JP5750741B2 - Replaceable radius end mill - Google Patents
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Description
本発明は、工具本体の先端部に設けた取付座に切れ刃を備えたインサートを着脱自在に装着できるようにした刃先交換式ラジアスエンドミル、特に、被削材の中仕上げ及び仕上げ加工において、取付座へのインサートの装着精度が確保できるように改善して、高速度、高精度の切削加工を可能にした刃先交換式ラジアスエンドミルに関するものである。 The present invention relates to a blade end replaceable radius end mill in which an insert provided with a cutting edge can be detachably mounted on a mounting seat provided at a tip portion of a tool body, particularly, in the finishing and finishing of a work material. The present invention relates to a blade end replaceable radius end mill which has been improved so as to ensure the accuracy of mounting an insert on a seat and which enables high-speed, high-precision cutting.
各種の金型を製作する際には、金型の素材となる被削材に3次元の切削加工を行う必要がある。従来から金型の切削加工用の工具としては、ラジアスエンドミル、あるいはボールエンドミルが用いられる。ボールエンドミルは、刃部の形状は側面視で半球状をなしているため、曲面を高速で仕上げ加工を行う切削工具として適しているが、工具本体の先端部軸線(工具回転軸)付近の刃部はその回転速度が遅くなるため、工具先端部軸線付近の刃部を使用した切削加工を行うと刃部が欠損し易くなるという欠点がある。 When manufacturing various types of dies, it is necessary to perform three-dimensional cutting on a work material that is a material of the dies. Conventionally, a radius end mill or a ball end mill is used as a tool for cutting a mold. The ball end mill has a hemispherical shape when viewed from the side, so it is suitable as a cutting tool for finishing a curved surface at high speed, but the blade near the tip axis (tool rotation axis) of the tool body Since the rotation speed of the part is slow, there is a disadvantage that the cutting of the blade tends to be lost when cutting is performed using the blade near the tool tip axis.
これに対して、ラジアスエンドミルは、底刃と外周刃と、これら底刃と外周刃との間に形成されたR形状のコーナR刃を備えているため、平面加工や曲面加工も行うことができる。このため、近年、複雑な曲面を有する金型の仕上げ加工や中仕上げ加工に用いる切削工具として、ボールエンドミルに代わってラジアスエンドミルも多用されてきている。 On the other hand, the radius end mill includes a bottom blade, an outer peripheral blade, and an R-shaped corner R blade formed between the bottom blade and the outer peripheral blade. it can. For this reason, in recent years, a radius end mill has been frequently used in place of a ball end mill as a cutting tool used for finishing and intermediate finishing of a mold having a complicated curved surface.
近年、各種の金型の寸法は大型化する傾向にあり、これに伴って金型の切削加工を行うための切削工具には、高速、高能率、高精度の切削加工を行い、かつ長寿命化が要求されている。このような事情により、各種の金型の加工を行うための切削工具としてラジアスエンドミルが使用されるようになっている。また、切削加工を高能率、高精度に行うためには、ソリッドタイプの切削工具よりも、切れ刃を形成したインサートを、工具本体に形成した取付座にクランプネジ等により着脱自在に装着する方式である、刃先交換式のラジアスエンドミル(刃先交換式ラジアスエンドミル)が適している。この理由は、インサートに形成した切れ刃が摩耗して切れ味が低下すると、直ちに新しいインサートと交換することができるので、切削加工の高能率化と高精度化を維持することができ、かつ、切削工具に対するコスト低減も行うことができるからである。 In recent years, the dimensions of various molds tend to increase in size. Along with this, cutting tools for cutting molds perform high-speed, high-efficiency, high-precision cutting, and have a long service life. Is required. Under such circumstances, a radius end mill is used as a cutting tool for processing various dies. Also, in order to perform cutting work with high efficiency and high accuracy, a method in which an insert with a cutting edge is detachably attached to a mounting seat formed on the tool body with a clamp screw, etc., rather than a solid type cutting tool. A blade end replaceable radius end mill (blade end replaceable radius end mill) is suitable. The reason for this is that when the cutting edge formed on the insert is worn out and the sharpness is lowered, it can be immediately replaced with a new insert, so that high efficiency and high accuracy of cutting can be maintained and cutting can be performed. This is because the cost for the tool can be reduced.
刃先交換式ラジアスエンドミルの技術に関しては、例えば、下記の特許文献1〜3に記載の発明が提案されている。
Regarding the technology of the blade end replaceable radius end mill, for example, the inventions described in the following
特許文献1(特開平10−156616号公報)には、突き加工、ドリル加工、肩削り加工を可能としたスローアウェイ式ラジアスエンドミルの提供を目的とした発明が提案されている。このスローアウェイ式ラジアスエンドミルは、工具本体に複数のスローアウェイチップを装着する方式であって、第1のチップとして丸チップを用い、第2のチップとして円弧側面とこれに連なる直線状側面とから成るチップを用いて、この直線状側面を工具本体中心軸付近まで延ばし、かつ、中心軸付近に位置するコーナ部に面取り刃を設けた構成としたものである。 Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-156616) proposes an invention for the purpose of providing a throw-away type radius end mill that enables thrusting, drilling, and shouldering. This throw-away type radius end mill is a system in which a plurality of throw-away tips are mounted on a tool body, a round tip is used as a first tip, an arc side surface as a second tip, and a linear side surface connected thereto. This straight side surface is extended to the vicinity of the center axis of the tool body and a chamfering blade is provided at a corner portion located near the center axis.
特許文献2(特開2005−319558号公報)には、倣い加工時において、被削材の面粗さを改善することを目的とした刃先交換式の仕上げ用ラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。この刃先交換式ラジアスエンドミルは、工具本体の先端部に設けたスリット状のインサート取付座に切れ刃を形成したインサートを装着する構成であって、インサートの切れ刃の形状は、外周側の円弧状切れ刃の半径をr1とし、工具直径をDとしたときに、0.31D≦r1≦0.45D、D≧8mmとされ、底刃は半径r2の円弧状内周刃とこの円弧状内周刃に接続されて工具軸まで形成された直線状内周刃から構成され、r1>r2としたものである。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-319558) proposes an invention relating to a radius end mill for finishing with a blade edge replacement for the purpose of improving the surface roughness of a work material during copying. . This blade end replaceable radius end mill has a structure in which an insert having a cutting edge is mounted on a slit-like insert mounting seat provided at the tip of the tool body, and the shape of the cutting edge of the insert is an arc shape on the outer peripheral side. When the radius of the cutting edge is r1 and the tool diameter is D, 0.31D ≦ r1 ≦ 0.45D and D ≧ 8 mm are set, and the bottom edge is an arcuate inner peripheral edge of radius r2 and the arcuate inner periphery. It is composed of a linear inner peripheral blade connected to the blade and formed up to the tool axis, and r1> r2.
特許文献3(特開2009−107046号公報)には、インサート本体自体の強度やインサート取付座への取付強度は確保したまま、切削工具に取り付けて高速回転させても工具本体に振れを生じることが少なく、加工精度を損なうことなく、さらに加工効率の向上を図ることを目的とした切削インサート及びインサート着脱式切削工具に関する発明が提案されている。 Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-107046) describes that the tool body is shaken even if the insert body itself is attached to the cutting tool and rotated at a high speed while ensuring the strength of the insert body itself and the attachment strength to the insert mounting seat. There has been proposed an invention relating to a cutting insert and an insert detachable cutting tool for the purpose of further improving the processing efficiency without impairing the processing accuracy.
特許文献3に記載されているインサート着脱式切削工具は、図面の図8、図11にラジアスエンドミルとして示されているように、先端縁に切れ刃が形成されるとともに取付孔が厚さ方向に貫通させられた平板状のインサート本体を備え、このインサートを、インサート着脱式切削工具のスリット状のインサート取付座に挿入してクランプネジにより固定する構成とされている。さらに、インサートには、インサート本体に設けた取付孔の周りの取付座壁面によって挟まれる被挟持面の内側に、このインサート本体を厚さ方向に貫通する複数の貫通部をこの取付孔と間隔をあけて形成することによりインサートの重量を軽減して、高速回転させても工具本体に振れの発生を生じないように改善したものである。
As shown in FIGS. 8 and 11 of the drawings as a radius end mill, the insert detachable cutting tool described in
また、刃先交換式ラジアスエンドミル及び刃先交換式ボールエンドミルにおいては、取付座に装着してクランプネジ等により固定したインサートが、切削加工中に発生する切削加工負荷によりその固定位置がズレないようにすること、切屑の排出が良好に行われるように工具本体の先端部の構造を改善すること、及び新しいインサートを取付座に装着したときに所定の位置に、特にインサートに形成した切れ刃が工具本体の先端部から突出する長さ(位置)が、常に所定の位置に正確に固定・維持されるように、インサートを取付座に固定する方法やその手段を改善することも重要になる。 In addition, in blade-replaceable radius end mills and blade-replaceable ball end mills, inserts that are mounted on the mounting seat and fixed with clamp screws, etc., are prevented from shifting their fixing positions due to cutting loads generated during cutting. In addition, improving the structure of the tip of the tool body so that chips can be discharged well, and the cutting edge formed on the insert in particular when the new insert is mounted on the mounting seat. It is also important to improve the method and means for fixing the insert to the mounting seat so that the length (position) protruding from the tip portion of the insert is always fixed and maintained accurately at a predetermined position.
上記したインサートを工具本体の取付座に固定する機構を改善する技術としては、下記の特許文献4〜特許文献6に記載の発明が提案されている。
As techniques for improving the mechanism for fixing the above-described insert to the mounting seat of the tool body, inventions described in
特許文献4(実開昭54−29490号公報)には、切屑つまりを解消して工具の破損がなく、かつ作業能率を向上させた、切刃チップを交換自在とした穴あけ工具が提案されている。特許文献4に記載の考案は、切刃チップをホルダの相対する一対の挟持部間に挿入し、この切刃チップを貫通する締付ボルトにより固定する穴あけ工具において、一方の挟持部の縁部を切刃チップの一方の側面に対してホルダの回転方向へ鈍角をなすように切欠して一方の切削屑排出溝を形成するとともに、これと対称位置にある他方の挟持部の縁部を切刃チップの他方の側面に対しホルダの回転方向へ鈍角をなすように切欠して他方の切削屑排出溝を形成し、かつ締付ボルトを一方の挟持部の切欠した面と他方の挟持部の切欠した面とに、略平行となるように傾斜させた構成にすることが開示されている。
Patent Document 4 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 54-29490) proposes a drilling tool in which the cutting edge can be exchanged by eliminating chippings, preventing damage to the tool, and improving work efficiency. Yes. In the invention described in
特許文献5(特開2001−121339号公報)には、上記特許文献4とほぼ同様な構成を有するスローアウエイエンドミルに関する発明が提案されている。このスローアウエイエンドミルは、ホルダ本体に形成されたチップ嵌合溝に嵌合されるチップの取付座に直交する位置に対して、周方向に所要の角度ほど傾斜した方向からクランプボルトがチップの挿通穴を挿通して両チップ挟持半体にわたってネジこまれる構成とすることにより、チップポケットを大きく取れるようにしたエンドミルである。
Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-121339) proposes an invention related to a throwaway end mill having a configuration substantially similar to that of
特許文献6(特許第4531981号公報)には、ホルダの先端部(溝脚部)に形成された溝に挿入された切削インサートを、クランプネジにより確実にクランプする機構を備えた穴ぐり工具に関する発明が提案されている。このクランプ機構(特許文献6の図3参照)は、溝脚部に設けたクランプネジ用の穴の中心軸はX方向に対して傾斜させるとともに、切削インサートに設けた受容穴の中心軸もX方向に対して傾斜させ、さらに、クランプネジはその頭部と先端部のネジ部との間のシャフト部分の外周面を、頭部からネジ部に向かって先細にしたテーパ状の構成にしたことが記載されている。このような構成にすることにより、切削インサートはクランプネジのくさび面伝道装置のような形式で協働して、ストッパ面に押圧されるので、切削加工中における切削インサートに発生する振動もなくなり、優れたクランプ作用を達成することができると記載されている。 Patent Document 6 (Japanese Patent No. 4531981) relates to a boring tool provided with a mechanism for securely clamping a cutting insert inserted into a groove formed in a tip (groove leg) of a holder with a clamp screw. An invention has been proposed. In this clamp mechanism (see FIG. 3 of Patent Document 6), the center axis of the hole for the clamp screw provided in the groove leg portion is inclined with respect to the X direction, and the center axis of the receiving hole provided in the cutting insert is also X The clamp screw has a tapered configuration in which the outer peripheral surface of the shaft part between the head and the screw part at the tip is tapered from the head toward the screw part. Is described. By adopting such a configuration, the cutting insert cooperates in a form like a wedge surface transmission device of a clamp screw and is pressed against the stopper surface, so that there is no vibration generated in the cutting insert during the cutting process, It is described that an excellent clamping action can be achieved.
また、ラジアスエンドミルの切れ刃の長寿命化を図るために、耐摩耗性を有する立方晶窒化硼素(CBN)からなる硬質焼結体製の切れ刃を備えたラジアスエンドミルも提案されている。切れ刃を立方晶窒化硼素(CBN)からなる硬質焼結体製としたラジアスエンドミルに関しては、例えば、特許文献7、特許文献8が提案されている。
In order to extend the life of the cutting edge of the radius end mill, a radius end mill having a hard sintered cutting edge made of cubic boron nitride (CBN) having wear resistance has been proposed. For example,
特許文献7(特開2008−279520号公報)には、コーナR刃の欠損を防止して寿命延長を図ることを目的としたラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。このラジアスエンドミルは、エンドミル本体2の先端部外周にコーナR刃が備えられたラジアスエンドミルにおいて、このコーナR刃の先端部とコーナR刃の先端側に配置される底刃4とで構成される先端刃部を立方晶窒化硼素焼結体によって形成し、先端刃部の軸線O方向の長さLが、コーナR刃の半径Rよりも小さい値となるように構成されている。
Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-279520) proposes an invention related to a radius end mill for the purpose of preventing the corner R blade from being broken and extending its life. This radius end mill is a radius end mill in which a corner R blade is provided on the outer periphery of the tip end of the end mill
特許文献8(特開2009−241190号公報)には、CBNラジアスエンドミルの底刃とラジアス刃の境界部を強化することにより、寿命を向上させたラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。このCBNラジアスエンドミルは、工具本体の先端部にCBN焼結体を接合し、CBN焼結体には2枚の切れ刃を設けた構成とされている。そして、この切れ刃は、底刃、繋ぎ刃、1/4円のラジアス刃、外周刃から構成され、すくい角が−30°〜−50°に設定され、かつ、くさび角が切れ刃の各部で一定しているネガランドをすくい面上に切れ刃の全域に沿って形成し、さらに、底刃とラジアス刃との間に、すきま角γ0が底刃のすきま角γ1よりも小さく、かつ、0.5°≦γ0≦2°の条件を満たす繋ぎ刃3bを形成したものである。
Patent Document 8 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-241190) proposes an invention related to a radius end mill whose life is improved by strengthening the boundary between the bottom edge and the radius edge of the CBN radius end mill. This CBN radius end mill has a structure in which a CBN sintered body is joined to the tip of a tool body, and the CBN sintered body is provided with two cutting edges. The cutting blade is composed of a bottom blade, a connecting blade, a 1 / 4-radius blade, and an outer peripheral blade, the rake angle is set to -30 ° to -50 °, and the wedge angle is each part of the cutting blade. A negative land that is constant at the same time is formed on the rake face along the entire area of the cutting edge, and the clearance angle γ0 is smaller than the clearance angle γ1 of the bottom edge between the bottom edge and the radius edge, and 0 The connecting
特許文献1に記載のスローアウェイ式ラジアスエンドミルは、刃先交換式のラジアスエンドミルであるが、突き加工、ドリル加工、あるいは肩削り加工を可能とするために、第1のチップとして丸チップを用い、第2のチップとして円弧側面とこれに連なる直線状側面とから成るチップを用いて、この直線状側面を工具本体中心軸付近まで延ばし、かつ、中心軸付近に位置するコーナ部に面取り刃を設けた構成とされている。しかしながら、加工中にこれらのチップに作用する負荷に対してチップの位置ずれを防止する機構については開示されていない。
The throwaway type radius end mill described in
特許文献2に記載の刃先交換式仕上げ用ラジアスエンドミルは、被削材の仕上げ加工において、被削材の面粗さを改善するために、インサートに形成した切れ刃の形状と工具直径との関係を特定したラジアスエンドミルであって、切削加工中にインサートに作用する加工負荷によりこのインサートの位置ずれをより確実に防止するために、インサートを取付座に装着して固定するための機構の改善については開示されていない。
The radius end mill for exchangeable cutting edge described in
特許文献3の図8、図11に示されている刃先交換式のラジアスエンドミルは、インサート本体に設けた取付孔の周りに、このインサートの厚さ方向に貫通する複数の貫通部を設けてインサートの重量を軽減することにより、高速度切削を行っても工具本体に振れが発生しない構成としたものであって、高速度切削を行っても取付座に装着して固定したインサートの位置ずれを防止するための対策については、開示されていない。
8 and 11 of
特許文献4に記載の穴あけ工具は、工具先端部に、締付けボルトを傾斜した方向から締付けて切刃チップを固定する構成にすることにより、切屑排出溝を大きく確保するようにした穴あけ専用の工具である。従って、この穴あけ工具は、金型のキャビティー等の3次元切削加工を高速で行うための工具として使用することはできない。また、特許文献4には、切刃チップに形成した挿通穴と締付けボルトの外周面との係合関係の詳細については開示されていない。
The drilling tool described in
特許文献5に記載のスローアウエイエンドミルは、ホルダ本体に形成されたチップ嵌合溝に嵌合されるチップの取付座に直交する位置に対して、周方向に所要の角度ほど傾斜した方向からクランプボルトがチップの挿通穴を挿通して両チップ挟持半体にわたってネジこまれる構成とすることにより、チップポケットを大きく取ることができるようにして切屑の排出性を良好にした刃先交換式エンドミルである。しかし、このスローアウエイエンドミルは切れ刃が2枚から構成されているので、金型を高速で切削加工するボールエンドミルとして適用することは困難である。金型等を高速で切削加工するためには、切れ刃を少なくとも4枚刃からなる構成にすることが望ましい。また、特許文献5には、チップに形成した挿通穴とクランプボルトの外周面との係合関係の詳細については開示されていない。
The throwaway end mill described in
特許文献6に記載の切削インサートを備えた穴ぐり工具は、穴開け専用の工具であって、金型のキャビティー等を高速で切削加工するための工具として使用することはできない。また、加工中に切削インサートの位置ずれを防止するためにクランプネジのテーパ状の外周面と切削インサートに設けた挿通穴との具体的な係合関係については記載されていない。
The drilling tool provided with the cutting insert described in
特許文献7及び特許文献8に記載のラジアスエンドミルは、エンドミル本体の先端部に形成されるコーナR刃と底刃の先端刃部を立方晶窒化硼素焼結体から構成したソリッドタイプのエンドミルであって、刃先交換式のラジアスエンドミルではない。金型等の被削材を高効率、かつ高速度で切削加工を行うためには、ソリッドタイプよりも刃先交換式のエンドミルの方が優れていることは明らかである。
The radius end mills described in
一方、刃先交換式ラジアスエンドミル等において、インサートの工具本体への装着と固定は、取付座に装着したインサートを、このインサートに形成されたネジ挿通穴に固定用ネジを挿通させ、この固定用ネジを取付座と螺合させる手段が採用されている。一般的に、金型等の被削材の仕上げ加工に使用される刃先交換式工具では、摩耗したインサートを新しいインサートと交換して装着する都度、新しく装着したインサートの装着・固定状態、すなわち、工具本体の先端部に対する切れ刃の位置や切れ刃形状等を確認し、必要に応じてはインサートの固定位置を微調整することがある。従って、インサートを工具本体に装着する際において、新しいインサートを装着して固定する都度、この固定位置について高い精度を得るための改善は、インサートの位置調整時間の短縮につながることから、重要な技術課題の一つである。 On the other hand, in a blade end type radius end mill, etc., the insert is mounted and fixed on the tool body by inserting the insert mounted on the mounting seat into the screw insertion hole formed in the insert and inserting the fixing screw. A means for screwing with the mounting seat is employed. In general, in a blade-tip-exchangeable tool used for finishing a work material such as a die, every time a worn insert is replaced with a new insert, the newly installed insert is mounted / fixed. The position of the cutting edge with respect to the tip of the tool body, the shape of the cutting edge, etc. may be confirmed, and the fixing position of the insert may be finely adjusted as necessary. Therefore, every time a new insert is mounted and fixed when the insert is mounted on the tool body, an improvement to obtain high accuracy for this fixed position leads to a reduction in the position adjustment time of the insert. One of the challenges.
本願の発明者は、高速で、かつ高精度で金型の切削加工、特に仕上げ加工を行うための刃先交換式ラジアスエンドミルの構成、さらにインサートの構成や取付座への固定方法の改善について、種々の検討と実験を行った結果、インサートの固定用のネジ挿通穴の向き、このネジ挿通穴の内周面の面粗さと、固定用ネジの円筒部における外周面の面粗さとを適切に設定して、インサートのネジ挿通穴の内周面と固定用ネジの円筒部の外周面とを、密に係合させることが重要であるとの知見を得た。 The inventor of the present application is various about the configuration of the blade end replaceable radius end mill for performing high-speed and high-precision mold cutting, particularly finishing, and further improving the configuration of the insert and the fixing method to the mounting seat. As a result of examining and experimenting, the direction of the screw insertion hole for fixing the insert, the surface roughness of the inner peripheral surface of this screw insertion hole, and the surface roughness of the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the fixing screw are appropriately set. Thus, it was found that it is important to closely engage the inner peripheral surface of the screw insertion hole of the insert and the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the fixing screw.
従って、本発明の目的は、刃先交換式ラジアスエンドミルにおいて、工具本体の先端部に第1のインサート、第2及び第3のインサートをそれぞれの取付座に装着して固定するための固定機構を改善することにより、金型等の被削材の加工を、高速、高能率、高精度に行うことを可能とし、さらにインサートを装着した1本当りの工具の寿命を長寿命とした刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to improve a fixing mechanism for mounting and fixing the first insert, the second insert, and the third insert to the respective mounting seats at the tip of the tool body in a blade end replaceable radius end mill. This makes it possible to process workpieces such as dies at high speed, high efficiency, and high precision, and also provides a blade-replaceable radius that extends the life of the tool per insert. It is to provide an end mill.
本発明の請求項1に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルは、軸線回りに回転する工具本体の先端部に取付座を設け、前記取付座に切れ刃を有するインサートを着脱自在に装着可能とした刃先交換式ラジアスエンドミルであって、
前記取付座は、
前記工具本体の先端部に前記軸線を含む該工具本体の径方向に形成されたスリット状のインサート嵌合溝からなり、前記インサート嵌合溝に挿入された第1のインサートを、前記第1のインサートを貫通して形成された傾斜ネジ挿通穴に、外周面に仕上げ加工を施した外周面部を備えた第1の固定用ネジを挿通させたネジ締結により固定するための第1取付座と、
前記インサート嵌合溝により、前記工具本体の先端部に形成された先端半体部の一方と他方にそれぞれ設けられた取付座であって、第2のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第2取付座と、第3のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第3取付座と、を備え、
平板状で、平面視で略四角形状をなす前記第1のインサートは、切れ刃として、その先端面部の中央部からそれぞれの側面部に向けて形成された底刃と、前記側面部のそれぞれに形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナR刃を有し、前記傾斜ネジ挿通穴の中心線は、前記平板状の平面に直交する方向に対して回転方向後方側へ角度θ傾斜するとともに、その内周壁面は仕上げ加工を施した内周面部を有し、
平板状をなす前記第2及び第3のインサートは、切れ刃として、その先端面部に形成された底刃と、一方の側面部に形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナR刃を有し、
前記先端半体部は、一方の前記先端半体部の外表面から前記インサート嵌合溝内において前記軸線を介するように、他方の前記先端半体部の内部に達して形成されたネジ穴であって前記インサート嵌合溝が前記工具本体の径方向に延びる向きと直交する方向に対して、前記工具本体の回転方向とは逆方向に前記角度θ傾斜した方向に形成された第1インサート固定用ネジ穴を備え、
前記第1取付座に、前記第1のインサートを前記第1の固定用ネジによるネジ締結で固定したときには、
前記第1の固定用ネジの前記外周面部と前記傾斜ネジ挿通穴の前記内周面部とは密に係合していることを特徴としている。
The blade end replaceable type radius end mill according to
The mounting seat is
A first insert inserted into the insert fitting groove is formed of a slit-like insert fitting groove formed in a radial direction of the tool body including the axis at the tip of the tool body. A first mounting seat for fixing by screw fastening in which a first fixing screw having an outer peripheral surface portion having a finished outer peripheral surface is inserted into an inclined screw insertion hole formed through the insert;
A mounting seat provided on one and the other half of the tip half formed on the tip of the tool body by the insert fitting groove, and the second insert is detachably fixed by a fixing screw. A second mounting seat, and a third mounting seat for detachably fixing the third insert with a fixing screw,
The first insert, which is flat and has a substantially square shape in plan view, has a cutting edge as a bottom blade formed from the center portion of the tip surface portion toward each side portion, and each of the side portions. The outer peripheral blade formed and a corner R blade connecting the bottom blade and the outer peripheral blade are provided, and the center line of the inclined screw insertion hole is on the rear side in the rotational direction with respect to the direction orthogonal to the flat plate-like plane. as well as the angle θ inclined to, the inner peripheral wall has an inner peripheral surface subjected to finishing,
The second and third inserts having a flat plate shape include a bottom blade formed on the front end surface portion, an outer peripheral blade formed on one side surface portion, the bottom blade and the outer peripheral blade as cutting blades. It has a corner R blade that connects,
The tip half part is a screw hole formed so as to reach the inside of the other tip half part from the outer surface of one tip half part through the axis in the insert fitting groove. A first insert fixing formed in a direction inclined by the angle θ in a direction opposite to a rotation direction of the tool body with respect to a direction orthogonal to a direction in which the insert fitting groove extends in a radial direction of the tool body. With screw holes for
When the first insert is fixed to the first mounting seat by screw fastening with the first fixing screw,
The outer peripheral surface portion of the first fixing screw and the inner peripheral surface portion of the inclined screw insertion hole are closely engaged with each other.
請求項2に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルは、 請求項1に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第1取付座に前記第1のインサートを装着して固定し、前記第2取付座に前記第2のインサートを、さらに前記第3取付座に前記第3のインサートを装着して固定したときに、
前記軸線方向に対する前記工具本体に装着した前記インサートの最下点が、前記軸線と垂直に交わる同一平面上であって、前記第1のインサートの切れ刃に2ケ所、前記第2及び第3のインサートの切れ刃にそれぞれ1ケ所存在するようになされていることを特徴としている。
The blade edge replaceable radius end mill according to
The lowest point of the insert mounted on the tool main body with respect to the axial direction is on the same plane perpendicular to the axial line, and the cutting edge of the first insert has two locations, the second and third It is characterized in that there is one each on the cutting edge of the insert.
請求項3に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルは、 請求項1又は請求項2に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第1のインサートは超硬合金から構成され、
前記第2及び第3のインサートはその基体が超硬合金から構成されるとともに該第2及び第3のインサートの前記切れ刃は、前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴としている。
The blade tip replaceable radius end mill according to
The bases of the second and third inserts are made of cemented carbide, and the cutting edges of the second and third inserts are hard sintered bodies including a cubic boron nitride sintered body in the bases. It is characterized by comprising a structure in which cutting edges formed from are joined.
請求項4に記載の先交換式ラジアスエンドミルは、請求項1又は請求項2に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第1のインサートと前記2及び第3のインサートは、その基体が超硬合金から構成されるとともに、前記第1、前記2及び第3のインサートの前記切れ刃は、それぞれの前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴としている。
The tip exchange type radius end mill according to
請求項5に記載の先交換式ラジアスエンドミルは、請求項1に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記第1の固定用ネジの前記仕上げ加工を施した外周面部の表面粗さは、前記第1のインサートの前記傾斜ネジ挿通穴の前記仕上げ加工を施した前記内周面部の表面粗さより粗くされていることを特徴としている。
The tip-replaceable radius end mill according to
請求項6に記載の先交換式ラジアスエンドミルは、請求項1に記載の刃先交換式ラジアスエンドミルに係り、前記角度θは、20°≦θ≦40°の範囲に設定されていることを特徴としている。
The tip exchange type radius end mill according to
本発明の先交換式ラジアスエンドミルは、次の効果を奏することが可能になる。
(1)第1のインサートの固定用ネジ挿通穴と工具本体の第1インサート固定用ネジ穴を、工具本体の正回転方向とは逆方向に傾斜させることによって、第2、第3のインサートをネジにより装着できるスペースを充分に設けることができるので、刃先交換式ラジアスエンドミルを4枚刃とすることが可能になる。その結果として、本発明は、従来の2刃タイプの刃先交換式ラジアスエンドミルに比べ、1刃当りの負荷が半分に低減される事により、送り速度Vfを2倍にアップでき、工具寿命も約2倍に向上するなど、切削工具1本当たりの切削性能を向上することができ、平面切削加工及び立ち壁の高速切削加工において高能率、高精度、且つ、工具寿命に優れる刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することができる。
The pre-exchangeable radius end mill of the present invention can achieve the following effects.
(1) By tilting the screw insertion hole for fixing the first insert and the screw hole for fixing the first insert of the tool body in the direction opposite to the normal rotation direction of the tool body, the second and third inserts are Since a space that can be mounted by screws can be provided sufficiently, the blade end replaceable radius end mill can have four blades. As a result, the present invention reduces the load per blade by half compared to the conventional two-blade type radius end mill, and the feed speed Vf can be doubled, and the tool life is also reduced. The cutting performance per cutting tool can be improved, such as doubled, and the blade end replaceable radius end mill has high efficiency, high accuracy, and excellent tool life in flat cutting and high-speed cutting of standing walls. Can be provided.
(2)さらに、第1のインサートを第1の固定用ネジを用いて第1取付座に装着して固定したときには、第1のインサートの傾斜ネジ挿通穴の内周面に形成した仕上げ加工を施した内周面部と第1の固定用ネジの外周面に仕上げ加工を施した外周面部とが密に係合した構成になるので、切削加工中において、第1のインサートが第1取付座から位置ズレすることを防止できる。これにより、金型などの高速切削加工において、高能率・高精度、且つ、工具寿命に優れる刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することができる。 (2) Further, when the first insert is fixed to the first mounting seat using the first fixing screw, the finishing process formed on the inner peripheral surface of the inclined screw insertion hole of the first insert is performed. Since the inner peripheral surface portion that has been applied and the outer peripheral surface portion that has been subjected to finishing processing on the outer peripheral surface of the first fixing screw are closely engaged, the first insert is removed from the first mounting seat during the cutting process. Misalignment can be prevented. Accordingly, it is possible to provide a blade end replaceable radius end mill that is highly efficient, highly accurate, and has an excellent tool life in high-speed cutting such as a mold.
(3)本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルは、工具本体の第1取付座から第3取付座に、それぞれ第1、第2、第3のインサートを装着して固定したときに、工具本体の軸線O方向に対する最下点が、軸線Oと垂直に交わる同一平面上であって、第1のインサートの切れ刃に2ケ所、第2及び第3のインサートの切れ刃に各1ケ所存在するようにしている。これにより、底刃を主体にした平面部の切削加工の制御を実施したときに、切削加工負荷に伴う振動の発生が抑制されるので、上記(2)に記載の効果に加えて第1のインサートの第1取付座に対する位置ズレをより防止することが可能になる。 (3) The blade-tip-exchangeable radius end mill of the present invention has the tool body when the first, second, and third inserts are mounted and fixed from the first mounting seat to the third mounting seat of the tool body, respectively. The lowest point with respect to the direction of the axis O is on the same plane perpendicular to the axis O, so that there are two places on the cutting edge of the first insert and one place on each of the cutting edges of the second and third inserts. I have to. Thereby, when control of the cutting process of the flat surface portion mainly including the bottom blade is performed, the occurrence of vibration accompanying the cutting process load is suppressed. Therefore, in addition to the effect described in the above (2), the first It is possible to further prevent displacement of the insert with respect to the first mounting seat.
(4)本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルは、工具本体の第1取付座から第3取付座に、それぞれ第1、第2、第3のインサートを装着して固定したときに、工具本体の軸線Oを回転中心とした第1インサートの外周切れ刃の最外周点の回転軌跡が、工具径(Dc)を直径とした円をなし、この円周上に第2、第3インサートの切れ刃の最外周点が、存在するようにしている。これにより、外周刃を主体にした立ち壁の切削加工の制御を実施したときに、一刃当たりの切削負荷が均等化されることにより、振動の発生が抑制される。従って、上記(2)、(3)に記載の効果に加えて、更に振動の発生を抑制することが可能となり、好ましい。 (4) The blade end replaceable type radius end mill of the present invention has the tool body when the first, second, and third inserts are mounted and fixed from the first mounting seat to the third mounting seat of the tool body, respectively. The rotation locus of the outermost peripheral point of the outer peripheral cutting edge of the first insert with the axis O as the rotation center forms a circle whose diameter is the tool diameter (Dc), and the cutting edges of the second and third inserts on this circumference. The outermost peripheral point of is present. Thereby, when controlling the cutting of the standing wall mainly using the outer peripheral blade, the cutting load per blade is equalized, thereby suppressing the occurrence of vibration. Therefore, in addition to the effects described in (2) and (3) above, it is possible to further suppress the occurrence of vibration, which is preferable.
以下、図面を用いて本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルの実施形態について、詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a blade end replaceable radius end mill according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(工具本体の構成)
図1〜図3は、本発明の一実施形態を示す刃先交換式ラジアスエンドミル1について、切れ刃となるインサートを装着していないときの工具本体2の構成を示す図である。なお、図1は工具本体2の平面図、図2は工具本体2をその先端部から回転中心軸O(以下、「軸線O」という)方向へみたときに、工具本体2の先端部の構成を示す側面図、図3は図1に示す工具本体2を、軸線Oに対して90°異なる方向からみたときに、先端部の構成を示す正面図である。
(Tool body configuration)
FIGS. 1-3 is a figure which shows the structure of the tool
工具本体2の一方の端部となる先端部3には、切れ刃となるインサートを装着して締め付け部材となる固定用ネジによりこのインサートを着脱自在に固定するための取付座が形成されている。工具本体2の他方の端部は、刃先交換式ラジアスエンドミル1を加工装置に取り付けるためのシャンク部となる。工具本体2は、例えば、SKD61等の合金工具鋼から製造されている。
A mounting seat for detachably fixing the insert with a fixing screw as a fastening member after mounting the insert serving as a cutting blade is formed on the
次に、切れ刃を備えたインサートを装着して固定するための取付座の構成について説明する。工具本体2の先端部3には、第1取付座4と、第2取付座5と、第3取付座6が形成されている。図2及び図3に示すように、第1取付座4は、先端部3の前面部から、軸線Oを含んでこの軸線O方向に所定の深さを有し、かつ、工具本体2の径方向に先端部3を貫くように形成されたスリット状のインサート嵌合溝7から構成されている。
Next, the structure of the mounting seat for mounting and fixing the insert with the cutting edge will be described. A first mounting
図3に示すように、第1取付座4となるインサート嵌合溝7は、所定の間隔を設けて対向するように形成した側面壁7a、7bと、底部7cを備えており、これら側面壁7aと7bは軸線Oを挟んで平行になるように、機械加工により形成されている。また、インサート嵌合溝7が軸線O方向に向かって形成された溝の中心線は、軸線Oと一致させている。この第1取付座4は、切れ刃を備えた第1のインサート12(図5、図7参照)をインサート嵌合溝7内に装着して、インサート嵌合溝7内に固定するための取付座になる。
なお、工具本体2の先端部3は、インサート嵌合溝7の形成により2分割された構成になり、以下の説明において、この2分割された先端部3の一方を先端半体部3a、他方を先端半体部3bとして説明する。
As shown in FIG. 3, the insert
The
図1〜図3に示すように、先端半体部3aの外面部には第2取付座5が、先端部半体3bの外面部には第3取付座6が形成されている。第2取付座5は、切れ刃を備えた第2のインサート13(図5、図12参照)を装着して固定するための取付座になる。また、第3取付座6は、切れ刃を備えた第3のインサート14(図5参照)を装着して固定するための取付座になる。第2取付座5と第3取付座6は、それぞれ第2及び第3のインサート13、14を装着するために軸線O方向に形成された着座面を備えている。なお、これら着座面には、それぞれ第2及び第3のインサート13、14を、締め付け部材となる第2及び第3の固定用ネジ15、16(図15参照)によるネジ締結により固定するためのネジ穴10が形成されている。
As shown in FIGS. 1-3, the 2nd mounting
また、図2に示すように、一方の先端半体部3aの表面部から、インサート嵌合溝7を介して他方の先端半体部3b内に向けて第1インサート固定用ネジ穴8が形成されている。第1インサート固定用ネジ穴8は、第1取付座4(インサート嵌合溝7)に装着された第1のインサート12を、第1の固定用ネジ9(図11参照)により固定するためのネジ穴になる。なお、第1インサート固定用ネジ穴8は、一方の先端半体部3aを貫通し、インサート嵌合溝7を介して他方の先端半体部3bの内部の所定の深さまで形成され、先端半体部3b内に設けた第1インサート固定用ネジ穴8にはネジ溝が刻設されている。このネジ溝は、第1の固定用ネジ9のネジ部9e(図11参照)とネジ嵌合するために設けたものである。
Further, as shown in FIG. 2, a first insert fixing
さらに、図2に示しているように、第1インサート固定用ネジ穴8の中心線の向き(直線O3)は、インサート嵌合溝7が工具本体2の半径方向に向かう向きとなる直線(中心線)O1と直交する直線O2に対して、角度θほど傾斜させた方向に形成している。また、この角度θ、すなわち、第1インサート固定用ネジ穴8の向きO3は、図2に示すように、切削加工時における工具本体2(ラジアスエンドミル)の回転方向をRとしたときに、角度θほど直線O2に対してこの回転方向Rと逆方向に傾斜させている。
本発明において、第1インサート固定用ネジ穴8の向きが、この直線O2に対して傾斜する傾斜角度θは、20°≦θ≦40°の範囲に設定することが望ましい。なお、図2に示す11は、先端部3に形成した切屑排出の溝である。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the direction of the center line of the first insert fixing screw hole 8 (straight line O 3 ) is a straight line in which the insert
In the present invention, the inclination angle θ at which the direction of the first insert fixing
(ラジアスエンドミルの構成)
図4〜図6は、本発明の実施形態となる刃先交換式ラジアスエンドミル1の構成を説明するための図であって、図1に示す工具本体2の第1取付座4に第1のインサート12を、第2取付座5に第2のインサート13を、第3取付座6に第3のインサート14を装着して固定したときの状態を示す図である。
(Configuration of radius end mill)
4-6 is a figure for demonstrating the structure of the blade end | tip-exchange-type
図4(図6)に示すように、第1取付座4を構成するインサート嵌合溝7に装着された第1のインサート12は、第1の固定用ネジ9を用いたネジ締めにより固定される。また、第2取付座5に装着された第2のインサート13は、第2の固定用ネジ15を用いたネジ締めにより固定され、さらに第3取付座6に装着された第3のインサート14は、第3の固定用ネジ16を用いたネジ締めにより固定される。なお、第2の固定用ネジ15と第3の固定用ネジ16は、同一のネジとすることが望ましい。
As shown in FIG. 4 (FIG. 6), the
なお、図5に示す例では、第2のインサート13と第3のインサート14は、軸線Oに対して対称となるそれぞれの先端半体部3aと3bに設けた取付座5、6に固定した例を示しているが、第2及び第3のインサート13、14を、必ずしも軸線Oに対して対称となる位置に固定する必要はない。この場合には、先端半体部3a、3bに形成する第2取付座5と第3取付座6の位置とその形状などを適切に設定するようにする。
In the example shown in FIG. 5, the
(第1のインサートの構成)
続いて、第1のインサート12の構成を、図7〜図9を参照して説明する。図7は第1のインサート12について上面部の構成を示す図、図8は図7に示す第1のインサート12について、紙面の左側(切れ刃方向)から見たときの構成を示す側面図、図9は図7に示すA−A線における断面の形状を示す図である。
(Configuration of the first insert)
Then, the structure of the
第1のインサート12の形状は、所定の厚さを有する平板状をなし、平面視で横方向の長さをX、縦方向の長さをYとした略四角形状をなし、その材質は超硬合金製である。第1のインサート12の上面部12aと下面部12bに囲まれた前面部には、切れ刃となる底刃12cと12dが形成され、前面部の周辺部には曲率半径r1をなすコーナR刃12eと12fが形成され、2つの側面部には外周刃12gと12hが形成されている。なお、底刃12cと12dは、それぞれコーナR刃12e、12fの端部から軸線O方向に向かって形成されるとともに、さらに、後面部12i方向に、軸線Oと直交する面に対して角度αで傾斜するように形成されている。この傾斜角度αは、10°〜20°の範囲に設定する。
The shape of the
第1のインサート12においては、その側面部の前面部側から後面部側に向けて形成された外周刃12gと、第1のインサート12の前面部に形成された底刃12cとは、曲率半径r1をなすコーナR刃12eにより繋がれており、これら底刃12c、コーナR刃12e、外周刃12gは、第1のインサート12において、一つの切れ刃を構成する。なお、この切れ刃は、コーナR刃12eの一方の端部が底刃12cの端部に繋がり、コーナR刃12eの他方の端部が外周刃12gの端部と繋がるように構成されている。同様に、外周刃12hと底刃12dとコーナR刃12fについても、コーナR刃12fの一方の端部が底刃12dの端部に繋がり、コーナR刃12fの他方の端部が外周刃12hの端部と繋がるように構成されて、一つの切れ刃を構成している。
In the
このように、第1のインサート12は、2つ(2枚)の切れ刃を備えていることになる。そして、第1のインサート12を第1取付座4(インサート嵌合溝7)に装着して、その上面部12aと下面部12bを、対応するインサート嵌合溝7の側面壁7a、7bに当接させた状態で固定したときには、第1のインサート12の底刃12cと12d、コーナR刃12eと12f、外周刃12gと12hは工具本体2の先端部3及び外側部から所定の長さほど突出させるようにする。なお、外周刃12gと外周刃12hは、図7に示す軸線Oと平行になるように形成するか、あるいは軸線O方向(底刃12c(12d)方向)に所定の角度傾斜させたテーパ形状とした切刃を備えているようにしてもよい。
Thus, the
なお、図7に示す第1のインサート12の後端部12iは、例えば、直線状の平面をなす面(直線状平面部)であって、第1のインサート12を第1取付座4に装着したときに、インサート嵌合溝7の底部7cに当接させる部分になる。このため、直線状平面部12iには仕上げ加工を施しておくようにすることが望ましい。また、直線状平面部12iの他の実施形態としては、第1のインサート12をインサート嵌合溝7の底部7cに位置合わせするために、例えば平面視でV字状など凸形状をなすようにし、インサート嵌合溝7の底部7cを凹形状としてもよい。
The
図7に示すように、第1のインサート12は、上面部12aから下面部12bに向けて傾斜して貫通する傾斜ネジ挿通穴12jを備えている。さらに、傾斜ネジ挿通穴12jの内周面には仕上げ加工を施した内周面部12kを形成している。
なお、図7に示す12pはすくい面であって、上面部12a(下面部12b)に対してその高さを若干低くした平面状をなしている。また、図7に示す直線O4は、平面視において第1のインサート12の高さYを2等分する直線であって、第1のインサート12を第1取付座4に装着して固定したときに軸線Oと一致する直線である。2つの底刃12c、12dのそれぞれの一方の端部は、この直線O4、又は直線O4の近傍まで形成され、かつ、2つの底刃12c、12dは直線O4に向かって角度αの中低勾配をなすように形成されている。
As shown in FIG. 7, the
In addition, 12p shown in FIG. 7 is a rake face, and has a planar shape with a slightly lower height than the
なお、図7に示すS1とS2は、第1のインサート12を工具本体2の第1取付座4に装着して固定したときに、工具本体2の最下点となる位置を示している。この最下点S1の位置は、コーナR刃12eと底刃12cとの繋ぎ部(接続部)、またはコーナR刃12eの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるように、第1のインサート12の形状及び第1取付座4の着座面の構造を適切に設計する。また、最下点S2の位置も、同様に、コーナR刃12fと底刃12dとの繋ぎ部(接続部)、またはコーナR刃12fの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるようにする。この最下点S1とS2は、第1のインサート12を第1取付座4に装着して固定したときに、軸線O(O4)と直交する平面上に位置するようにする。
Note that S1 and S2 shown in FIG. 7 indicate positions that become the lowest point of the
図7に示すG1は、コーナR刃12eと外周刃12gとの繋ぎ部に位置する最外周点G1を示す。また、G2はコーナR刃12fと外周刃12hの繋ぎ部に位置する最外周点G2を示す。このように、第1のインサート12を工具本体2の第1取付座4に装着して固定したときには、工具本体2における2つの最下点S1、S2と2つの最外周点G1、G2が第1のインサート12の切れ刃上に生じることになる。
G1 shown in FIG. 7 indicates the outermost peripheral point G1 located at the connecting portion between the
続いて、本発明のラジアスエンドミルに装着する第1のインサート12が備えている傾斜ネジ挿通穴12jの構成について説明する。
図7に示す第1のインサート12のA−A線(傾斜ネジ挿通穴12jの中心線を通り直線O4と直交する平面)の断面の状態を示す図9において、傾斜ネジ挿通穴12jの向き、すなわち、傾斜ネジ挿通穴12jの中心線を通る直線O8の向きは、第1のインサート12の断面の中心線O7に対して角度δほど傾斜させている。なお、図9に示す直線O7は、第1のインサート12の上面部12a(又は下面部12b)に対して直交する直線を示す。そして、傾斜ネジ挿通穴12jの内周面が直線O8に沿う向きも、角度δほど傾斜した方向に設けるとともに、傾斜ネジ挿通穴12jの内周面には仕上げ加工を施した内周面部12kを形成している。なお、角度δは、前記した角度θ、すなわち第1インサート固定用ネジ穴8の向きO3の傾斜角度と同じ角度、すなわち、20°≦δ≦40°内の適切な角度に設定する。
Then, the structure of the inclination
9 showing a state of a cross section of the
第1のインサート12が備えている傾斜ネジ挿通穴12jの構成の詳細を、図10(a)、(b)に基づいて説明すると次のようになる。
Details of the configuration of the inclined
超硬合金製の第1のインサート12は、後述するように、炭化タングステン粒子、コバルト粒子と必要に応じて添加物を加えて作製した混合造粒粉末を用いてプレス(又は金型)成形することにより、傾斜ネジ挿通穴12jを有する第1のインサート12の成形体を製造することができる。
図10(a)は、上記した粉末のプレス成形により成形した第1のインサート12の成形体の素材を、焼結した後の断面形状を示している。この焼結した成形体は、厚さtを有している。粉末のプレス成形においては、金型のキャビティーの形状を適切に設計することにより、上記した角度δほど傾斜し、長さL(焼結後の長さ)を有する傾斜ネジ挿通穴12jを備えた第1のインサート12を成形することができる。
As will be described later, the
FIG. 10A shows the cross-sectional shape after sintering the material of the molded body of the
このプレス成形においては、図10(a)に示すように、傾斜ネジ挿通穴12jとして、その中央部には長さL1にわたって内径D0の内周面部12mを、さらにこの内周面部12mの両端部には内径D0より大きい内径D1を有し、傾斜ネジ挿通穴12jの方向(直線O8)に所定の長さの内周面部12nを備えた成形体を、焼結後には各部の長さが20%から30%収縮することを見込んで予め大き目の寸法で成形する。なお、図10(a)、図10(b)に示すL、L1、D0、D1、D2及び厚さtは、便宜上、粉末のプレス成形により成形した第1のインサート12の成形体の素材を、焼結した後の寸法を示している。
In this press molding, as shown in FIG. 10 (a), as an inclined
そして、この成形体を焼結した後に、長さL1の内周面部12mの全面に仕上げ加工を施して、図10(b)に示すように仕上げ加工を施した内周面部12kを形成する。なお、図10(b)に示すD2は、上記した仕上げ加工を施した後の仕上げ内周面部12kの内径を示している。以下の説明において、内周面部12mに仕上げ加工を行った仕上げ内周面部12kのことを単に「内周面部19k」と記載する場合がある。
And after sintering this molded object, finishing process is given to the whole inner
上記したように、本発明のラジアスエンドミル1は、第1のインサート12を第1取付座4(インサート嵌合溝7)に装着して第1の固定用ネジ9により固定したときに、第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴19と工具本体2に設けた第1インサート固定用ネジ穴8の向きは、ともに、インサート嵌合溝7が工具本体2の半径方向に向かう直線O1と直交する直線O2に対して、工具本体2の回転方向Rとは逆方向に角度θ(δ)(角度θは、20°〜40°)傾斜させた方向になるように構成している。この構成は、本発明の特徴の一つ(以下、「第1の特徴」という)となるものである。
As described above, the
この第1の特徴により、第2及び第3のインサート13、14を、それぞれ第2及び第3取付座5、6に装着して、第2及び第3の固定ネジ15、16により、安定した状態で固定するためのスペース、すなわち、工具本体2の先端半体部3a、3bに、第2及び第3取付座5、6と、第2及び第3の固定ネジ15、16をねじ込むためのネジ穴を設けるスペースを十分に確保することができるようになり、第2及び第3取付座5、6にそれぞれ第2及び第3のインサート13、14を安定した状態で強固に固定することが可能になる。
With this first feature, the second and
さらに、この第1の特徴により、刃先交換式ラジアスエンドミル1は、2つ(2枚)の切れ刃を有する第1のインサート12と、それぞれ1枚の切れ刃を有する第2及び第3のインサート13、14を備えた、いわゆる4枚刃を備えた刃先交換式ラジアスエンドミルとすることができるので、2枚刃からなる刃先交換式ラジアスエンドミルと比較して高速度の切削加工が可能になるという効果が生じる。
Further, according to the first feature, the blade end replaceable
上記したように、第2及び第3のインサート13、14を、それぞれ第2、及び第3の固定ネジ15、16により第2及び第3取付座に装着して固定するための十分なスペースを確保して、4枚刃からなる刃先交換式ラジアスエンドミルの構成にするためには、角度θ(δ)は、20°≦θ(δ)≦40°の範囲に設定することが望ましい。この理由は、工具径(Dc)が20mm〜30mm程度の工具本体において、θ(δ)を20°≦θ(δ)≦40°の範囲に設定すると、第2及び第3のインサート13、14をそれぞれ第2及び第3取付座に、第2、及び第3の固定ネジ15、16により安定した状態で固定するためのスペースを十分に確保することができるからである。
As described above, there is sufficient space for mounting and fixing the second and
(第1のインサートの製造方法)
続いて、第1のインサート12の製造方法について説明する。超硬合金製の第1のインサート12は、例えば、次の手順(1)〜(5)により製造することができる。
(First insert manufacturing method)
Then, the manufacturing method of the
(1)炭化タングステン粒子、コバルト粒子と必要に応じて添加物を加えて作製した混合造粒粉末を用いて、金型を用いた金型成形により、第1のインサート12の成形体を成形する。なお、前記したように、この金型成形時に、図10(a)に示すように、中央部に内径D0を有する長さL1の内周面部12mと、両端部に内径D1と所定の長さを有する内周面部12nを備えた傾斜ネジ挿通穴12jを、粉末冶金法による焼結後の20%から30%収縮することを踏まえて大きくし、さらに内周面部12mの研削代として0.05mm〜0.3mmを加味し、形成するようにする。
(1) Using the mixed granulated powder prepared by adding tungsten carbide particles, cobalt particles and additives as necessary, the molded body of the
(2)続いて、上記(1)により成形した第1のインサート12の成形体を所定の温度(1300℃から1400℃程度)に加熱した加熱炉に装入して焼結を行う。
(2) Subsequently, the molded body of the
(3)続いて、図10(a)及び(b)に示すように、傾斜ネジ挿通穴12jの中央部の長さL1の内周面部12mに、その研削代0.05mm〜0.3mmついた内周面の全面に、ダイヤモンド(又はCBN)砥粒を有する砥石を用いた研削加工、バフ研磨加工、あるいはホーニング加工のいずれか又は併用した仕上げ加工を施して、内径D2を有する内周面部12kを形成する。なお、この仕上げ加工においては、砥粒の材質、粒度、及び加工処理時間を適切に設定することによって、仕上げ内周面部12kの面粗さRza値(十点平均粗さ)を1.0μm以下になるようにする。
(3) Subsequently, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), a grinding allowance of 0.05 mm to 0.3 mm is applied to the inner
(4)さらに、焼結した第1のインサート12に形成されている切れ刃(底刃12cと12d、コーナR刃12eと12f、外周刃12gと12h)ついて、ダイヤモンド(又はCBN)砥粒を有する研削砥石を用いて仕上げ加工を行う。また、直線状平面部12iにも仕上げ加工を施す。
(4) Further, diamond (or CBN) abrasive grains are applied to the cutting edges (
(5)続いて、第1のインサート12について、傾斜ネジ挿通穴12jを除いた表面に、耐摩耗性と耐熱性を付与するための被膜をコーティングする。この被膜の材質は、例えば、Ti−Al系窒化物、Ti−Si系窒化物、Ti−B系窒化物などの被膜をPVD法により形成する。なお、仕上げ加工が完了した第1のインサート12の内周面部12kの内径D2は、例えば、ラジアスエンドミルの工具径(Dc)が20mmの場合には3.5mm、工具径(Dc)が30mmの場合には5.0mmを目標として設定するようにする。
(5) Subsequently, the
(第1の固定用ネジの構成)
続いて、第1の固定用ネジ9の構成について説明する。第1の固定用ネジ9は、第1取付座4となるインサート嵌合溝7に装着された第1のインサート12を、第1取付座4にネジ締結により固定するための締め付け部材である。第1のインサート12を第1取付座4に固定したときには、第1の固定用ネジ9が第1のインサート12に設けた傾斜ネジ挿通穴12j内に挿入される部分(図11に示す外周面部9c)は、傾斜ネジ挿通穴12j内の内周面部12kと密に係合する。このように、本発明の刃先交換式ラジアスエンドミル1においては、第1のインサート12を第1取付座4に固定したときに、傾斜ネジ挿通穴12jの内周面部12kと第1の固定用ネジ9の外周面部9cの全面とが密に係合するような構成にしたことにも特徴(以下、「第2の特徴」という)がある。
(Configuration of first fixing screw)
Next, the configuration of the first fixing
この第2の特徴により、高速度の切削加工を行ったときに、主切れ刃となる第1のインサート12に大きな切削加工負荷が作用しても、第1取付座4に固定された第1のインサート12が第1取付座4からの位置ずれを防止することが可能になり、被削材を高速度で、かつ高精度で切削加工を行うことが可能になる。
According to the second feature, when a high-speed cutting is performed, the first fixed to the first mounting
図11は、第1の固定用ネジ9の正面図を示している。第1の固定用ネジ9は、その上端部にネジ頭部9aが形成され、ネジ頭部9aから下方に向かって、第1円筒部9b、仕上げ加工を施した外周面部9c、第2円筒部9d、下端部には外周面にネジ溝(ネジ山)を刻設した所定の長さを有するネジ部9eを備えている。
FIG. 11 shows a front view of the first fixing
本発明のラジアスエンドミル1においては、第1のインサート12を第1取付座4に装着して第1の固定用ネジ9により固定したときには、前記したように、この第1の固定用ネジ9の仕上げ加工を施した外周面部9cが、第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴12jに形成した内周面部12kと密に係合することになる。
In the
従って、第1の固定用ネジ9の軸線方向に設ける第1円筒部9b、第2円筒部9d、ネジ部9eの長さは、第1のインサート12を第1の固定用ネジ9により固定したときに、その外周面部9cが第1のインサート12の内周面部12kと係合するように適切に設定するとともに、仕上げ加工を施した外周面部9cの長さは、内周面部12kの長さL1より若干長くして、両者が密に係合したときには、内周面部12kの全面が外周面部9cに密に係合させるようにする。このように、内周面部12kの全面が外周面部9cに密に係合させることにより、切削加工中に第1のインサート12にかかる切削加工負荷により、第1のインサート12が第1取付座4からの位置ずれをより防止することが可能になる。
なお、以下の説明において、仕上げ加工を施した第1の固定用ネジ9の外周面部9cのことを単に「外周面部9c」と記載して説明する場合がある。
Therefore, the length of the first
In the following description, the outer peripheral surface portion 9c of the first fixing
第1の固定用ネジ9の外周面部9cの仕上げ加工は、前記した第1のインサート12の内周面部12kに仕上げ加工を施した方法と同様の技術、例えば、ダイヤモンド(又はCBN)砥粒を有する円筒型の研削砥石を用いて仕上げ加工を施すことができる。そして、仕上げ加工を施したときには、外周面部9cの表面粗さを(Rzb)としたときに、この表面粗さは、十点平均粗さ(Rz)で1.5μm〜3.5μm程度の仕上げ加工面を有するようにして、前記した第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴12jに形成した内周面部12kの表面粗さ(Rza)であるRz=1.0μm以下より粗くなるようにする。
The finishing process of the outer peripheral surface part 9c of the first fixing
本発明のラジアスエンドミル1において、第1の固定用ネジ9の外周面部9cの表面粗さを、第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴12jに形成した内周面部12kの表面粗さより粗くする理由は、下記の通りである。
In the
第1の理由は、両者の表面粗さを異にすることにより、第1取付座4に第1のインサート12を第1の固定用ネジ9で固定するときに、傾斜ネジ挿通穴12jへの第1の固定用ネジ9の挿通操作と、ネジ締付けにより接触する両者の摩擦力を下げることができる。しかしながら、鋼製の第1の固定用ネジ9の外周面部9cに高品位に研削加工やラップ加工を行ってその表面粗さを低くするとコスト高になるという不具合が生じる。
The first reason is that when the
このため、第2の理由としては、この第1の固定用ネジ9の外周面部9cは適度な表面粗さを有するように研削加工を施した仕上げ加工面とし、超硬合金製の第1のインサート12の内周面部12kは高品位に研削加工やラップ加工を施すことにより、摩耗し難い超硬合金製の第1のインサート12に表面粗さの精度基準をおいた方が、日々の加工精度の管理を行い易くなるからである。
また、切れ刃が摩耗した第1のインサート12は、摩耗した切れ刃の部分を再研磨して再使用することも可能になるので、第1のインサート12の内周面部12kを高品位に仕上げ加工を施した方が第1のインサート12のコスト低減に貢献することができるからである。
For this reason, the second reason is that the outer peripheral surface portion 9c of the first fixing
In addition, the
(第1の固定用ネジの製造方法)
第1の固定用ネジ9の製造は、例えば、次の方法により製造することができる。SKD61等の合金工具鋼製の棒材(線材)から、プレス加工、旋盤加工により外周面部9c、ネジ部9e等を形成した後に、ダイヤモンド(又はCBN)砥粒を有する砥石を用いた機械研磨加工等により、外周面部9cの全外周面に仕上げ加工を施す。なお、外周面部9cの外径(d2)は、第1のインサート12の内周面部12kの内径より3μm〜10μm程度と僅かに小さくする。これにより、第1のインサート12の内周面部12kに第1の固定用ネジ9の外周面部9cが挿入されたときに、両者は密に係合することになる。
(Method for manufacturing first fixing screw)
For example, the first fixing
(第2のインサートの構成)
続いて、第2取付座5に着脱自在に装着して固定される第2のインサート13の構成について説明する。図12は第2のインサート13について上面部の構成を示す平面図、図13は図12に示す第2のインサート13を紙面の左側(底刃側)から見たときの図、図14は図12に示す第2のインサート13を外周刃方向から見たときの図である。
(Configuration of the second insert)
Next, the configuration of the
図12〜図14に示すように、第2のインサート13の形状は、所定の厚さを有する平板状をなし、平面視で略四角形状、または多角形状をなし、その基体は超硬合金からなっている。第2のインサート13の上面部13aと下面部13bとの間の側面部であってその前面部には切れ刃となる直線状の底刃13cが、前面部の外側端部にはR形状をなすコーナR刃13eが、外面部には外周刃13gが形成されている。コーナR刃13eは、平面視で曲率半径r1のR形状をなす切れ刃を有している。
なお、曲率半径r1の値は、第1のインサート12のコーナR刃12e(12f)と同じ曲率半径r1としている。そして、外周刃13gと底刃13cとは、コーナR刃13eのそれぞれの端部に繋がれている。従って、第2のインサート13は、底刃13cとコーナR刃13eと外周刃13gからなる一つ(1枚)の切れ刃を有するインサートとして構成されている。
As shown in FIGS. 12 to 14, the shape of the
The value of the radius of curvature r1 is the same radius of curvature r1 as that of the
なお、図12に示すように、平面視において底刃13cは、コーナR刃13eの端部から第2のネジ挿通穴13jの方向に角度αをなすように傾斜するように形成されている。この傾斜角度αは、10°〜20°程度の範囲に設定する。
As shown in FIG. 12, the
さらに、第2のインサート13は、上面部13aから下面部13bまで貫通して形成された第2のネジ挿通穴13jを備えている。第2のネジ挿通穴13jは、第2取付座5にこの第2のインサート13を装着して固定するときに、第2の固定用ネジ15を挿通させるための挿通穴である。なお、第2のネジ挿通穴13jの中心線の向きは、下面部13bに対して直交する方向に形成され、下面部13bが第2取付座5の着座面に固定される部分になる。
Furthermore, the
さらに、工具径(Dc)が40mmより小さくなる場合の望ましい例として、第2のネジ挿通穴13jの中心線の向きは、下面部13bに対して傾斜した方が望ましい。このときの傾斜は、工具本体2の回転方向Rとは逆方向、10度以内の角度で傾斜させたることが好ましい。この理由は、工具本体に固定した場合の固定ネジ15のネジ部15cと第2取付座5設けた雌ネジ部との螺合する有効ネジ山数が増やせるからである。
また、図12に示す13pは第2のインサート13のすくい面であって、上面部13aに対してその高さを若干低くした平面状をなしている。
Furthermore, as a desirable example when the tool diameter (Dc) is smaller than 40 mm, the direction of the center line of the second
Moreover, 13p shown in FIG. 12 is a rake face of the
上記したように、第2のインサート13の基体は、超硬合金製の部材から構成し、切れ刃となる底刃13c、コーナR刃13e、外周刃13gも、超硬合金製の基体と一体に金型成形等により成形することができる。
As described above, the base body of the
また、本発明において、第2のインサート13は、その基体を金型成形等により作製した超硬合金製とし、この基体の上面部13aと下面部13bとがなす側面部に、硬質焼結体製の切れ刃となる底刃13c、コーナR刃13e、外周刃13gをロウ付けにより接合して、図12に示すような構成からなる第2のインサート13を装着することが望ましい。なお、この硬質焼結体としては、立方晶窒化硼素焼結体(CBN)を質量比で95%程度含む部材を用いることが好ましい。
In the present invention, the
このように、本発明において、第2のインサート13の切れ刃となる底刃13cと、コーナR刃13eと、外周刃13gを立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から構成すると、全体を超硬合金製としたインサートと比較して、高速度の切削加工を行うためのインサートとして、より耐摩耗性と耐熱性を発揮させることが可能になる。
As described above, in the present invention, when the
本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルにおいて、第3取付座6に装着する第3のインサート14は、上記した第2のインサート13と同一の構成にすることができるので、第3のインサート14の構成及についての説明は省略する。
なお、第2及び第3のインサート13、14に形成する外周刃13g、14g(図6参照)は、第2取付座5、第3取付座6に装着したときに、軸線Oと平行になるように形成するか、あるいは軸線O方向(底刃13c(14c)方向)に、所定の角度傾斜させたテーパ形状とした切刃を備えているようにしてもよい。
In the blade end replaceable type radius end mill of the present invention, the
The outer
第2のインサート13を第2取付座5に装着して固定したときには、第2のインサート13のコーナR刃13eが工具本体2の先端部3の外周側に位置するように配置するとともに、第2のインサート13の底刃13cを工具本体2の先端部3から軸線O方向に所定の長さほど突出させ、外周刃13gを先端部3の端部から工具本体2の外周方向に所定の長さほど突出させるようにする。
さらに、第2のインサート13を第2取付座5に装着して固定したときには、図5又は図6に示すように、第2のインサート13(図6では第3のインサート14)の底刃13c(図6では第3のインサート14の底刃14c)は、軸線O上に位置しないようにする。第3のインサート14を第3取付座6に装着して固定したときも、上記第2のインサート13と同様な配置になる。
When the
Further, when the
図6に示すS3は、第2のインサート13を第2取付座5に装着して固定したときに、工具本体2の最下点となる位置を示し、G3は最外周点を示している。この最下点S3の位置は、コーナR刃13eと底刃13cとの繋ぎ部(接続部)、またはコーナR刃13eの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるようにし、最外周点G3はコーナR刃13eと外周刃13gとの繋ぎ部に位置するように、第2のインサート13の形状及び第2取付座5の着座面の構造を適切に設計する。
S3 shown in FIG. 6 shows the position which becomes the lowest point of the
同様に、第3のインサート14を第3取付座6に装着して固定したときに、工具本体2の最下点となるS4と最外周点となるG4が、第3のインサート14の切れ刃上に生じるようにする。この最下点S4の位置は、第3のインサート14のコーナR刃14eと底刃14cとの繋ぎ部(接続部)、またはコーナR刃14eの切れ刃稜線上であってこの繋ぎ部の近傍になるようにし、最外周点G4は、コーナR刃14eと外周刃14gの繋ぎ部に位置するようにする。
Similarly, when the
そして、本発明においては、工具本体2の第1取付座4に第1のインサート12を、第2取付座5に第2のインサート13を、第3取付座6に第3のインサート14を装着して固定したときには、前記した4つの最下点S1、S2、S3及びS4は、軸線Oと直交する平面であって同一の平面上に位置するようにしている。
In the present invention, the
また、工具本体2の第1取付座4から第3取付座6に、それぞれ第1、第2、第3のインサート12、13、14を装着して固定したときに、工具本体2の軸線Oを回転中心とした第1インサート12の外周刃12g、12h上の最外周点G1、G2の回転軌跡が、工具径(Dc)を直径とした円をなし、この回転軌跡の円周上に、第2、第3インサート13、14の外周刃13g、14g上の最外周点G3、G4が、存在するようにしている。ただし、最外周点G3、G4は、回転軸方向に±20μmの位置振れがあってもよい。なお、外周刃12g、12h、及び外周刃13g、14gを前記したようにテーパ形状をなすように形成すると、工具本体2の各インサート12、13、14を装着したときには、これらの最外周点G1、G2、G3、G4は、工具本体2の最外周点に位置することになる。
Further, when the first, second, and
本発明において、上記したように、工具本体2に第1のインサート12、第2のインサート13、第3のインサート14を装着して固定したときに、4つの最下点S1、S2、S3及びS4が軸線Oと直交する同一の平面上に位置する構成としていることにより、次の効果を発揮させることが可能になる。
In the present invention, as described above, when the
(1)被削材について平面加工を行うときに、被削材の表面に同時に接触した状態で切削加工を開始することが可能になるので、切削加工に伴って発生するビビリ振動の発生を防止することができ、仕上げ加工面の精度向上を得ることができるようになる。
(2)第1のインサート12、第2のインサート13及び第3のインサート14が備えている切れ刃、特に底刃、コーナR刃の切削加工において従来の2刃タイプに比べ本発明は、1刃当りの負荷が半分に低減される事により、送り速度Vfを2倍にアップできたり、工具寿命も約2倍に向上するなど、切れ刃の摩耗も減り、長時間にわたって仕上げ加工面の精度を維持することができるようになる。これにより、本発明は、長寿命化を可能とした刃先交換式ラジアスエンドミルを提供することができるようになる。
(1) When performing planar machining on the work material, it becomes possible to start cutting while simultaneously contacting the surface of the work material, thus preventing chatter vibrations that occur with the work. Thus, it is possible to improve the accuracy of the finished surface.
(2) In the cutting process of the
第2のインサート13を構成する超硬合金からなる基体の製造方法は、前記した超硬合金製の第1のインサート12の製造方法とほぼ同一であるが、ネジ挿通穴13jの内周面には仕上げ加工を施した仕上げ内周面部を必ずしも設ける必要はない。
The manufacturing method of the substrate made of the cemented carbide constituting the
なお、超硬合金からなる基体に、立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体からなる切れ刃(底刃13c、コーナR刃13e、外周刃13g)をロウ付けした第2のインサート13を製造する方法は、例えば、下記の第1から第4の工程により製造することができる。第3のインサート14の製造も下記と同様の製造工程により製造することができる。
In addition, the
(第1の工程)
超硬合金製の基体からなる第2のインサート13の刃部に相当する箇所(基体の上面部13aと下面部13bとがなす側面部)に、予め、切り欠き部を作製しておく。この切り欠き部は、超硬合金製の基体の金型成形時に作成しておくこともできる。なお、金型成形により成形した成形体を焼結した後に、この切り欠き部に立方晶窒化硼素焼結体からなる切れ刃を固着するため、この切り欠き部の焼き肌面の表面にダイヤモンド(又はCBN)砥粒を有する砥石などで仕上げ加工面を形成しておくことが好ましい。
(First step)
A notch portion is prepared in advance at a location corresponding to the blade portion of the
(第2の工程)
底刃13c、コーナR刃13e、外周刃13gが連続した切れ刃をなすように予め所定の形状に成形された立方晶窒化硼素焼結体から、ワイーヤーカットによって、底刃13cとコーナR刃13eと外周刃13gとが連続した刃部を、1枚ずつ切り出す。
(Second step)
From a cubic boron nitride sintered body formed in a predetermined shape so that the
(第3の工程)
前記した第1の工程で作製した超硬合金製の基体の切り欠き部に、第2の工程で作製した立方晶窒化硼素焼結体からなる刃部を、ロウ材を用い接着し、熱処理を行って両者を強固に固着する。
(Third step)
A blade portion made of a cubic boron nitride sintered body prepared in the second step is bonded to the notch portion of the cemented carbide substrate prepared in the first step using a brazing material, and heat treatment is performed. Go and firmly fix both.
(第4の工程)
続いて、最終工程として、ダイヤモンド砥石により、超硬合金製の基体に接着した刃部に仕上げ研削加工等を施す。
このような製造工程により、1枚の切れ刃として、底刃13c、コーナR刃13e及び外周刃13gを備えた第2のインサート13を製造することができる。
(Fourth process)
Subsequently, as a final step, a finish grinding process or the like is performed on the blade portion bonded to the cemented carbide substrate with a diamond grindstone.
With such a manufacturing process, the
なお、本発明において上記した第1のインサート12についても、その切れ刃を構成する底刃12c、12d、コーナR刃12e、12f、外周刃12g、12hを、立方晶窒化硼素焼結体(CBN)を含む硬質焼結体からなる切れ刃として、超硬合金製の基体にロウ材を用いて熱処理により固着した構成としてもよい。このように第1のインサート12の切れ刃をCBN製の切れ刃を備えたインサートとすることにより、主切れ刃となる第1のインサート12を装着した刃先交換式ラジアスエンドミルの工具寿命をより増大させることが可能になる。
Note that the
(第2の固定用ネジの構成)
第2の固定用ネジ15の構成を図15に示している。第2の固定用ネジ15は、ネジ頭部15aと、円筒部15bと、ネジ部15cを備えている。第2のインサート13を、第2取付座5に装着して、この第2の固定用ネジ15の締付けにより固定したときには、第2の固定用ネジ15は第2のネジ挿通穴13jを挿通し、ネジ部15cは第2取付座5に設けたネジ穴にネジ込まれる。これにより、第2のインサート13は、第2取付座5に強固に固定される。第3のインサート14を第3取付座6に固定する機構も、上記した第2のインサート13と同様である。
(Configuration of second fixing screw)
The configuration of the second fixing
なお、第2及び第3の固定用ネジ15は同一とすることができるので、その製造方法は、前記した第1の固定用ネジ9と同様に、SKD61等の合金工具鋼製の棒材(線材)から、プレス加工、ネジ加工等の機械加工を用いて製造することができる。
In addition, since the 2nd and 3rd fixing screws 15 can be made the same, the manufacturing method is the same as the above-mentioned
(工具本体へのインサートの装着と固定)
続いて、工具本体2に第1、第2、第3のインサートを装着する操作の手順の概要について説明する。この操作手順は、例えば、次の手順により行うことができる。
(Attaching and fixing the insert to the tool body)
Next, an outline of an operation procedure for mounting the first, second, and third inserts on the
(操作手順1)
第1のインサート12を工具本体2の先端部3に設けた第1取付座4(インサート嵌合溝7)に挿入し、第1の固定用ネジ9を用いて仮止めを行う(所定締め付けトルクの7割の値)。
(Operation procedure 1)
The
(操作手順2)
第2のインサート13を工具本体2の先端部3に設けた第2取付座5に合わせて、第2の固定用ネジ15を用いて仮止めを行う(所定締め付けトルクの7割の値)。
(Operation procedure 2)
The
(操作手順3)
第3のインサート14を工具本体2の先端部3に設けた第3取付座6に合わせて、第3の固定用ネジ16を用いて仮止めを行う(所定締め付けトルクの7割の値)。
(Operation procedure 3)
The
(操作手順4)
先に仮止めした第1、第2、第3のインサート12、13、14について、これらの位置決め精度、すなわち、これらの切れ刃が先端部3から突出する長さが予め設定した所定の値になっているか否かを確認した後、上記した各固定用ネジ9、15、16を所定のトルク値まで増し締めを行って、各取付座に固定する。これにより、図4〜図6に示すように、工具本体2の取付座4、5及び6に、それぞれ第1、第2及び第3のインサート12、13、14を装着して固定することができる。
(Operation procedure 4)
With respect to the first, second, and
続いて、上記した構成を備えている本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルについて、その性能を試験した実験例とその結果について説明する。 Then, the experiment example and the result which tested the performance are demonstrated about the blade-tip-exchange-type radius end mill of this invention provided with the above-mentioned structure.
(実験例1)
[第1のインサートの取付座への固定精度]
刃先交換式ラジアスエンドミルに装着されているインサートは、切削加工時間が多くなるにつれて切れ刃が摩耗し、切削精度が低下する。このため、例えば、切削加工時間の累計値が所定の時間に達すると、所定の切削加工精度が得られなくなる前に、これまで使用したインサートに代えて新しいインサートを工具本体の取付座に装着して固定した後に、切削加工を再開する。
(Experimental example 1)
[Accuracy of fixing the first insert to the mounting seat]
The insert mounted on the blade end replaceable radius end mill wears the cutting edge as the cutting time increases, and the cutting accuracy decreases. For this reason, for example, when the cumulative value of the cutting time reaches a predetermined time, a new insert is mounted on the mounting seat of the tool body before the predetermined cutting accuracy can be obtained before the predetermined cutting accuracy can be obtained. Then, the cutting process is resumed.
このインサートを工具本体の取付座に再装着(初回の装着も含む)する操作においては、新規なインサートを含む各インサートの切れ刃が、工具本体2の先端部3において所定の位置、すなわち、軸線方向(A方向)と半径方向(R方向)との両方向で、予め設定した位置に高精度に位置決めされるように、インサートを取付座に固定する必要がある。特に、軸線方向の位置精度に係る、4つの最下点S1、S2、S3、S4が軸線Oと直交する同一の平面上に位置するように、第1〜第3のインサート12、13、14をそれぞれ第1取付座4、第2取付座5、第3取付座6に装着して固定する必要がある。
また半径方向の位置精度に係る切れ刃の最外周点についても、立ち壁のような傾斜面加工において、高い精度が要求される。
インサートの切れ刃の位置決め位置に誤差が生じると、インサートを再装着する都度、切削加工の加工精度が低下して段差等が発生するからである。特に、金型などの仕上げ切削加工においては、この切れ刃の位置決めについて特に高い精度が要求される。
In the operation of re-attaching the insert to the mounting seat of the tool body (including the initial mounting), the cutting edge of each insert including the new insert is at a predetermined position, that is, the axis line, at the
Further, the outermost peripheral point of the cutting edge related to the positional accuracy in the radial direction is also required to have high accuracy in the inclined surface processing such as the standing wall.
This is because, when an error occurs in the positioning position of the cutting edge of the insert, every time the insert is remounted, the machining accuracy of the cutting process is lowered and a step or the like is generated. In particular, in finishing cutting such as a mold, particularly high accuracy is required for positioning of the cutting edge.
この実験例1においては、本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルを試作して、第1のインサート12を、繰り返して工具本体2の第1取付座4に固定したときに、第1のインサート12の切れ刃についてその固定位置の精度を確認する試験を行った。
In this Experimental Example 1, when the blade edge replaceable radius end mill according to the present invention was prototyped and the
この第1のインサートの固定精度の確認試験を実施するために、図1(図2)に示す工具径(Dc)が30mmの工具本体2と、この工具本体2の第1取付座4に装着する第1のインサート12を4種、この第1取付座4に装着した第1のインサート12を固定するための第1の固定用ネジ9を3種作製した。そして、製作した計12の試料について、第1のインサートを第1取付座4に装着したときの固定精度を確認する試験を行った。
In order to perform a confirmation test of the fixing accuracy of the first insert, the
この第1のインサートの固定精度を確認する試験は、次の手順に基づいて実施した。すなわち、作製した第1のインサート12を第1取付座4に装着して第1の固定用ネジ9で固定したときに、第1のインサート12の第1取付座4に対する固定位置を、5回繰り返して測定した。なお、この「繰返し」とは、同一の第1のインサート12と第1の固定用ネジ9とについて、第1取付座4への「装着と取り外し(着脱)」を5回繰り返して行ったことを示す。
The test for confirming the fixing accuracy of the first insert was performed based on the following procedure. That is, when the manufactured
なお、上記した第1のインサート12の切れ刃について、その固定位置の精度の確認方法は、工具本体2を、円錐面を有した専用スリーブ治具にセットし、基準となる水平なステージに対して垂直に載置して、CCDカメラを搭載した画像処理装置を用いて、切れ刃位置の座標を測定する方法を採用した。測定したデータは、切れ刃の最下点の座標、および最外周点の座標を測定した。測定装置としては、例えば、大阪工機株式会社製の工具刃先検査装置等で行うことができる。
また、作製した第1のインサート12の内周面部12kの面粗さ(Rza)と、第1の固定用ネジ9の外周面部9cの面粗さ(Rzb)については、予め面粗さ測定装置によって測定した。
In addition, about the cutting edge of the above-mentioned
Moreover, about the surface roughness (Rza) of the inner
また、この第1のインサート12の固定位置の精度確認の試験は、次の要領で実施した。その固定位置の精度の評価は、初回に、第1のインサート12を第1取付座4に装着したときに、工具本体における2つの最下点S1、S2の位置が軸線Oと直交する同一の平面上に存在するように調整し、この初回における最下点S1、S2の位置を、第1のインサート12の固定位置の精度評価を行うための基準値「0」とし、この最下点S1、S2の位置を測定した。
The test for confirming the accuracy of the fixed position of the
ここで、上記精度評価を行うための基準値「0」とは、インサートの切れ刃の最下点S1、S2における座標を、夫々基準となるゼロポイントに設定したということであり、最下点S1の座標を(S1A0、S1R0)、最下点S2の座標を(S2A0、S2R0)とした。なお、上記各座標を示す(S1A0、S1R0)等において、それぞれの下付文字「A」は軸線方向、下付文字「R」は半径方向を示す。最下点S1、S2の位置が軸線と直交する同一の平面上に存在するように調整することにより、S1A0とS2A0とを同一又はほぼ同じ値にした。 Here, the reference value “0” for performing the accuracy evaluation means that the coordinates at the lowest points S1 and S2 of the cutting edge of the insert are set to the reference zero points, respectively. The coordinates of S1 are (S1 A0 , S1 R0 ), and the coordinates of the lowest point S2 are (S2 A0 , S2 R0 ). In the above-described coordinates (S1 A0 , S1 R0 ), etc., the subscript “A” indicates the axial direction, and the subscript “R” indicates the radial direction. By adjusting so that the positions of the lowest points S1 and S2 are on the same plane orthogonal to the axis, S1 A0 and S2 A0 are set to the same or substantially the same value.
続いて、このインサート12を一度取り外し、再度このインサート12を第1の固定用ネジ9を用いて第1取付座4に固定したときの最下点S1、S2の位置の座標を測定し、初回に測定したそれぞれの最下点S1、S2の位置との差(固定位置の精度FpA)を求めた。軸線方向の位置精度に係るFpAは、再測定した最下点S1を(S1A1、S1R1)、最下点S2を(S2A1、S2R1)としたとき、軸線方向の成分の差、(S1A0−S1A1)、(S2A0−S2A1)、・・・によって求めた。この操作を4回繰り返した。また、これと同時に上記と同様な要領で、半径方向の位置精度に係るFpRも測定した。このFpRの測定は、インサートの切れ刃の最外周点G1、G2の座標をそれぞれ(G1A0、G1RO)、(G2A0、G2R0)、・・・として求め、半径方向の成分の差を、(G1R0−G1R1)、(G2R0−G2R1)、・・・によって求めて各回の測定時のFpR値とした。
Subsequently, the
上記した「最下点S1、S2の位置」とは、2つの最下点S1及びS2が工具本体2に装着したインサートの切れ刃の先端部であって、回転軸線方向に突出している位置を示す。なお、最下点S1、S2、最外周点G1、G2の位置は、CCDカメラを搭載した画像処理装置を用いて検出し、この検出データに基づいて精度FpA、FpRを求めた。
The above-mentioned “positions of the lowest points S1 and S2” are the positions where the two lowest points S1 and S2 are the tips of the cutting edges of the inserts mounted on the
また、固定位置の精度確認試験に用いた第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴19に形成した仕上げ内周面部12kの径D2は「(5mm+5μm)〜5mm+15μm)」内の第1のインサート12を選択し、一方、第1の固定用ネジ9に成形した仕上げ外周面部9cの径d2は「(5mm+2μm)〜(5mm−5μm)」内の第1の固定用ネジ9を選択し、かつ、径D2と径d2の差が3μm〜20μm内に入る第1のインサート12と第1の固定用ネジ9とを組合わせて装着するようにした。そして、第1のインサート12の仕上げ内周面部12kと第1の固定用ネジ9の仕上げ外周面部9cとが密に係合するように、インサート12を第1取付座4に固定した。
In addition, the diameter D2 of the finished inner
表1は、この第1のインサート12の固定位置の精度確認試験に用いた工具本体(試料番号1〜12)ごとに、この工具本体の仕様、工具本体に装着した第1のインサートの仕様、第1の固定用ネジ、及び切れ刃の固定位置の精度(FpA、FpR)とその評価を記載している。
Table 1 shows the specifications of the tool body, the specifications of the first insert attached to the tool body, for each tool body (
なお、表1に示す「固定位置の精度と評価」欄において、FpA(軸線方向)、FpR(半径方向))は、試料番号ごとに、上記した5回の繰返し試験を実施した結果を示す。
FpA値は、第2回〜第5回の試験で測定した最下点S1及びS2の軸線方向の座標値が、初回の最下点S1及びS2のそれぞれの座標値と比較したときに、その差の最大値の範囲を示している。同様に、FpR値は、初回の最下点G1及びG2のそれぞれの座標値と比較したときに、その差の最大値の範囲を示している。
また、表1に示す「評価」欄において、「◎」は固定位置の精度(FpA)の値が、4回ともFpA<5.0μm、FpR<5.0μmの場合を示し、「○」は1回でも精度(FpA)、(FpR)の値が5.0μm≦FpA<10.0μm内に含まれた場合を示し、「△」は1回でも精度(FpA)、(FpR)の値が 10.0μm以上の場合を示している。
In the “fixed position accuracy and evaluation” column shown in Table 1, Fp A (axial direction) and Fp R (radial direction) are the results of the above five repeated tests for each sample number. Show.
The Fp A value is determined when the coordinate values in the axial direction of the lowest points S1 and S2 measured in the second to fifth tests are compared with the respective coordinate values of the first lowest points S1 and S2. The range of the maximum value of the difference is shown. Similarly, the Fp R value indicates the range of the maximum value of the difference when compared with the initial coordinate values of the lowest points G1 and G2.
In the “Evaluation” column shown in Table 1, “◎” indicates the case where the fixed position accuracy (Fp A ) values are Fp A <5.0 μm and Fp R <5.0 μm for all four times. “○” indicates the case where the accuracy (Fp A ) is included even once, and the value of (Fp R ) is within 5.0 μm ≦ Fp A <10.0 μm, and “△” indicates the accuracy (Fp A ) even once. , (Fp R ) is 10.0 μm or more.
表1に示す「固定位置の精度と評価」欄の記載内容等から明らかなように、第1のインサートの内周面部12kの面粗さ(Rza)値が0.8μm以下であり、かつ第1の固定用ネジ9cの外周面部9cの面粗さ(Rzb)値が6.3μm以下となる、第1のインサートと第1の固定用ネジ9との組み合わせ、すなわち、試料番号1、2、4、5では、第1のインサート12の固定位置の誤差(精度FpA、FpR)が5.0μmmより小さくなり、極めて固定位置の精度(FpA、FpR)が高くなり、満足のいく結果が得られた。
一方、試料番号10〜12においては、固定位置の誤差(精度FpA、FpR)が10.0μmmを超えて(精度FpA、FpR)が劣った第1のインサートと第1の固定用ネジ9cとの組み合わせにおいては、それだけ固定位置の寸法精度のバラツキが大きくなるので、第1のインサートの固定位置の微調整のための操作と調整時間を必要とすることになる。
As apparent from the description in the column “Accuracy and Evaluation of Fixed Position” shown in Table 1, the surface roughness (Rza) value of the inner
On the other hand, in the
上記した実験例1による第1のインサート12の固定位置の精度確認試験の結果から、本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルに装着する第1のインサート12については、その内周面部12kの面粗さRzaは0.8μm以下とし、第1の固定用ネジ9の外周面部9cの面粗さRzbは6.3μm以下にした、第1のインサート12と第1の固定用ネジ9の組合せを用い、かつ、内周面部12kと外周面部9cとを密に係合させることが望ましいと言える。
From the result of the accuracy check test of the fixed position of the
(実験例2)
[被削材の切削加工試験]
本発明例及び従来例となる刃先交換式ラジアスエンドミルを試作して、3軸NC工作機械を用いて、傾斜角度が5°の傾斜面(平面)を有する被削材の立ち壁について切削加工を行って、その高能率加工性を評価する切削加工試験を実施した。この平面状の立ち壁の切削加工試験においては、試作した刃先交換式ラジアスエンドミルの第1、第2及び第3のインサートの底刃とコーナR刃を使用した切削加工を実施した。
以下に、この実験例2に係る切削加工試験の内容とその結果について説明する。
(Experimental example 2)
[Cutting test of work material]
Trial manufacture of a blade end replaceable radius end mill as an example of the present invention and a conventional example, and using a triaxial NC machine tool, cutting is performed on a standing wall of a work material having an inclined surface (planar surface) having an inclination angle of 5 °. A cutting test was conducted to evaluate the high-efficiency workability. In the cutting test of the planar standing wall, cutting was performed using the bottom blades and the corner R blades of the first, second, and third inserts of the prototyped edge replacement type radius end mill.
Below, the content of the cutting test which concerns on this experiment example 2, and its result are demonstrated.
この切削試加工験においては、被削材の材質はS50C(220HB)とし、この被削材の傾斜角度が5°の傾斜面について等高線加工による切削試験を行った。そして、切削加工試験を実施するために、4種の刃先交換式ラジアスエンドミル(図16に示す試料番号A1〜A4)を作製した。これら製作した4種の刃先交換式ラジアスエンドミルについて、工具本体、工具本体に装着した第1、第2及び第3のインサートの仕様を図16に示している。 In this cutting trial processing experiment, the material of the work material was S50C (220HB), and a cutting test by contour processing was performed on an inclined surface having an inclination angle of 5 °. And in order to implement a cutting test, four types of blade end exchange type radius end mills (sample numbers A1 to A4 shown in FIG. 16) were produced. FIG. 16 shows the specifications of the tool body and the first, second, and third inserts mounted on the tool body and the four types of blade end replaceable radius end mills.
図16に示すように、試料番号A1とA2は第1、第2及び第3のインサートを装着した4枚から構成され、工具径(Dc)を30mmとした本発明に係る刃先交換式ラジアスエンドミルである。試料番号A1は、工具本体に装着した第1、第2及び第3のインサートは切れ刃も含む全てを超硬合金製とし、さらに、これら全てのインサートの表面にはコーティング膜を被覆した超硬合金製のインサートとした。また、試料番号A2は、工具本体に装着した第1、第2及び第3のインサートの全てはその基体を超硬合金製とし、これら基体に硬質焼結体(CBN)製の底刃、コーナR刃及び外周刃からなる切れ刃をロウ付けしたCBN製の切れ刃を備えたインサートとした。なお、この試料番号A2に装着したこれらインサートにはCBNとし、コーティング膜の被覆を行わなかった。 As shown in FIG. 16, sample numbers A1 and A2 are composed of four pieces with the first, second and third inserts attached thereto, and the blade end replaceable radius end mill according to the present invention having a tool diameter (Dc) of 30 mm. It is. Sample No. A1 is that the first, second and third inserts mounted on the tool body are all made of cemented carbide, including the cutting edges, and the surfaces of all these inserts are coated with a coating film. It was an alloy insert. Sample No. A2 is that all of the first, second and third inserts mounted on the tool body are made of cemented carbide, and the base is made of a hard sintered body (CBN) with a bottom blade and a corner. An insert provided with a CBN-made cutting blade brazed with a cutting blade composed of an R blade and an outer peripheral blade. The inserts attached to the sample number A2 were CBN, and the coating film was not covered.
試料番号A1と試料番号A2については、4枚の切れ刃の固定位置を測定して、最下点、最外周点の最大振れ幅が、夫々最下点の場合は10μm以下、最外周点の場合は20μm以下となるように調整した状態で切削試験を行った。インサートの装着手順は、インサート1から3の順序で、工具本体にインサートを装着した。このときの装着は、所定締め付けトルクの7割の値で仮止め状態とした。次に、インサート1から3の順序で所定締め付けネジトルクによりインサートを固定したのち、固定位置を測定した。
For sample number A1 and sample number A2, the fixed positions of the four cutting edges are measured, and the maximum runout at the lowest point and the outermost peripheral point is 10 μm or less at the lowest point, respectively. In this case, the cutting test was performed in a state adjusted to 20 μm or less. Inserts were inserted into the tool body in the order of
また、試料番号A3とA4は、第1取付座のみを設け、この第1取付座に第1のインサートのみを装着した2枚から構成され、工具径(Dc)を30mmとした従来例に係る刃先交換式ラジアスエンドミルである。なお、試料番号A3の工具本体に装着したインサートは、切れ刃も含む全てを超硬合金製とし、さらに、このインサートの表面にはコーティング膜を被覆した超硬合金製のインサートとした。また、試料番号A4の工具本体に装着したインサートは、その基体を超硬合金製とし、この基体に硬質焼結体(CBN)製の底刃、コーナR刃及び外周刃からなる切れ刃をロウ付けしたCBN製の切れ刃を備えたインサートとした。
なお、本発明例及び従来例ともに、インサートの表面に被覆したコーティング膜の材質は、Ti−Al−Si−N系とし、その被膜の厚さは3μmにした。
Sample numbers A3 and A4 are composed of two pieces having only the first mounting seat, and only the first insert is mounted on the first mounting seat, and according to the conventional example in which the tool diameter (Dc) is 30 mm. It is a blade end exchangeable radius end mill. The inserts mounted on the tool body of sample number A3 were all made of cemented carbide, including the cutting edge, and further, the insert was made of cemented carbide with the surface coated with a coating film. In addition, the insert mounted on the tool body of sample number A4 is made of a cemented carbide alloy, and a base blade made of a hard sintered body (CBN), a corner R blade and an outer peripheral blade are brazed to the base. It was set as the insert provided with the attached cutting edge made from CBN.
In both the present invention example and the conventional example, the material of the coating film coated on the surface of the insert was Ti—Al—Si—N, and the thickness of the film was 3 μm.
また、図16に示しているように、本発明例に係る試料番号A1とA2の刃先交換式ラジアスエンドミルは、次のような構成とした。すなわち、工具本体2の先端部3に形成した第1インサート固定用ネジ穴8の前記した中心線の傾斜角度θは25°、前記した第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴12jの傾斜角度δも、角度θと同じ25°とした。
Moreover, as shown in FIG. 16, the blade-tip-exchangeable radius end mills of sample numbers A1 and A2 according to the example of the present invention were configured as follows. That is, the inclination angle θ of the center line of the first insert fixing
さらに、図16には示していないが、傾斜ネジ挿通穴12jの仕上げ加工を施した内周面部12kの内径D2は5.007mmとし、第1のインサート12を第1取付座4に固定するための第1の固定用ネジ9については、仕上げ加工を施した外周面部9cの径d2は4.997mmとした。
Further, although not shown in FIG. 16, in order to fix the
従来例となる試料番号A3、A4は、第1のインサートのみを装着した2枚刃から構成されており、前記角度θと角度δは0°とした。 Sample numbers A3 and A4, which are conventional examples, are composed of two blades with only the first insert, and the angles θ and δ are set to 0 °.
なお、実験例2において、切削加工による試験結果の評価は、次のようにした。
試料番号A1とA3については、切削速度VcをVc=200m/min(切削条件1)、及びVc=565m/min(切削条件2)と高速度とした切削加工を行ったときに、第1のインサートの切れ刃の寸法変化が0.02mm、逃げ面摩耗幅(VBmax)が0.10mmに達したときにこのインサートは寿命に達したと判定し、この寿命(インサート工具寿命)に達するまでの被削材の切削長さ(インサート工具寿命L)を測定した。
In Experimental Example 2, the evaluation of the test result by cutting was performed as follows.
For sample numbers A1 and A3, when the cutting speed Vc was set to Vc = 200 m / min (cutting condition 1) and Vc = 565 m / min (cutting condition 2), the first cutting was performed. When the dimensional change of the cutting edge of the insert reaches 0.02 mm and the flank wear width (VBmax) reaches 0.10 mm, it is determined that the insert has reached the end of life, and the life until this end of life (insert tool life) is reached. The cutting length (insert tool life L) of the work material was measured.
また、試料番号A2とA4、すなわち、インサートの基体に硬質焼結体(CBN)製の切れ刃をロウ付けしたCBN製の切れ刃を装着した試料番号A2とA4の刃先交換式ラジアスエンドミルについては、切削速度VcをVc=565m/minと高速度とした切削加工のみを実施して、上記した試料番号A1とA3と同様な手順でインサートの寿命を判定してその切削長(インサート工具寿命L)を測定した。 Also, for sample numbers A2 and A4, that is, a blade end replaceable radius end mill of sample numbers A2 and A4, in which a CBN cutting blade is brazed with a hard sintered body (CBN) cutting blade on the base of the insert Only cutting with a cutting speed Vc as high as Vc = 565 m / min was carried out, the insert life was determined in the same procedure as the above-mentioned sample numbers A1 and A3, and the cutting length (insert tool life L ) Was measured.
上記した実験例2による切削試験行うために設定した切削条件(上記した切削条件1と切削条件2)を纏めて記載すると次のようになる。
The cutting conditions (cutting
<切削条件1>
切削速度Vc : 200m/min
加工方法 : 立ち壁(5°傾斜面)の等高線切削(仕上げ加工)
、乾式切削
回転数n : 2120min−1
送り速度Vf : 1060、2120mm/min
1刃当たりの送り量fz : 0.25mm/刃
軸方向切込み量ap : 0.1mm
径方向切込み量ae : 0.3mm
工具突き出し量 : 110mm
<
Cutting speed Vc: 200 m / min
Processing method: Contour cutting (finishing) of standing wall (5 ° inclined surface)
Dry cutting Rotational speed n: 2120 min −1
Feeding speed Vf: 1060, 2120 mm / min
Feed amount per blade fz: 0.25 mm / blade Axial cut amount ap: 0.1 mm
Radial cutting depth ae: 0.3 mm
Tool protrusion: 110mm
<切削条件2>
切削速度Vc : 565m/min
加工方法 : 立ち壁(5°傾斜面)の等高線切削(仕上げ加工)
、乾式切削
回転数n : 6000min−1
送り速度Vf : 3000、6000mm/min
1刃当たりの送り量fz : 0.25mm/刃
軸方向切込み量ap : 0.1mm
径方向切込み量ae : 0.3mm
工具突き出し量 : 110mm
<
Cutting speed Vc: 565 m / min
Processing method: Contour cutting (finishing) of standing wall (5 ° inclined surface)
Dry cutting Rotational speed n: 6000 min −1
Feed speed Vf: 3000, 6000 mm / min
Feed amount per blade fz: 0.25 mm / blade Axial cut amount ap: 0.1 mm
Radial cutting depth ae: 0.3 mm
Tool protrusion: 110mm
表2は、実験例2による切削加工試験の結果を試料番号A1〜A4別に示している。表2の評価結果欄の「インサート工具寿命L(m)」は、上記したインサートの工具寿命を切削速度(Vc)別に被削材の切削長さとして示している。 Table 2 shows the results of the cutting test according to Experimental Example 2 for each of sample numbers A1 to A4. “Insert tool life L (m)” in the evaluation result column of Table 2 indicates the tool life of the above-described insert as the cutting length of the work material by cutting speed (Vc).
表2に示す切削加工試験の結果から次のことが明らかになった。
切削速度Vc=200m/minの切削加工試験において、コーティング膜を被覆した超硬合金製インサートを装着した2枚刃からなる従来例となる試料番号A3は、インサートの工具寿命L(切削長)は400mであった。また、切削速度Vcを565m/minと高速度にした切削加工試験においては、インサートの工具寿命L(切削長)は250mであった。
From the results of the cutting test shown in Table 2, the following became clear.
In a cutting test with a cutting speed Vc = 200 m / min, the sample life A (cutting length) of the sample No. A3, which is a conventional example consisting of two blades equipped with a cemented carbide insert coated with a coating film, is It was 400 m. In the cutting test with the cutting speed Vc as high as 565 m / min, the tool life L (cutting length) of the insert was 250 m.
これに対して、超硬合金製の第1〜第3のインサートを装着した4枚刃からなる本発明例となる試料番号A1において、切削速度Vc=200m/minのときのインサート工具寿命L(切削長)は800mとなり、切削速度Vcを565m/minと高速度にした切削加工試験においては、インサート工具寿命L(切削長)は500mであった。このように、本発明例A1は、従来例の試料番号A3と比較して2倍の工具寿命を示した。 On the other hand, in the sample number A1, which is an example of the present invention consisting of four blades with the first to third inserts made of cemented carbide, the insert tool life L (when the cutting speed Vc = 200 m / min) Cutting length) was 800 m, and in the cutting test with the cutting speed Vc as high as 565 m / min, the insert tool life L (cutting length) was 500 m. As described above, the inventive example A1 showed twice the tool life as compared with the sample number A3 of the conventional example.
この理由は、下記によるものと考えられる。
(1)第1のインサート12に2つの切れ刃、第2と第3のインサート13、14にそれぞれ1つの切れ刃、計4枚刃を備えた刃先交換式ラジアスエンドミルとしたことにより、各切れ刃の切削加工負荷が分散され、高速の切削加工を行ってもインサートの耐摩耗性の向上が得られた。
The reason is considered as follows.
(1) By using a blade end replaceable radius end mill with two cutting edges for the
(2)第1のインサート12の傾斜ネジ挿通穴の内周面部は、第1の固定用ネジの外周面部と密に係合させていることにより、第1のインサート12は第1取付座において位置ズレが発生しなかった。
(2) The inner peripheral surface portion of the inclined screw insertion hole of the
(3)工具本体2の第1〜第3取付座4、5、6にそれぞれ第1〜第3のインサート12、13、14を装着して固定したときに、工具本体2の軸線O方向に対する最下点が、軸線Oと垂直に交わる同一平面上であって、第1のインサートの切れ刃に2ケ所(最下点S1とS2)、第2及び第3のインサートの切れ刃に各1ケ所(最下点S3及び最下点S4)存在するようにしている。これにより、底刃を主体にした平面加工を実施したときに、切削加工に伴う振動の発生が抑制されるために、特に、第1のインサート12の第1取付座4に対する位置ズレが発生しなかったと考えられる。
(3) When the first to
一方、超硬合金製の基体にCBN製の切れ刃をロウ付けしたインサートを装着した本発明例となる試料番号A2と、従来例となる試料番号A4について、Vc=565m/minと高速度の切削加工を実施したときの工具寿命Lは、試料番号A2は8000m、試料番号A4は4000mとなり、本発明例となる試料番号A2は従来例となる試料番号A4の2倍の工具寿命Lが得られた。さらに、第1〜第3のインサートの全てを超硬合金製とした本発明例であるA1の工具寿命(Vc=565m/min)と比較しても、16倍の工具寿命が得られた。
On the other hand, Vc = 565 m / min and a high speed of Sample No. A2 which is an example of the present invention in which an insert in which a CBN cutting edge is brazed to a cemented carbide substrate is mounted and Sample No. A4 which is a conventional example The tool life L when cutting is performed is 8000 m for sample number A2 and 4000 m for sample number A4. Sample number A2 according to the present invention has a tool life L twice that of sample number A4 as the conventional example. It was. Furthermore, even when compared with the tool life (Vc = 565 m / min) of A1, which is an example of the present invention in which all of the first to third inserts are made of cemented carbide, a
本発明例となる試料番号A2の工具寿命が上記のように著しく向上した理由は、第1〜第3のインサートを装着した4枚刃としたこと、及び、第1〜第3のインサートの全ての切れ刃を耐熱性と耐摩耗性に優れているCBN製としたこと、さらに上記したように、4つの最下点S1〜S4が同一平面上になるようにしていることによるものと推測できる。 The reason why the tool life of Sample No. A2, which is an example of the present invention, is remarkably improved as described above is that it has a four-blade equipped with the first to third inserts, and all of the first to third inserts. It can be inferred that the cutting edge is made of CBN excellent in heat resistance and wear resistance, and that, as described above, the four lowest points S1 to S4 are on the same plane. .
上記した実験例2の実験結果から、本発明の刃先交換式ラジアスエンドミルに装着する第1〜第3のインサートの全ては、切れ刃も含め超硬合金製とするか、あるいは、工具寿命をさらに向上させるために、第1〜第3のインサートの基体を超硬合金製とし、この超硬合金製の基体に、CBN製の底刃、コーナR刃及び外周刃となる切れ刃をロウ付け等により強固に結合したインサートとすることがより望ましいといえる。 From the experimental results of Experimental Example 2 described above, all of the first to third inserts to be attached to the blade end replaceable radius end mill of the present invention are made of cemented carbide including the cutting edge, or the tool life is further increased. In order to improve, the base body of the first to third inserts is made of cemented carbide, and a CBN bottom blade, a corner R blade, and a cutting edge that becomes an outer peripheral blade are brazed to the cemented carbide base body. It can be said that it is more desirable to make the insert more firmly coupled.
なお、本発明において、第1のインサートを超硬合金製の基体にCBN製の切れ刃を備えたインサートとし、第2及び第3のインサートは、切れ刃も超硬合金製とした超硬合金製のインサートを装着しても、高速度の切削加工を行っても、もちろん、工具寿命を向上させることができる。 In the present invention, the first insert is a cemented carbide base having a CBN cutting edge, and the second and third inserts are cemented carbide having a cutting edge made of cemented carbide. Of course, it is possible to improve the tool life even if a high-speed cutting process is carried out even if an insert made of steel is mounted.
1…ラジアスエンドミル、2…工具本体、3…先端部、3a、3b…先端半体部、
4…第1取付座、5…第2取付座、6…第3取付座、
7…インサート嵌合溝、
7a、7b…側面壁、7b…底部、
8…第1インサート固定用ネジ穴、
9…第1の固定用ネジ、
9c…外周面部、9e…ネジ部、
10…ネジ穴、11…切屑排出溝、
12…第1のインサート、
12a…上面部、12b…下面部、12c、12d…底刃、
12e、12f…コーナR刃、12g、12h…外周刃、
12j…傾斜ネジ挿通穴、12k…仕上げ加工を施した内周面部、
12m…内周面部、12n…内周面部、12p…すくい面、
13…第2のインサート、
13a…上面部、13b…下面部、13c…底刃、13e…コーナR刃、
13g…外周刃、13j…第2のネジ挿通穴13j、13p…すくい面、
14…第3のインサート、
15…第2の固定用ネジ、16…第3の固定用ネジ、
O…軸線(回転中心軸)、
O1…インサート嵌合溝が工具本体の半径方向に向かう中心線、
O2…直線O1と直交する中心線、
O3…第1インサート固定用ネジ穴の向き、
O4…第1のインサートの回転中心軸(軸線Oと同じ)、
O5…第1のインサートの中心線、
O6…第1のインサートの直線O5と直交する中心線、
O7…第1のインサートの断面図の中心線、
O8…直線O7に対して傾斜したネジ挿通穴の中心線、
O9…O7と直交する直線、
R…工具本体の回転方向、
S1、S2、S3、S4…最下点、
G1、G2、G3、G4…最外周点、
r1、r3…コーナR刃の曲率半径、
θ…直線O2と直線O3とがなす角度、
δ…第1のインサートの傾斜ネジ挿通穴の傾斜角。
DESCRIPTION OF
4 ... 1st mounting seat, 5 ... 2nd mounting seat, 6 ... 3rd mounting seat,
7: Insert fitting groove,
7a, 7b ... side wall, 7b ... bottom,
8 ... 1st insert fixing screw hole,
9: First fixing screw,
9c ... Outer peripheral surface part, 9e ... Screw part,
10 ... Screw hole, 11 ... Chip discharge groove,
12 ... first insert,
12a ... Upper surface portion, 12b ... Lower surface portion, 12c, 12d ... Bottom blade,
12e, 12f ... Corner R blade, 12g, 12h ... outer peripheral blade,
12j ... inclined screw insertion hole, 12k ... inner peripheral surface portion subjected to finishing,
12m ... inner peripheral surface part, 12n ... inner peripheral surface part, 12p ... rake face,
13 ... second insert,
13a ... Upper surface portion, 13b ... Lower surface portion, 13c ... Bottom blade, 13e ... Corner R blade,
13g ... outer peripheral blade, 13j ... second
14 ... Third insert,
15 ... Second fixing screw, 16 ... Third fixing screw,
O ... axis (rotation center axis),
O 1 ... the center line in which the insert fitting groove faces in the radial direction of the tool body,
O 2 ... a center line orthogonal to the straight line O 1 ,
O 3 ... direction of the first insert fixing screw hole,
O 4 ... rotation center axis of the first insert (same as the axis O),
O 5 ... center line of the first insert,
O 6 ... a center line orthogonal to the straight line O 5 of the first insert,
O 7 ... the center line of the sectional view of the first insert,
O 8 ... Center line of the screw insertion hole inclined with respect to the straight line O 7 ,
O 9 ... a straight line orthogonal to O 7 ,
R: Direction of rotation of the tool body,
S1, S2, S3, S4 ... bottom point,
G1, G2, G3, G4 ... outermost peripheral point,
r1, r3: radius of curvature of the corner R blade,
θ: angle formed by the straight line O 2 and the straight line O 3 ,
δ: The inclination angle of the inclined screw insertion hole of the first insert.
Claims (6)
前記取付座は、
前記工具本体の先端部に前記軸線を含む該工具本体の径方向に形成されたスリット状のインサート嵌合溝からなり、前記インサート嵌合溝に挿入された第1のインサートを、前記第1のインサートを貫通して形成された傾斜ネジ挿通穴に、外周面に仕上げ加工を施した外周面部を備えた第1の固定用ネジを挿通させたネジ締結により固定するための第1取付座と、
前記インサート嵌合溝により、前記工具本体の先端部に形成された先端半体部の一方と他方にそれぞれ設けられた取付座であって、第2のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第2取付座と、第3のインサートを着脱自在に固定用ネジにより固定する第3取付座と、を備え、
平板状で、平面視で略四角形状をなす前記第1のインサートは、切れ刃として、その先端面部の中央部からそれぞれの側面部に向けて形成された底刃と、前記側面部のそれぞれに形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナR刃を有し、前記傾斜ネジ挿通穴の中心線は、前記平板状の平面に直交する方向に対して回転方向後方側へ角度θ傾斜するとともに、その内周壁面は仕上げ加工を施した内周面部を有し、
平板状をなす前記第2及び第3のインサートは、切れ刃として、その先端面部に形成された底刃と、一方の側面部に形成された外周刃と、前記底刃と前記外周刃とを繋ぐコーナR刃を有し、
前記先端半体部は、一方の前記先端半体部の外表面から前記インサート嵌合溝内において前記軸線を介するように、他方の前記先端半体部の内部に達して形成されたネジ穴であって前記インサート嵌合溝が前記工具本体の径方向に延びる向きと直交する方向に対して、前記工具本体の回転方向とは逆方向に前記角度θ傾斜した方向に形成された第1インサート固定用ネジ穴を備え、
前記第1取付座に、前記第1のインサートを前記第1の固定用ネジによるネジ締結で固定したときには、
前記第1の固定用ネジの前記外周面部と前記傾斜ネジ挿通穴の前記内周面部とは密に係合していることを特徴とする刃先交換式ラジアスエンドミル。 A blade end replaceable radius end mill that is provided with a mounting seat at the tip of a tool body that rotates about an axis, and that can be detachably mounted with an insert having a cutting blade on the mounting seat,
The mounting seat is
A first insert inserted into the insert fitting groove is formed of a slit-like insert fitting groove formed in a radial direction of the tool body including the axis at the tip of the tool body. A first mounting seat for fixing by screw fastening in which a first fixing screw having an outer peripheral surface portion having a finished outer peripheral surface is inserted into an inclined screw insertion hole formed through the insert;
A mounting seat provided on one and the other half of the tip half formed on the tip of the tool body by the insert fitting groove, and the second insert is detachably fixed by a fixing screw. A second mounting seat, and a third mounting seat for detachably fixing the third insert with a fixing screw,
The first insert, which is flat and has a substantially square shape in plan view, has a cutting edge as a bottom blade formed from the center portion of the tip surface portion toward each side portion, and each of the side portions. The outer peripheral blade formed and a corner R blade connecting the bottom blade and the outer peripheral blade are provided, and the center line of the inclined screw insertion hole is on the rear side in the rotational direction with respect to the direction orthogonal to the flat plate-like plane. as well as the angle θ inclined to, the inner peripheral wall has an inner peripheral surface subjected to finishing,
The second and third inserts having a flat plate shape include a bottom blade formed on the front end surface portion, an outer peripheral blade formed on one side surface portion, the bottom blade and the outer peripheral blade as cutting blades. It has a corner R blade that connects,
The tip half part is a screw hole formed so as to reach the inside of the other tip half part from the outer surface of one tip half part through the axis in the insert fitting groove. A first insert fixing formed in a direction inclined by the angle θ in a direction opposite to a rotation direction of the tool body with respect to a direction orthogonal to a direction in which the insert fitting groove extends in a radial direction of the tool body. With screw holes for
When the first insert is fixed to the first mounting seat by screw fastening with the first fixing screw,
The blade end replaceable radius end mill, wherein the outer peripheral surface portion of the first fixing screw and the inner peripheral surface portion of the inclined screw insertion hole are closely engaged.
前記軸線方向に対する前記工具本体に装着した前記インサートの最下点が、前記軸線と垂直に交わる同一平面上であって、前記第1のインサートの切れ刃に2ケ所、前記第2及び第3のインサートの切れ刃にそれぞれ1ケ所存在するようになされていることを特徴とする請求項1に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。 When the first insert is mounted on the first mounting seat, the second insert is mounted on the second mounting seat, and the third insert is mounted and fixed on the third mounting seat,
The lowest point of the insert mounted on the tool main body with respect to the axial direction is on the same plane perpendicular to the axial line, and the cutting edge of the first insert has two locations, the second and third 2. The blade end replaceable radius end mill according to claim 1, wherein each of the cutting edges of the insert is provided in one place.
前記2及び第3のインサートはその基体が超硬合金から構成されるとともに該第2及び第3のインサートの前記切れ刃は、前記基体に立方晶窒化硼素焼結体を含む硬質焼結体から形成された切れ刃を接合した構成からなっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の刃先交換式ラジアスエンドミル。 The first insert is made of cemented carbide;
The bases of the second and third inserts are made of cemented carbide, and the cutting edges of the second and third inserts are made of a hard sintered body including a cubic boron nitride sintered body on the base. The blade end replaceable radius end mill according to claim 1 or 2, wherein the formed cutting blade is joined.
2. The blade end replaceable radius end mill according to claim 1, wherein the angle θ is set in a range of 20 ° ≦ θ ≦ 40 °.
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