃より刃先半径の短い粗削り刃によって被削材を削り取り可能な切削条件、即ち、エンドミルの回転数及び被削材に対する送り速度の条件の幅を広く設けることができる。 In particular, specifications raised blade, since they are arranged from the front side intermediate position roughing blade adjacent in the longitudinal direction of rotation, it can cutting conditions scraped workpiece by a short rough edge than finishing edges of edge radius, i.e., A wide range of conditions of the rotational speed of the end mill and the feed rate for the work material can be provided.
また、切り刃部の軸心方向に対する粗削り刃の捩れ角度が増減を繰り返すので、切削抵抗が場所によって異なり、被削材を深く削り取ることが可能である。 Further, since the twist angle of the rough cutting blade with respect to the axial direction of the cutting blade portion repeatedly increases and decreases, the cutting resistance varies depending on the location, and the work material can be deeply cut off.
このエンドミルは、粗削り刃の捩れ角度が、規則的に増減しているので、刃の異なる場所での切削深さの均一化が図れ、安定した深さの切削加工が可能である。
また、粗削り刃の捩れ角度の増減は、仕上げ刃に対する相違が35%以内に限定されるので、粗削り刃と仕上げ刃の回転方向の間隔は、場所によって大きく異ならず、仕上げ刃の切削深さの均一化によって、仕上げ刃の特定箇所に大きな切削抵抗が生じるのを回避可能である。
In this end mill, the torsion angle of the rough cutting blade is regularly increased and decreased, so that the cutting depth can be made uniform at different locations of the blade and stable cutting can be performed.
In addition, since the difference in the twist angle of the roughing blade is limited to 35% or less with respect to the finishing blade, the interval in the rotational direction of the roughing blade and the finishing blade does not vary greatly depending on the location, and the cutting depth of the finishing blade By making uniform, it is possible to avoid the occurrence of a large cutting resistance at a specific portion of the finishing blade.
請求項2記載のエンドミルは、底刃が、2種類の底面刃を有するので、安定的に平面切削が可能である。
In the end mill according to
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1〜図4に示すように、本発明の一実施の形態に係るエンドミル10は、底部に平面切削用の底刃11を、外周部に螺旋状に配置された複数の外周刃12を備えた切り刃部13と、切り刃部13に軸心を合わせて一体的に連結するシャンク部14とを有し、チタン合金等の被削材を切削するシャンクタイプのフライスである。
そして、各外周刃12は、粗削り刃15と、粗削り刃15の回転方向後方側に配置された仕上げ刃16とを有して構成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 4, an
Each outer
図1に示すように、エンドミル10は、超硬合金、ハイス等の硬質材により略円柱状に形成され、先端からYmmの領域に切り刃部13を設け、基側領域に工作機械に固定されるシャンク部14を有している。
そして、切り刃部13の外周部には、対となる粗削り刃15及び仕上げ刃16によって構成された外周刃12が複数(本実施の形態では3つ)等間隔で配置されている。
なお、本実施の形態では、Yが20〜60mm(具体的には40mm)、シャンク部14の半径Rが6〜15mm(具体的には10mm)である。
As shown in FIG. 1, the
A plurality (three in the present embodiment) of outer
In the present embodiment, Y is 20 to 60 mm (specifically 40 mm), and the radius R of the
図1、図3に示すように、エンドミル10の軸心回りの回転方向Tの向きを前方として、対となる粗削り刃15及び仕上げ刃16は、粗削り刃15が、仕上げ刃16の前方に配置され、その配置間隔は、エンドミル10の軸心O回りの全周360°に対して、角度差αとなる。ここで、エンドミル10の軸心O回りの全周360°に対する、各仕上げ刃16の配置間隔を角度差K(本実施の形態では、K=120°)とすると、αは、以下の式が成立する値であり、本実施の形態ではα=50°である。
K/6<α<K/2 (式1)
なお、粗削り刃15及び仕上げ刃16は、切り刃部13で、エンドミル10の先端に向かうに従って、回転方向Tの向きに捩れて、螺旋状に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
K / 6 <α <K / 2 (Formula 1)
The
図1、図2に示すように、粗削り刃15の後方には、粗削り刃15に連続して形成された第1の逃げ面18と、第1の逃げ面18の後端部に連続して形成された第2の逃げ面19が配置されている。第1、第2の逃げ面18、19の逃げ角、即ちエンドミル10の回転方向Tに対する第1、第2の逃げ面18、19の角度(逃げ角)φ1、φ2は、それぞれ5〜15°の範囲、及び10〜30°の範囲であり、φ1はφ2に比べて小さい。なお、本実施の形態では、φ1=8°、φ2=20°である。
As shown in FIGS. 1 and 2, on the rear side of the
また、仕上げ刃16の後方には、仕上げ刃16に連続して形成された逃げ面20が設けられ、逃げ面20の逃げ角φ3は5〜20°の範囲で、本実施の形態では、φ3=10°である。
この第1、第2の逃げ面18、19、及び逃げ面20を設けることによって、切削加工時に、粗削り刃15及び仕上げ刃16が被削材に食い込み過ぎないようにし、ビビリ振動の発生を防止している。
Further, a
By providing the first and
また、第2の逃げ面19と仕上げ刃16の間には、仕上げ刃16に沿って螺旋状に湾曲して配置された溝21が設けられ、この溝21によって被削材の切屑を排出することができる。
図2に示すように、溝21は断面U字状に形成され、溝21には、回転方向T側に向いて配置されたすくい面22が設けられている。なお、すくい面22は、表面が凹曲面状に形成されている。
A
As shown in FIG. 2, the
仕上げ刃16は、すくい面22と逃げ面20が交差する稜線に配置され、すくい角γ1、即ち、すくい面22と逃げ面20の交差箇所での、回転方向Tの直交方向に対するすくい面22の角度は、0〜10°の範囲(本実施の形態では、γ1=8°)であるので、すくい角が大きすぎ、被削材への仕上げ刃16の食い込みが深くなるのを防止している。
また、仕上げ刃16は、図3に示すように切り刃部13の異なる位置で、軸心Oに対する捩れ角度θが、20〜40°の範囲(本実施の形態では、θ=32.5°)で一定に形成されているので、切削によって被削材の切削面を滑らかに加工することができる。
The
Further, the
逃げ面20と粗削り刃15の間には、螺旋状に湾曲して配置された溝23が設けられ、被削材の切屑は、溝23によっても排出される。
溝23は、溝21と同様に、断面U字状に形成されている。そして、図2に示すように、溝23には、凹曲面状に形成され、回転方向T側に向かって配置されたすくい面24が設けられている。
Between the
Similarly to the
粗削り刃15は、すくい面24と第1の逃げ面18が交差する稜線に配置され、すくい角γ2が、0〜10°の範囲(本実施の形態では、γ2=5°)となるように形成されている。なお、本実施の形態では、γ1及びγ2が、γ1>γ2の関係になっているが、γ1≦γ2の関係でもよい。
また、粗削り刃15は、図1、図3に示すように、軸心Oに対する捩れ角度が増減を繰り返して形成され、捩れ角度が一定となっていないので、粗削り刃15は、被削材を削り取る際に生じる抵抗が、粗削り刃15の場所によって異なり、捩れ角度が一定の仕上げ刃16に比べて、被削材を深く削り取ることが可能である。
The
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
粗削り刃15は、捩れ角度が角度θの65〜135%の範囲で規則的に増減し、振幅及び波長が等しい複数の波形(例えばサインカーブ)によって波形状に形成されている。
また、波形状に形成された粗削り刃15の各波形の周期、即ち増減する捩れ角度の周期は、切り刃部13の軸心回りの全周360°に対して25〜50°の範囲にある。本実施の形態では、粗削り刃15が、3.5個のサインカーブによって形成され、各サインカーブの捩れ角度の最小角θs及び、最大角θbは、それぞれθの65〜80%及び120〜135%の範囲にでき、例えば、θs=25°、θb=40°である。
The
In addition, the period of each waveform of the
図2に示すように、粗削り刃15及び仕上げ刃16の、エンドミル10の軸心Oからの距離、即ち刃先半径は、仕上げ刃16の刃先半径L1が、粗削り刃15の刃先半径L2に比べて、L2の1/100以下の範囲で大きくなっている。従って、仕上げ刃16は、粗削り刃15に比べて、被削材を深く削り取ることができ、被削材は仕上げ刃16により滑らかに切削される。
なお、本実施の形態では、L1=10.00mm、L2=9.98mmであり、L1はシャンク部14の半径Rに等しくなっている。
As shown in FIG. 2, the distance between the
In the present embodiment, L1 = 10.00 mm and L2 = 9.98 mm, and L1 is equal to the radius R of the
ここで、対となる粗削り刃15と仕上げ刃16の配置間隔(角度差)α、及び仕上げ刃16とその仕上げ刃16の回転方向後側に配置された粗削り刃15の配置間隔K−αには、式1より、以下の関係が成立する。
K−α>α (式2)
即ち、仕上げ刃16は、回転方向前後に隣り合う粗削り刃15の中間位置より前方側に配置されることになる。
従って、L1>L2の関係にある粗削り刃15及び仕上げ刃16の両刃が被削材を切削可能な条件幅を広くすること、即ち、L1≦L2の場合に比べて、エンドミル10の軸心O回りの回転数Toを上げること、及び被削材に対するエンドミル10の送り速度Soを遅くすることが可能である。
これにより、仕上げ刃16は、仕上げ刃のみを設けたエンドミルに比べて、被削材の削り取り一回あたりの切削量が少なくなるので、切削加工時に生じる仕上げ刃16への負担が小さく、刃こぼれの発生を少なくし、刃の摩耗量を低減することができる。
Here, the arrangement interval (angle difference) α between the paired
K-α> α (Formula 2)
That is, the
Accordingly, the
As a result, the
そして、エンドミル10を用いて、α=50°、K=120°、回転数To=1600回転/分、送り速度So=384mm/分の条件下で、エンドミル10の側部を被削材に当て、軸心Oに直交する方向に被削材を2mmの深さで切削し、粗削り刃15及び仕上げ刃16の両方の刃によって被削材を削り取ること、及び仕上げ刃のみのエンドミルと比べて仕上げ刃の摩耗量が低減されることを確認した。
Then, using the
図4に示すように、エンドミル10の底部には、3条の粗削り刃15にそれぞれ連続して形成された第1の底面刃26、27、28と、3条の仕上げ刃16にそれぞれ連続して形成された第2の底面刃29、30、31が設けられ、底刃11は、第1の底面刃26、27、28及び第2の底面刃29、30、31を有して構成されている。
第1の底面刃26と第2の底面刃29、第1の底面刃27と第2の底面刃30、及び第1の底面刃28と第2の底面刃31はそれぞれ対となって設けられている。また、第2の底面刃29は、第2の底面刃30、31に比べて刃長が長く、第2の底面刃29の刃の基端はエンドミル10の底部中央に位置する。
As shown in FIG. 4, the bottom portion of the
The first
そして、第1の底面刃26、27、28の回転方向Tの後方側には、それぞれ底逃げ面32、33、34が形成され、底逃げ面32、33、34と第2の底面刃29、30、31の間には、被削材の切屑を排出するギャッシュ35、36、37がそれぞれ設けられている。
また、第2の底面刃29、30、31の回転方向Tの後方側には、それぞれ第1の底逃げ面38、39、40が設けられ、第1の底逃げ面38、39、40の後方側には、それぞれ第2の底逃げ面41、42、43が形成されている。
そして、エンドミル10の底部には、ギャッシュ35、36、37とは別に、切屑を排出するギャッシュ44、45、46が設けられている。ギャッシュ44は、第2の底逃げ面41と第1の底面刃27の間に配置され、ギャッシュ45、46はエンドミル10の底部中央領域に配置されている。
Further, bottom relief surfaces 32, 33, and 34 are formed on the rear side in the rotation direction T of the first
In addition, on the rear side in the rotation direction T of the second
In addition to the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、粗削り刃及び仕上げ刃を2対あるいは4対以上設けることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
For example, two pairs or four or more pairs of rough cutting blades and finishing blades can be provided.
10:エンドミル、11:底刃、12:外周刃、13:切り刃部、14:シャンク部、15:粗削り刃、16:仕上げ刃、18:第1の逃げ面、19:第2の逃げ面、20:逃げ面、21:溝、22:すくい面、23:溝、24:すくい面、26〜28:第1の底面刃、29〜31:第2の底面刃、32〜34:底逃げ面、35〜37:ギャッシュ、38、39、40:第1の底逃げ面、41〜43:第2の底逃げ面、44〜46:ギャッシュ
10: End mill, 11: Bottom blade, 12: Perimeter blade, 13: Cutting blade portion, 14: Shank portion, 15: Roughing blade, 16: Finishing blade, 18: First flank, 19: Second flank , 20: flank, 21: groove, 22: rake face, 23: groove, 24: rake face, 26-28: first bottom edge, 29-31: second bottom edge, 32-34:
Claims (2)
前記各外周刃は、粗削り刃と、該粗削り刃の回転方向後方側に配置された仕上げ刃とを有し、しかも、前記仕上げ刃の刃先半径が、前記粗削り刃の刃先半径に比べて、該粗削り刃の刃先半径の1/100以下の範囲で大きくなって、
前記仕上げ刃は、回転方向前後に隣り合う前記粗削り刃の中間位置より前方側に配置され、前記切り刃部の軸心方向に対する前記仕上げ刃の捩れ角度は、角度θで一定であり、前記切り刃部の軸心方向に対する前記粗削り刃の捩れ角度は、前記角度θの65〜135%の範囲で規則的に増減し、かつ該規則的な増減の周期は、該切り刃部の軸心回りの全周360°に対して25〜50°の範囲にあることを特徴とするエンドミル。 A bottom blade for plane cutting at the bottom, a cutting blade portion having a plurality of outer peripheral blades spirally arranged at the outer peripheral portion, and a shank portion integrally connected to the cutting blade portion with its axis aligned In an end mill having
Each of the outer peripheral blades has a rough cutting blade and a finishing blade arranged on the rear side in the rotation direction of the rough cutting blade, and the edge radius of the finishing blade is larger than the cutting edge radius of the rough cutting blade. It becomes larger in the range of 1/100 or less of the cutting edge radius of the roughing blade ,
The finishing blade is disposed in front of an intermediate position between the roughing blades adjacent to each other in the rotational direction, and the twist angle of the finishing blade with respect to the axial direction of the cutting blade portion is constant at an angle θ. The twist angle of the rough cutting blade with respect to the axial direction of the blade portion regularly increases and decreases within a range of 65 to 135% of the angle θ, and the periodic increase and decrease cycle is around the axis of the cutting blade portion. end mill, wherein a range near Rukoto of 25 to 50 ° with respect to the entire circumference 360 ° a.
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