JP5939208B2 - Ball end mill - Google Patents

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Description

本発明は、被削材に3次元の仕上げ加工を行うために、工具本体の先端部に円弧状の切れ刃を備えたボールエンドミル、特に刃先交換式のボールエンドミルに関するものである。   The present invention relates to a ball end mill provided with an arcuate cutting edge at the tip of a tool body in order to perform three-dimensional finishing on a work material, and more particularly to a blade end replaceable ball end mill.

金型などを製造する加工工程において、被削材に平面及び曲面を含む3次元加工を行うためのフライス加工工具として従来からボールエンドミルが使用されている。ボールエンドミルを用いて被削材に3次元加工を行うときに、切削加工に寄与する円弧状の切れ刃(ボール刃)は、工具本体の先端部に位置する切れ刃を含め広範囲の領域にわたる。工具本体の回転軸線及びその近傍の切れ刃の回転速度は0または0に極めて近くなるので、平面加工を行うときには、回転軸線近傍の切れ刃には大きな切削加工負荷が作用する。このため、回転軸線近傍の切れ刃にはチッピングや欠損が発生し易くなり、その結果、被削材の加工面の表面粗さが劣化する。また、ボールエンドミルを用いて被削材に3次元の加工を行う場合、特に傾斜面や立ち壁の加工を行う場合には、工具本体の回転軸線近傍から離れた外周側に近い位置にある切れ刃を用いた加工が実施される。   Conventionally, a ball end mill is used as a milling tool for performing three-dimensional machining including a plane and a curved surface on a work material in a machining process for manufacturing a mold or the like. When three-dimensional machining is performed on a work material using a ball end mill, arc-shaped cutting edges (ball blades) that contribute to cutting work cover a wide range of areas including cutting edges located at the tip of the tool body. Since the rotational speed of the rotation axis of the tool body and the cutting edge in the vicinity thereof is extremely close to 0 or 0, a large cutting load is applied to the cutting edge in the vicinity of the rotation axis when performing planar machining. For this reason, chipping and chipping are likely to occur on the cutting edge in the vicinity of the rotation axis, and as a result, the surface roughness of the processed surface of the work material deteriorates. In addition, when three-dimensional machining is performed on a work material using a ball end mill, particularly when an inclined surface or a standing wall is machined, the cut is located near the outer peripheral side away from the vicinity of the rotation axis of the tool body. Processing using a blade is performed.

ボールエンドミルを用いて被削材に3次元の仕上げ加工を行う場合には、仕上げ加工面の表面粗さを良好にするために、ビビリ振動の発生を抑制するとともに、切屑の排出性を向上させて、切れ刃にチッピングや欠損が発生しないようにする必要がある。このためには、ボールエンドミルが備えているボール刃となる円弧状の切れ刃の全領域についてその切れ刃の構成、特に、円弧状の切れ刃についてそのすくい角を如何に設定するかが重要な課題になる。   When three-dimensional finishing is performed on the work material using a ball end mill, in order to improve the surface roughness of the finished surface, the occurrence of chatter vibration is suppressed and the chip discharge is improved. Therefore, it is necessary to prevent chipping and chipping from occurring on the cutting edge. For this purpose, it is important to set the rake angle for the entire area of the arcuate cutting edge to be the ball edge provided in the ball end mill, particularly how to set the rake angle for the arcuate cutting edge. It becomes a challenge.

従来からボールエンドミルの上記した課題を改善するために、円弧状の切れ刃のすくい角の構成に関する発明が提案されている。例えば、下記の特許文献1〜5に記載の発明が提案されている。   Conventionally, in order to improve the above-mentioned problems of the ball end mill, inventions relating to the configuration of the rake angle of the arcuate cutting edge have been proposed. For example, the inventions described in Patent Documents 1 to 5 below have been proposed.

特許文献1(特開平10−80815号公報)には、金型などの3次元曲面加工に適するボールエンドミルに関する発明が提案されている。特許文献1に記載の発明は、ボール刃の円弧中心点から放射方向の断面におけるすくい角を、外周切れ刃近傍においては切れ刃強度を強化するために負の値(−2°〜−20°)に設定し、ノーズ近傍(工具軸心近傍)においては切屑排出性を良くするために0または正の値(0°〜+10°)に設定したボールエンドミルである。   Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-80815) proposes an invention related to a ball end mill suitable for three-dimensional curved surface processing of a mold or the like. In the invention described in Patent Document 1, the rake angle in the radial cross section from the arc center point of the ball blade is a negative value (−2 ° to −20 °) in order to enhance the cutting edge strength in the vicinity of the outer peripheral cutting edge. In the vicinity of the nose (near the tool axis), the ball end mill is set to 0 or a positive value (0 ° to + 10 °) in order to improve chip discharging performance.

特許文献2(特開2008−110437号公報)には、ボール刃全体のチッピングを抑制し、長寿命なCBNボールエンドミルに関する発明が提案されている。特許文献2に記載の発明は、ボール刃と外周刃とを設け、このボール刃の法線方向すくい角は、R10度で−5度〜−15度、R50度〜R70度で−5度〜+3度、且つ、ピークを示し、R90度で−10度〜0度とし、さらにこのすくい角を、R10度よりR50度〜R70度に向け漸次プラス方向に、ピークよりR90度に向け漸次マイナス方向に設けたCBN製ボールエンドミルである。   Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-110437) proposes an invention relating to a CBN ball end mill that suppresses chipping of the entire ball blade and has a long life. In the invention described in Patent Document 2, a ball blade and an outer peripheral blade are provided, and the normal rake angle of the ball blade is −5 degrees to −15 degrees at R10 degrees, and −5 degrees from R50 degrees to R70 degrees. +3 degrees, showing a peak, R90 degrees from −10 degrees to 0 degrees, and further, this rake angle gradually increases from R10 degrees to R50 degrees to R70 degrees in a positive direction, and gradually increases from a peak toward R90 degrees. Is a CBN ball end mill.

また、特許文献2の段落0006には、法線方向すくい角は、R10度で−5度〜−15度に設けることにより、ボール刃の強度を高め、回転中心軸方向の切削抵抗がボール刃に大きく作用した場合でもチッピングや欠損に耐えることができる。さらに、法線方向すくい角をピークの位置よりR90度へ向かって漸次マイナス方向に設けることにより、切削速度が最も高く、エンドミルの振動の影響を最も受ける外周側のボール刃の強度を高め、チッピングを抑制できる、ことが記載されている。   Further, in paragraph 0006 of Patent Document 2, the normal direction rake angle is set to -5 degrees to -15 degrees at R10 degrees to increase the strength of the ball blade, and the cutting resistance in the rotation center axis direction is It can withstand chipping and chipping even when it is greatly affected. Furthermore, by setting the rake angle in the normal direction gradually in the negative direction from the peak position toward R90 degrees, the cutting speed is the highest and the strength of the outer peripheral ball blade that is most affected by the vibration of the end mill is increased and chipping is performed. It is described that can be suppressed.

特許文献3(特開2004−181563号公報)には、強度と切屑排出性を向上させたボールエンドミルに関する発明が提案されている。特許文献3に記載の発明は、エンドミルの中心部にボール刃と連続してボール刃のすくい面同士で形成された中心刃を有し、ボール刃の逃げ面と中心刃の逃げ面の境界に段差を有し、ボール刃の逃げ角が中心刃の逃げ角より小さくしたボールエンドミルである。   Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-181563) proposes an invention related to a ball end mill with improved strength and chip dischargeability. The invention described in Patent Document 3 has a center blade formed by the rake faces of the ball blade continuously with the ball blade in the center portion of the end mill, and at the boundary between the flank surface of the ball blade and the flank surface of the center blade. A ball end mill having a step and having a clearance angle of the ball blade smaller than that of the central blade.

また、特許文献3の請求項4には、ボール刃の法線方向のすくい角がエンドミル中心から外周方向に漸次正側に大きくした構成を備えていることが記載されている。さらに、段落0006には、「ボール刃については、ボール刃の逃げ角が中心刃の逃げ角より小さくしたことから、切れ刃強度が得られるため、ボール刃の法線方向のすくい角をエンドミル中心から外周方向に漸次正側に大きくすることができ、ボール刃における切削性や切り屑の排出性を向上することができる」と記載されている。さらに、段落0007には実施例1として、「ボール刃2の法線方向のすくい角を−45°〜−10°に中心から外周方向に漸次正側に大きくしている。」ことが記載されている。   Further, in claim 4 of Patent Document 3, it is described that the rake angle in the normal direction of the ball blade is gradually increased from the center of the end mill toward the outer circumferential direction. Furthermore, in paragraph 0006, “With regard to the ball blade, since the clearance angle of the ball blade is smaller than the clearance angle of the central blade, the cutting edge strength can be obtained. Can be gradually increased to the positive side in the outer circumferential direction, and the cutting performance and chip discharge performance of the ball blade can be improved. " Furthermore, paragraph 0007 describes as Example 1 that “the rake angle in the normal direction of the ball blade 2 is gradually increased from the center to the positive side in the outer peripheral direction from −45 ° to −10 °”. ing.

特許文献4(特開2010−105092号公報)、特許文献5(特開2010−105093号公報)には、切れ刃の強度向上と、円滑な切削及び切屑の円滑な排出の効果を高めたボールエンドミルに関する発明が提案されている。特許文献4、5に記載の発明は、ボール刃の円弧中心から放射方向の断面におけるすくい角γが、−10度〜0度の範囲で設定され、また、すくい角γの負の値は、ボール刃の先端及びそのボール刃の径方向外端から径方向中間地点に向かって増大させて、1/4円の略中間地点において最大に設定されたボールエンドミルである。   In Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-105092) and Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-105093), a ball having improved cutting edge strength, smooth cutting, and smooth chip discharge effect. Inventions related to end mills have been proposed. In the inventions described in Patent Documents 4 and 5, the rake angle γ in the radial section from the arc center of the ball blade is set in the range of −10 degrees to 0 degrees, and the negative value of the rake angle γ is: The ball end mill is set to a maximum at a substantially intermediate point of ¼ circle by increasing from the tip of the ball blade and the radially outer end of the ball blade toward the radially intermediate point.

ここで、すくい角γの負の値が最大に設定されたとは、段落0029や図4の記載より、ボール刃の先端の位置では−3度、1/4円の略中間地点の位置では−5度、ボール刃の径方向外端の位置では−3度、に設定されていることから、すくい角γの負の値の絶対値が最大に設定されていることを意味しているといえる。これによって、切削速度の大きいボール刃の径方向中間地点付近を強化することで、切れ刃の強度を高め、また回転中心軸近傍のボール刃の先端の位置では、すくい角を大きくして切れ味低下を抑えて、切削性を確保していることが記載されている。   Here, the negative value of the rake angle γ is set to the maximum, from the description of Paragraph 0029 and FIG. 4, −3 degrees at the tip of the ball blade, and − Since it is set to 3 degrees at the position of the ball blade radial outer end, it can be said that the absolute value of the negative value of the rake angle γ is set to the maximum. . This enhances the strength of the cutting edge by strengthening the vicinity of the radial center of the ball blade with high cutting speed, and reduces the sharpness by increasing the rake angle at the tip of the ball blade near the rotation center axis. It is described that the machinability is ensured by suppressing.

特開平10−80815号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-80815 特開2008−110437号公報JP 2008-110437 A 特開2004−181563号公報JP 2004-181563 A 特開2010−105092号公報JP 2010-105092 A 特開2010−105093号公報JP 2010-105093 A

上記特許文献1から特許文献5に記載されているボールエンドミルは、切屑排出性の向上、切れ刃の強度を向上させてチッピングや欠損の発生を防止するために、ボール刃となる円弧状切れ刃のすくい角となる放射(法線)方向すくい角は、円弧状切れ刃の最先端部(又は最外周部)において負の角度(負角)としたボールエンドミルか、又は最先端部や中間地点を正角とし、最外周部を負角としたボールエンドミルである。また、特許文献2、特許文献3、特許文献4及び特許文献5には、円弧状切れ刃の切れ刃領域において放射(法線)方向すくい角を変化させることも提案されている。   The ball end mill described in Patent Document 1 to Patent Document 5 has an arcuate cutting edge that becomes a ball blade in order to improve chip discharge and improve the strength of the cutting edge to prevent chipping and chipping. The rake angle in the radial (normal) direction is the ball end mill with a negative angle (negative angle) at the cutting edge (or outermost circumference) of the arcuate cutting edge, or the cutting edge or intermediate point. Is a ball end mill with a positive angle and a negative angle at the outermost periphery. Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4 and Patent Document 5 also propose changing the rake angle in the radial (normal) direction in the cutting edge region of the arcuate cutting edge.

本発明の目的は、円弧状切れ刃を備えたボールエンドミルについて、この円弧状切れ刃が備えている放射(法線)方向すくい角、及び軸線方向すくい角を負の角度に設定し、円弧状切れ刃の切れ刃領域にわたって、漸次、適切に連続的に変化させることにより、高硬度な被削材による3次元の仕上げ加工を実施しても、切れ刃の食付き時の衝撃を緩和させ、切れ刃の強度を確保して耐欠損性を改善し、同時に切屑排出性も高めることによって、その加工面の表面粗さを良好にすることができるボールエンドミルを提供することにある。   An object of the present invention is to set a radial (normal) rake angle and an axial rake angle of the arc-shaped cutting edge to a negative angle for a ball end mill having an arc-shaped cutting edge. By gradually and appropriately changing over the cutting edge region of the cutting edge, even when three-dimensional finishing with a hard material is performed, the impact at the time of biting of the cutting edge is reduced, An object of the present invention is to provide a ball end mill capable of improving the surface roughness of the processed surface by ensuring the strength of the cutting edge, improving the chipping resistance, and at the same time enhancing the chip discharge.

本発明の請求項1に記載のボールエンドミルは、回転軸線回りに回転方向Rで回転されるエンドミル本体の先端部に、前記エンドミル本体の平面視で、前記エンドミル本体の最先端部から最外周部へ延びる円弧状切れ刃を備え、前記円弧状切れ刃は、前記回転軸線方向からの正面視でS字形状をなし、前記円弧状切れ刃は、前記回転方向Rの前方側に形成された前記円弧状切れ刃のすくい面を備えたボールエンドミルにおいて、前記円弧状切れ刃の放射方向すくい角は、前記円弧状切れ刃の円弧中心点から前記円弧状切れ刃に向かって放射状に延びる放射直線が、前記円弧状切れ刃と交差する位置において前記放射直線と前記円弧状切れ刃の前記すくい面とがなす角度と定義し、また、前記回転軸線を基準として、前記回転軸線と前記放射直線とがなす角度を放射角度と定義したとき、前記放射角度が5度(°)における前記放射方向すくい角をα、前記放射角度が90度(°)における前記放射方向すくい角をβ、前記S字形状をなす円弧状切れ刃が前記回転方向Rの前方側に最も突出する位置となる最突出部における前記放射方向すくい角をγとしたときに、 前記放射方向すくい角α、前記放射方向すくい角β、及び前記放射方向すくい角γはいずれも負角であり、前記放射方向すくい角α値、β値、γ値の絶対値を、それぞれ|α|、|β|、|γ|としたとき、|γ|≦|α|<|β|、となるように設定されていることを特徴としている。   According to a first aspect of the present invention, the ball end mill includes a tip end portion of the end mill body rotated in the rotation direction R about the rotation axis, and a front end portion of the end mill body from the outermost peripheral portion in a plan view of the end mill body. The arc-shaped cutting edge has an S-shape when viewed from the front in the rotational axis direction, and the arc-shaped cutting edge is formed on the front side in the rotation direction R. In a ball end mill having a rake face of an arcuate cutting edge, the radial rake angle of the arcuate cutting edge is a radial straight line extending radially from the arc center point of the arcuate cutting edge toward the arcuate cutting edge. And an angle formed by the radial line and the rake face of the arcuate cutting edge at a position intersecting the arcuate cutting edge, and the rotation axis and the radiation straight line with respect to the rotation axis. Is defined as a radiation angle, the radial rake angle when the radiation angle is 5 degrees (°) is α, the radial rake angle when the radiation angle is 90 degrees (°) is β, and the S The radial rake angle α and the radial rake are defined as γ when the radial rake angle at the most projecting portion where the arcuate cutting edge forming a letter shape is the most projecting position forward of the rotation direction R is γ. The angle β and the radial rake angle γ are both negative angles, and the absolute values of the radial rake angle α value, β value, and γ value are | α |, | β |, and | γ |, respectively. At the time, | γ | ≦ | α | <| β |.

本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のボールエンドミルに係り、前記放射方向すくい角の絶対値は、前記円弧状切れ刃の前記最先端部から前記最突出部の間に最小値となる箇所が設定され、前記最小値は、前記放射角度が15度から30度の位置にあって、 前記放射方向すくい角の絶対値は、前記最突出部から前記最外周部にかけて連続的に増大するように設定されていることを特徴としている。   The invention according to a second aspect of the present invention relates to the ball end mill according to the first aspect, wherein the absolute value of the radial rake angle is between the most protruding portion and the most protruding portion of the arcuate cutting edge. The minimum value is set at a position where the radiation angle is 15 to 30 degrees, and the absolute value of the radial rake angle is from the most protruding portion to the outermost peripheral portion. It is characterized by being set to increase continuously.

本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のボールエンドミルに係り、前記放射方向すくい角α、前記放射方向すくい角β及び前記放射方向すくい角γは、−6°≦α≦−0.5°、−10°≦β≦−2°、−6°≦γ≦−0.5°、を満足するように設定されていることを特徴としている。   The invention according to claim 3 of the present invention relates to the ball end mill according to claim 1 or 2, wherein the radial rake angle α, the radial rake angle β, and the radial rake angle γ are − It is characterized by being set to satisfy 6 ° ≦ α ≦ −0.5 °, −10 ° ≦ β ≦ −2 °, −6 ° ≦ γ ≦ −0.5 °.

本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のボールエンドミルに係り、前記放射角度が30°から47°となる前記円弧状切れ刃の位置に、前記最突出部が形成されていることを特徴としている。   Invention of Claim 4 of this invention is related with the ball end mill in any one of Claims 1-3, In the position of the said arc-shaped cutting blade from which the said radiation angle turns into 30 degrees from 47 degrees, The most protruding portion is formed.

本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載のボールエンドミルに係り、前記最突出部を基準として、前記最突出部から前記最外周部近傍までの放射方向すくい角をθ1とし、前記最突出部から前記最先端部近傍までの放射方向すくい角をθ2としたときに、前記放射方向すくい角θ1値、θ2値の絶対値を、それぞれ|θ1|、|θ2|としたとき、|θ1|>|θ2|、を満足するように設定されていることを特徴としている。   The invention according to claim 5 of the present invention relates to the ball end mill according to any one of claims 1 to 4, wherein the outermost projecting portion and the outermost peripheral portion vicinity are based on the outermost projecting portion. When the radial rake angle is θ1 and the radial rake angle from the most projecting portion to the vicinity of the most distal portion is θ2, the absolute values of the radial rake angle θ1 value and θ2 value are | θ1 | , | Θ2 | is set so as to satisfy | θ1 |> | θ2 |.

本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載のボールエンドミルに係り、前記ボールエンドミルの側面視において、前記円弧状切れ刃上の接線が前記回転軸線となす角度を軸方向すくい角としたときに、前記軸方向すくい角は、前記円弧状切れ刃の前記最先端部から前記最突出部に達するまでは負の値に設定され、前記最突出部を超えて前記最外周部までは正の値に設定されている、ことを特徴としている。   A sixth aspect of the present invention relates to the ball end mill according to any one of the first to fifth aspects, wherein a tangent line on the arcuate cutting edge is the rotational axis in a side view of the ball end mill. When the rake angle is an axial rake angle, the axial rake angle is set to a negative value until reaching the most projecting portion from the most distal portion of the arcuate cutting edge, and the most projecting portion It is characterized in that a positive value is set up to the outermost peripheral part beyond.

本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1に記載のボールエンドミルに係り、前記ボールエンドミルは、前記エンドミル本体の先端部に、着脱自在の円弧状の切れ刃を有するインサートが装着され、前記ボールエンドミルの正面図において、前記インサートは、回転軸線対象の位置に少なくとも2つのクーラント用流路の出口を有し、前記クーラント用流路は、円弧状の切れ刃の逃げ面部から底側面部(5f)へ貫通し、前記エンドミル本体へ連通していること、を特徴としている。   The invention according to a seventh aspect of the present invention relates to the ball end mill according to the first aspect, wherein the ball end mill is provided with an insert having a detachable arc-shaped cutting edge at a tip portion of the end mill body. In the front view of the ball end mill, the insert has outlets of at least two coolant channels at positions corresponding to rotation axes, and the coolant channel extends from the flank portion of the arcuate cutting edge to the bottom surface. It penetrates the part (5f) and communicates with the end mill body.

本発明の請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のボールエンドミルに係り、前記クーラント用流路は、回転軸線に対して傾斜角度を有していることを特徴としている。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the ball end mill according to the seventh aspect, wherein the coolant channel has an inclination angle with respect to the rotation axis.

本発明のボールエンドミルは次の3つの効果を備えている。
(1)円弧状切れ刃に形成している放射方向すくい角α、β及びγをいずれも負角とし、かつ、前記放射方向すくい角α値、β値、γ値の絶対値を、それぞれ|α|、|β|、|γ|としたとき、|γ|≦|α|<|β|となるように設定しているので、円弧状切れ刃の全切れ刃領域にわたって切れ刃強度が強化される。このため、硬さが45HRC以上の高硬度材料を被削材とした切削加工においても、切れ刃の耐欠損性が改善される。特に、外周切れ刃近傍は切れ刃強度が強化される。一方、工具軸心近傍においては切削抵抗の低減効果と切屑排出性を良くするための配慮がなされ、すくい角α値の絶対値は小さく設定している。その結果、ビビリ振動の発生も抑制されるので、主として被削材の3次元仕上げ加工に適した2枚刃からなるボールエンドミルを提供することができる。
The ball end mill of the present invention has the following three effects.
(1) Radial rake angles α, β, and γ formed on the arcuate cutting edge are all negative angles, and the absolute values of the radial rake angles α, β, and γ are respectively | When α |, | β |, and | γ | are set to satisfy | γ | ≦ | α | <| β |, the cutting edge strength is enhanced over the entire cutting edge region of the arcuate cutting edge. Is done. For this reason, the chipping resistance of the cutting edge is improved even in cutting using a high hardness material having a hardness of 45 HRC or more as a work material. In particular, the strength of the cutting edge is enhanced in the vicinity of the outer peripheral cutting edge. On the other hand, in the vicinity of the tool axis, consideration is given to reducing the cutting resistance and improving chip discharge performance, and the absolute value of the rake angle α value is set small. As a result, the occurrence of chatter vibration is also suppressed, so that it is possible to provide a ball end mill consisting of two blades that is suitable mainly for three-dimensional finishing of a work material.

(2)ボールエンドミルの軸方向すくい角を、円弧状切れ刃の最先端部から最突出部Qまでは負の値とし、最突出部Qから最外周部Sまでは正の値にし、さらに、最突出部Qにおける軸方向すくい角を「0」にしている。
本発明は、軸方向すくい角をこのように設定していることにより、円弧状切れ刃が被削材と接触する最初の領域が最突出部Qとなり、その後、切れ刃の回転により、被削材との接触領域は、切れ刃の最先端部と最外周部Sの両方へ広がっていく。そして、負の値を持った放射方向すくい角の絶対値を、円弧状切れ刃の最先端部から最突出部Qにかけて小さい値に設定させていることにより、軸方向すくい角が負の値であっても、切削抵抗の低減をはかることができる。
また、円弧状切れ刃の軸方向すくい角を、最外周部S近傍において正値(+20°程度)としているので、被削材の傾斜面を最外周部S近傍の円弧状切れ刃により切削加工を行っても、切屑は円弧状切れ刃の回転軌跡の接線と垂直な方向へ放出され、切屑排出性が良好となって切屑詰りの発生も抑制されるので、被削材の傾斜面の仕上げ加工の面粗さを良好にすることができる。
(2) The rake angle in the axial direction of the ball end mill is a negative value from the most distal part to the most projecting part Q of the arcuate cutting edge, a positive value from the most projecting part Q to the most outer peripheral part S, The rake angle in the axial direction at the most protruding portion Q is set to “0”.
In the present invention, since the rake angle in the axial direction is set in this way, the first region where the arc-shaped cutting edge comes into contact with the work material becomes the most protruding portion Q, and then the workpiece is cut by rotation of the cutting edge. The contact area with the material extends to both the most distal portion and the outermost peripheral portion S of the cutting edge. And by setting the absolute value of the radial rake angle having a negative value to a small value from the most distal portion to the most protruding portion Q of the arcuate cutting edge, the axial rake angle is a negative value. Even if it exists, cutting resistance can be reduced.
Further, since the rake angle in the axial direction of the arc-shaped cutting edge is a positive value (about + 20 °) in the vicinity of the outermost peripheral portion S, the inclined surface of the work material is cut by the arc-shaped cutting edge in the vicinity of the outermost peripheral portion S. The chip is released in a direction perpendicular to the tangent to the rotation trajectory of the arc-shaped cutting edge, which improves chip discharge and suppresses chip clogging, so that the inclined surface of the work material can be finished. The surface roughness of processing can be improved.

(3)本発明のインサートにクーラント用流路を設けて切削加工時のインサート温度の上昇を回避することは、超硬合金製インサートの塑性変形に対する抵抗力の低下を妨げたり、硬度の低下を回避することができるため、特に高硬度材料を被削材とした切削加工に適している。また、この様な切削加工における切れ刃近傍の温度上昇は、被削材から発生する切屑が切れ刃に溶着するといった現象を誘発させる。これによって切れ刃の耐摩耗性が損なわれることからも、インサート温度の上昇を回避することは有効である。更に、クーラント用流路を通して切屑界面に供給されるクーラント(例えば、水溶性切削液、油性切削液、液体窒素等)の流れは、切屑を効果的に排出させることができるため、被削材の加工面性状が良好となり、仕上げ加工の面粗さを良好にすることができる。   (3) Providing a coolant channel in the insert of the present invention to avoid an increase in the insert temperature during machining prevents a decrease in resistance to plastic deformation of the cemented carbide insert or a decrease in hardness. Since it can be avoided, it is particularly suitable for cutting using a hard material as a work material. Moreover, the temperature rise in the vicinity of the cutting edge in such a cutting process induces a phenomenon that chips generated from the work material are welded to the cutting edge. Since the wear resistance of the cutting edge is impaired by this, it is effective to avoid an increase in the insert temperature. Furthermore, the flow of coolant (for example, water-soluble cutting fluid, oil-based cutting fluid, liquid nitrogen, etc.) supplied to the chip interface through the coolant channel can effectively discharge chips, so that The surface finish properties are good, and the surface roughness of the finish processing can be made good.

本発明のボールエンドミルについて、その一実施形態を示す刃先交換式ボールエンドミルの斜視図である。1 is a perspective view of a blade end replaceable ball end mill showing an embodiment of the ball end mill of the present invention. 図1に示すインサートの斜視図である。It is a perspective view of the insert shown in FIG. 図1に示す刃先交換式ボールエンドミルについて、インサートを装着していないときのエンドミル本体を、回転軸線方向からみた正面図である。It is the front view which looked at the end mill main body when the insert is not mounted | worn about the blade-tip-exchange-type ball end mill shown in FIG. 1 from the rotation axis direction. 図3に示すエンドミル本体の先端部における側面図である。It is a side view in the front-end | tip part of the end mill main body shown in FIG. 図3に示すエンドミル本体の先端部における平面図である。It is a top view in the front-end | tip part of the end mill main body shown in FIG. (a)は図2に示すインサートの平面図、(b)は図2に示すインサートの正面図、(c)は図2に示すインサートの側面図である。(A) is a top view of the insert shown in FIG. 2, (b) is a front view of the insert shown in FIG. 2, (c) is a side view of the insert shown in FIG. 図1に示す刃先交換式ボールエンドミルを、回転軸線方向からみた正面図である。It is the front view which looked at the blade-tip-exchange-type ball end mill shown in FIG. 1 from the rotation axis direction. 図1に示す刃先交換式ボールエンドミルの先端部における側面図である。It is a side view in the front-end | tip part of the blade-tip-exchange-type ball end mill shown in FIG. 図1に示す刃先交換式ボールエンドミルの先端部における平面図である。It is a top view in the front-end | tip part of the blade-tip-exchange-type ball end mill shown in FIG. 円弧状切れ刃について、本発明例が備えている放射方向すくい角の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the radial rake angle with which the example of this invention is provided about the circular arc-shaped cutting blade. 円弧状切れ刃について、本発明が備えている軸方向すくい角の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the axial rake angle with which this invention is provided about the circular arc-shaped cutting edge. 本発明例が備えている放射方向すくい角の構成について、この放射方向すくい角を放射角度に対応して変化させている状況を示すグラフである。It is a graph which shows the condition which is changing this radiation direction rake angle according to a radiation angle about the structure of the radiation direction rake angle with which the example of this invention is provided. 本発明例が備えている軸方向すくい角の構成について、軸方向すくい角を放射角度に対応して変化させている状況を示すグラフである。It is a graph which shows the condition which is changing the axial rake angle corresponding to a radiation angle about the structure of the axial rake angle with which the example of this invention is provided. 本発明のボールエンドミルを用いて被削材の平面を切削加工したときに、切れ刃のすくい面と逃げ面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the rake face and flank face of a cutting edge, when the plane of a workpiece is cut using the ball end mill of this invention. 本発明のボールエンドミルを用いて被削材の傾斜壁面を切削加工したときに、切れ刃の逃げ面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the flank of a cutting edge, when the inclined wall surface of a workpiece is cut using the ball end mill of this invention. 本発明のボールエンドミルを用いて被削材の傾斜壁面を切削加工したときに、切れ刃のすくい面と逃げ面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the rake face and flank of a cutting edge, when the inclined wall surface of a workpiece is cut using the ball end mill of this invention. 図1に示すインサートの別の実施例における斜視図である。It is a perspective view in another Example of the insert shown in FIG. (a)は図17に示すインサートの平面図、(b)は図17に示すインサートの正面図、(c)は図17に示すインサートの側面図である。(A) is a top view of the insert shown in FIG. 17, (b) is a front view of the insert shown in FIG. 17, and (c) is a side view of the insert shown in FIG. 図17に示すインサートを装着した刃先交換式ボールエンドミルを、回転軸線方向からみた正面図である。It is the front view which looked at the blade-tip-exchange-type ball end mill equipped with the insert shown in FIG. 17 from the rotation axis direction. 図17に示すインサートを装着した刃先交換式ボールエンドミルの先端部における側面図である。It is a side view in the front-end | tip part of the blade-tip-exchange-type ball end mill equipped with the insert shown in FIG.

以下、図面に基づいて本発明に係るボールエンドミルの実施形態について説明する。本発明のボールエンドミルは、ソリッド型のボールエンドミル、及び刃先交換式のボールエンドミル(以下、「刃先交換式ボールエンドミル」と記載する)に適用することができる。以下に説明する本発明の実施形態は、ボール刃となる円弧状切れ刃を備えたインサートをエンドミル本体に着脱自在に装着した刃先交換式ボールエンドミルを例にして説明する。   Hereinafter, embodiments of a ball end mill according to the present invention will be described with reference to the drawings. The ball end mill of the present invention can be applied to a solid type ball end mill and a blade end replaceable ball end mill (hereinafter referred to as “blade replaceable ball end mill”). The embodiment of the present invention described below will be described by taking as an example a blade end replaceable ball end mill in which an insert provided with an arcuate cutting edge serving as a ball blade is detachably attached to an end mill body.

図1は回転軸線L(以下、「軸線L」という。)を中心として回転する本発明の実施形態の一例を示す刃先交換式ボールエンドミル(1)について、その構成例を示す斜視図である。図2は図1に示す刃先交換式ボールエンドミル(1)に装着しているインサートの斜視図、図3は図1に示すエンドミル本体のインサート取付座にインサートを装着していないとき、軸線Lの前方からエンドミル本体の先端部を見たときの正面図、図4は同じくエンドミル本体の先端部の側面図、図5は同じくエンドミル本体の先端部の平面図である。以下の説明において、刃先交換式ボールエンドミル(1)を単に「ボールエンドミル(1)」と記載する場合がある。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a blade tip replaceable ball end mill (1) showing an example of an embodiment of the present invention that rotates about a rotation axis L (hereinafter referred to as “axis L”). 2 is a perspective view of the insert mounted on the blade end replaceable ball end mill (1) shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the axis L when the insert is not mounted on the insert mounting seat of the end mill body shown in FIG. FIG. 4 is a side view of the tip portion of the end mill body, and FIG. 5 is a plan view of the tip portion of the end mill body. In the following description, the blade edge replaceable ball end mill (1) may be simply referred to as “ball end mill (1)”.

(刃先交換式ボールエンドミルの構成)
図1に示すように、刃先交換式ボールエンドミル(1)は、エンドミル本体(2)と、エンドミル本体(2)の後端側に、このエンドミル本体(2)と一体に形成されているシャンク部(3)と、エンドミル本体(2)の先端部(2a)からエンドミル本体(2)の後方に向けて形成されたインサート取付座(4)(図4参照)に着脱自在に装着され、切れ刃を備えたインサート(5)と、インサート取付座(4)にインサート(5)をネジ締付けにより固定するためのクランプネジ(6)から構成されている。エンドミル本体(2)とシャンク部(3)は、例えば、SKD61等の合金工具鋼から製造されている。
(Configuration of blade end replaceable ball end mill)
As shown in FIG. 1, a blade end replaceable ball end mill (1) includes an end mill main body (2) and a shank portion formed integrally with the end mill main body (2) on the rear end side of the end mill main body (2). (3) and an insert mounting seat (4) (see FIG. 4) formed from the tip (2a) of the end mill body (2) to the rear of the end mill body (2), and is detachably mounted. And a clamp screw (6) for fixing the insert (5) to the insert mounting seat (4) by screw tightening. The end mill body (2) and the shank portion (3) are manufactured from alloy tool steel such as SKD61, for example.

図3及び図4に示すように、インサート取付座(4)は、エンドミル本体(2)の先端部(2a)に開口し、さらに、エンドミル本体(2)の径方向に延びてエンドミル本体(2)の外周面に開口するとともに、エンドミル本体(2)の先端部(2a)から後方のシャンク部(3)の方向に向かって軸線Lを含んで所定の長さほど形成されたスリット状の嵌合溝(8)から構成されている。図4に示す符号「7」は、シャンク部2の端部に設けた傾斜縮径部である。   As shown in FIGS. 3 and 4, the insert mounting seat (4) opens at the distal end (2 a) of the end mill body (2), and further extends in the radial direction of the end mill body (2) to end the end mill body (2 ) And a slit-like fitting formed to a predetermined length including the axis L from the tip (2a) of the end mill body (2) toward the rear shank (3). It consists of a groove (8). Reference numeral “7” shown in FIG. 4 is an inclined reduced diameter portion provided at the end of the shank portion 2.

図4に示すように、嵌合溝(8)(インサート取付座(4))は、互いに平行な2つの内側面部(8a)及び内側面部(8b)と、底部となる底面部(8c)から構成され、内側面部(8a)と内側面部(8b)との間の溝部の中間位置を軸線Lが底面部(8c)に向けて通るように、機械加工により形成されている。なお、以下の説明において、内側面部(8a)を一方の内側面部(8a)、内側面部(8b)を他方の内側面部(8b)と記載する場合がある。   As shown in FIG. 4, the fitting groove (8) (insert mounting seat (4)) includes two inner side surface portions (8a) and inner side surface portions (8b) parallel to each other, and a bottom surface portion (8c) serving as a bottom portion. And is formed by machining so that the axis L passes through the intermediate position of the groove portion between the inner side surface portion (8a) and the inner side surface portion (8b) toward the bottom surface portion (8c). In the following description, the inner side surface portion (8a) may be referred to as one inner side surface portion (8a), and the inner side surface portion (8b) may be referred to as the other inner side surface portion (8b).

エンドミル本体(2)の先端部(2a)から軸線Lを含むようにスリット状の嵌合溝(8)を形成したことにより、エンドミル本体(2)の先端部(2a)は底面部(8c)を基準位置として2つに分割された先端半体部(9a)と先端半体部(9b)が構成されることになる。そして、先端半体部(9a)、(9b)の一方の表面部から、嵌合溝(8)と交差して他方の先端半体部9b(又は9a)内に達するインサート固定用ネジ穴(10)(図3参照)を形成している。このインサート固定用ネジ穴(10)の向きは、図3に示す通り、エンドミル本体(2)のインサート嵌合溝(8)がエンドミル本体(2)の径方向に延びる向きと直交する方向に形成されている。
また、一方の先端半体部(9a)を通って、他方の先端半体部(9b)内に達するインサート固定用ネジ穴(10)の内周面には、インサートクランプネジ(6)の雄ネジ部とネジ嵌合させるための雌ネジ部が刻設されている。
By forming a slit-like fitting groove (8) so as to include the axis L from the end portion (2a) of the end mill body (2), the end portion (2a) of the end mill body (2) becomes the bottom surface portion (8c). The tip half body portion (9a) and the tip half body portion (9b) which are divided into two with respect to the reference position are formed. Then, an insert fixing screw hole that crosses the fitting groove (8) and reaches into the other tip half body 9b (or 9a) from one surface of the tip half (9a), (9b) ( 10) (see FIG. 3). The direction of the insert fixing screw hole (10) is formed in a direction orthogonal to the direction in which the insert fitting groove (8) of the end mill body (2) extends in the radial direction of the end mill body (2), as shown in FIG. Has been.
Further, the male end of the insert clamp screw (6) is formed on the inner peripheral surface of the insert fixing screw hole (10) that passes through one tip half (9a) and reaches the other tip half (9b). A female screw portion for screw fitting with the screw portion is engraved.

(インサートの構成)
切れ刃を備えているインサート(5)の構成例を、図2及び図6を参照して説明する。なお、図6(a)、(b)及び(c)は、それぞれ図2に示すインサート(5)の平面図、正面図及び側面図である。
(Insert configuration)
A configuration example of the insert (5) provided with a cutting edge will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C are a plan view, a front view, and a side view of the insert (5) shown in FIG. 2, respectively.

インサート(5)は、例えば、炭化タングステン(WC)とコバルト(Co)を含む超硬合金(以下、「WC基超硬合金」という。)から製造されている。インサート(5)は図6(c)に示すように厚さ(T)を有し、略平板形状をなしている。また、図6に示すとおり、平面状の外側面部(5g)と、この外側面部(5g)と対向する位置に配置された平面状の外側面部(5h)を備え、側面視では図6(c)に示すように略4角形状をなしている。一対の外側面部(5g)と外側面部(5h)は平行になるように形成されている。   The insert (5) is manufactured from, for example, a cemented carbide containing tungsten carbide (WC) and cobalt (Co) (hereinafter referred to as “WC-based cemented carbide”). The insert (5) has a thickness (T) as shown in FIG. 6 (c) and has a substantially flat plate shape. Moreover, as shown in FIG. 6, it has a planar outer surface part (5g) and a planar outer surface part (5h) disposed at a position facing this outer surface part (5g). As shown in FIG. The pair of outer surface portions (5g) and the outer surface portion (5h) are formed in parallel.

図2及び図6に示す符号「5a」は、インサート(5)の最先端部である。最先端部(5a)はインサート(5)をエンドミル本体(2)のインサート取付座4(嵌合溝8)に装着したときに、軸線Lと交差する部位であって、刃先交換式エンドミル1の軸線L方向における最下点(最先端部)になる。   The reference numeral “5a” shown in FIGS. 2 and 6 is the most distal portion of the insert (5). The most advanced portion (5a) is a portion that intersects the axis L when the insert (5) is mounted on the insert mounting seat 4 (fitting groove 8) of the end mill body (2). This is the lowest point (the most advanced part) in the direction of the axis L.

インサート(5)は、上記した一対の外側面部(5g)と外側面部(5h)とを繋ぐ側面部として、図6(b)に示すように、最先端部(5a)から紙面の左右方向に円弧状に形成された円弧状側面部(第2側面部)(5b1)、(5b2)と、円弧状側面部(第3側面部)(5c1)、(5c2)が形成されている。さらに、インサート(5)の後端部には、図6(a)に示すように、底側面部(5f)が形成されている。底側面部(5f)は、インサート(5)をインサート取付座(4)に装着したときに、嵌合溝(8)の底面部(8c)と密着する側面部になる。   As shown in FIG. 6 (b), the insert (5) is a side surface portion connecting the pair of outer surface portions (5g) and the outer surface portion (5h), as shown in FIG. 6 (b). Arc-shaped side surface portions (second side surface portions) (5b1) and (5b2) and arc-shaped side surface portions (third side surface portions) (5c1) and (5c2) formed in an arc shape are formed. Further, a bottom side surface portion (5f) is formed at the rear end portion of the insert (5) as shown in FIG. The bottom side surface portion (5f) is a side surface portion that comes into close contact with the bottom surface portion (8c) of the fitting groove (8) when the insert (5) is attached to the insert mounting seat (4).

図6(a)に示す直線L1は、インサート(5)の最先端部(5a)と円弧中心点Oとを通る直線であって、インサート(5)をエンドミル本体(2)のインサート取付座4に装着したときには、この直線L1はエンドミル本体(2)の軸線Lに一致するように装着される。なお、上記した円弧中心点Oとは、後述するインサート(5)が備えている円弧状の切れ刃の円弧の中心を示す。また、図6(a)に示す直線Mは、円弧中心点Oを通り直線L1と直交する直線である。   A straight line L1 shown in FIG. 6A is a straight line passing through the most distal portion (5a) of the insert (5) and the arc center point O, and the insert (5) is inserted into the insert mounting seat 4 of the end mill body (2). When mounted on the straight line L1, the straight line L1 is mounted so as to coincide with the axis L of the end mill body (2). The arc center point O described above indicates the center of the arc of the arcuate cutting edge provided in the insert (5) described later. A straight line M shown in FIG. 6A is a straight line that passes through the arc center point O and is orthogonal to the straight line L1.

また、図2及び図6(a)に示すように、インサート(5)は一方の外側面部(5g)から他方の外側面部(5h)に向けて貫通するネジ挿通穴(5p)を備えている。ネジ挿通穴(5p)は、インサート(5)をインサート取付座4に装着して固定するときに、クランプネジ6を挿通させるための穴である。なお、上記した円弧中心点Oは、ネジ挿通穴(5p)の中心線の中点であって、かつ、インサート(5)の厚さTの中央部に位置する点である。   As shown in FIGS. 2 and 6 (a), the insert (5) includes a screw insertion hole (5p) penetrating from one outer surface portion (5g) to the other outer surface portion (5h). . The screw insertion hole (5p) is a hole through which the clamp screw 6 is inserted when the insert (5) is mounted and fixed to the insert mounting seat 4. The arc center point O described above is a midpoint of the center line of the screw insertion hole (5p) and is located at the center of the thickness T of the insert (5).

続いて、本発明のボールエンドミルが備えている特徴となる構成であって、被削材に切削加工を行うためにインサート(5)が備えている切れ刃について説明する。エンドミル本体(2)のインサート取付座(4)に装着するインサート(5)は、一対のボール刃となる円弧状切れ刃と、一対のねじれ形状を有する外周切れ刃を備えている。ここで、ねじれ形状を有する外周切れ刃とは、インサート(5)がンサート取付座4に装着されてエンドミル本体(2)が軸線Lの回りに回転したとき、この外周切れ刃の回転軌跡が略円筒状をなすように形成されている切れ刃である。   Next, a description will be given of the cutting edge provided in the insert (5), which is a characteristic feature of the ball end mill according to the present invention, in order to cut the workpiece. The insert (5) to be mounted on the insert mounting seat (4) of the end mill body (2) includes an arcuate cutting edge serving as a pair of ball blades and a peripheral cutting edge having a pair of twisted shapes. Here, the outer peripheral cutting edge having a twisted shape means that when the insert (5) is mounted on the insert mounting seat 4 and the end mill body (2) rotates about the axis L, the rotation trajectory of the outer peripheral cutting edge is approximately. It is a cutting blade formed so as to form a cylindrical shape.

上記した一対の円弧状切れ刃は、図2、図6(b)に示すように、インサート(5)の最先端部(5a)から形成された、一方の逃げ面となる側面部(5b1)とすくい面(5d)との稜線部に沿って形成された円弧状の切れ刃(5i1)と、他方の逃げ面となる傾斜側面部(5b2)とすくい面(図6(a)には図示されない)との稜線部に沿って形成された円弧状の切れ刃(5i2)とから構成されている。これら一対の円弧状切れ刃(5i1)と(5i2)は最先端部(5a)を介して一体の切れ刃として形成されているが、1個のインサート(5)を装着した刃先交換式ボールエンドミル(1)は、2枚の円弧状の切れ刃を備えた2枚刃のボールエンドミルと言われている。
なお、以下の説明において、これら円弧状の切れ刃(5i1)と(5i2)のことを、単に円弧状切れ刃(5i1)、及び円弧状切れ刃(5i2)と記載する。
As shown in FIGS. 2 and 6 (b), the pair of arcuate cutting edges described above are formed from the most distal portion (5a) of the insert (5), and are side portions (5b1) serving as one flank. An arcuate cutting edge (5i1) formed along the ridge line with the rake face (5d), an inclined side face (5b2) serving as the other flank, and a rake face (shown in FIG. 6 (a)) Not formed) and an arcuate cutting edge (5i2) formed along the ridge line portion. The pair of arcuate cutting edges (5i1) and (5i2) are formed as an integral cutting edge via the most advanced part (5a), but the cutting edge replaceable ball end mill equipped with one insert (5). (1) is said to be a two-blade ball end mill with two arcuate cutting edges.
In the following description, these arc-shaped cutting edges (5i1) and (5i2) are simply referred to as an arc-shaped cutting edge (5i1) and an arc-shaped cutting edge (5i2).

この一対の円弧状切れ刃(5i1、5i2)は、図2、図6(b)に示すように、傾斜側面部(5b1、5b2)の稜線部であって刃先交換式エンドミル1の回転方向Rの前方側に向かって凸形状をなし、直線L1の前方側からみた正面視においては、円弧状の切れ刃(5i1、5i2)は最先端部(5a)を中心とした略S字形状をなすように形成されている。   The pair of arcuate cutting edges (5i1, 5i2) are ridgeline portions of the inclined side surface portions (5b1, 5b2) as shown in FIG. 2 and FIG. In the front view seen from the front side of the straight line L1, the arcuate cutting edges (5i1, 5i2) have a substantially S-shape centered on the most distal portion (5a). It is formed as follows.

図6(a)に示すように、インサート(5)の最先端部(5a)から一対の円弧状の切れ刃(5i1、5i2)に連なって、ねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1、5k2)が形成されている。これら、一対のねじれ形状を有する外周切れ刃のうち、外周切れ刃(5k1)は、最先端部(5a)から形成されている円弧状の切れ刃(5i1)の端部Sから一体に繋がって形成されている。同様に、外周切れ刃(5k2)は、最先端部(5a)から形成されている円弧状の切れ刃(5i2)の端部Sから一体に繋がって形成されている。   As shown in FIG. 6 (a), the outer peripheral cutting edges (5k1, 5k2) having a twisted shape connected to the pair of arc-shaped cutting edges (5i1, 5i2) from the most distal portion (5a) of the insert (5). Is formed. Among these peripheral cutting edges having a twisted shape, the outer peripheral cutting edge (5k1) is integrally connected from the end S of the arcuate cutting edge (5i1) formed from the most advanced portion (5a). Is formed. Similarly, the outer peripheral cutting edge (5k2) is integrally formed from the end S of the arcuate cutting edge (5i2) formed from the most distal end portion (5a).

上記した円弧状の切れ刃(5i1)の端部Sは、図6(a)に示す直線Mがそれぞれ円弧状の切れ刃(5i1、5i2)と交差する点であって、円弧状の切れ刃(5i1)と外周切れ刃(5k1)とを繋ぐ繋ぎ部になり、他方の端部Sは円弧状の切れ刃(5i2)の端部と外周切れ刃(5k2)とを繋ぐ繋ぎ部になる。さらに、インサート(5)の平面視において、これら端部S、Sは円弧状の切れ刃(5i1、5i2)の最外周部に相当する。また、インサート(5)をエンドミル本体(2)に装着したときには、これら端部Sは、エンドミル本体(2)の最外周部になる。従って、以下の説明においてこれら端部Sのことを、「繋ぎ部S」又は「最外周部S」と記載する場合がある。   The end S of the arcuate cutting edge (5i1) is a point where the straight line M shown in FIG. 6 (a) intersects the arcuate cutting edges (5i1, 5i2), respectively. (5i1) and the outer peripheral cutting edge (5k1) are connected to each other, and the other end S is connected to the end of the arcuate cutting edge (5i2) and the outer peripheral cutting edge (5k2). Furthermore, in the plan view of the insert (5), these end portions S and S correspond to the outermost peripheral portion of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2). Further, when the insert (5) is mounted on the end mill body (2), these end portions S become the outermost peripheral portion of the end mill body (2). Therefore, in the following description, these end portions S may be referred to as “connecting portion S” or “outermost peripheral portion S”.

これら、ねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1、5k2)は、被削材の隅部加工を行うときに、被削材の立ち壁面の近傍に作用するために設けられた切れ刃であり、被削材の立ち壁面における仕上げ加工の面性状を良好に維持するために有効な切れ刃である。
なお、図6(a)に示すインサート(5)の平面図において、ねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1、5k2)は直線状となり、直線L1とねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1、5k2)との関係は、平行な直線関係である。これにより、インサート取付座(4)にインサート(5)を装着して刃先交換式ボールエンドミル(1)を軸線L回りにR方向に回転させると、一対の円弧状の切れ刃(5i1、5i2)の回転軌跡は略半円状をなし、一対の外周切れ刃(5k1、5k2)の回転軌跡は略円筒状をなすことになる。
These outer peripheral cutting edges (5k1, 5k2) having a twisted shape are cutting edges provided to act in the vicinity of the standing wall of the work material when machining the corner of the work material. This is an effective cutting edge in order to maintain the surface properties of the finish processing on the standing wall of the cutting material.
In addition, in the top view of insert (5) shown to Fig.6 (a), the outer periphery cutting edge (5k1, 5k2) which has a twist shape becomes a linear form, and the outer periphery cutting edge (5k1, 5k2) which has a twist shape with the straight line L1 Is a parallel straight line relationship. As a result, when the insert (5) is mounted on the insert mounting seat (4) and the blade tip replaceable ball end mill (1) is rotated around the axis L in the R direction, a pair of arcuate cutting edges (5i1, 5i2) The rotation trajectory is substantially semicircular, and the rotation trajectory of the pair of outer peripheral cutting edges (5k1, 5k2) is substantially cylindrical.

図6(c)に示すように、円弧状切れ刃(5i1)を横側面側からみた稜線は、繋ぎ部Sを通ってねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1)に繋がっている。同様に、切れ刃(5i2)を横側面側からみた稜線も、繋ぎ部Sを通ってねじれ形状を有する外周切れ刃(5k2)に繋がっている。また、図2、図6(a)に示すように、円弧状切れ刃(5i1、5i2)の回転方向Rの前面側には、すくい面(5d)となる緩やかな凸形状をなす曲面部が形成されている。   As shown in FIG. 6 (c), the ridge line of the arcuate cutting edge (5i1) viewed from the side surface side is connected to the outer peripheral cutting edge (5k1) having a twisted shape through the connecting portion S. Similarly, the ridge line of the cutting edge (5i2) viewed from the side surface side is also connected to the outer peripheral cutting edge (5k2) having a twisted shape through the connecting portion S. As shown in FIGS. 2 and 6 (a), a curved surface portion having a gentle convex shape that becomes a rake face (5d) is formed on the front side in the rotation direction R of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2). Is formed.

なお、図6、図7に示す符号「Q」は、円弧状切れ刃(5i1、5i2)が回転方向Rの前方側に向かって最も突出している位置を示している。以下の説明においてこの円弧状の切れ刃(5i1、5i2)が回転方向Rの前方に最も突出している位置Qのことを、「円弧状切れ刃が回転方向Rの前方側に向かって最も突出している最突出部Q」又は単に「最突出部Q」と記載する場合がある。なお、図6(a)に示すKは、円弧中心点Oと最突出部Qとを結ぶ直線である。   6 and 7 indicates a position where the arcuate cutting edges (5i1, 5i2) protrude most toward the front side in the rotation direction R. In the following description, the position Q at which the arcuate cutting edges (5i1, 5i2) protrude most forward in the rotation direction R is referred to as “the arcuate cutting edge protrudes most toward the front side in the rotation direction R”. May be described as “the most protruding portion Q” or simply “the most protruding portion Q”. In addition, K shown in FIG. 6A is a straight line connecting the arc center point O and the most protruding portion Q.

(インサート取付座にインサートを固定したときの状態)
本発明の実施形態を示す刃先交換式エンドミル(1)は、エンドミル本体(2)の先端部(2a)に形成したインサート取付座(4)に、クランプネジ(6)を用いてインサート(5)を着脱自在に固定している。図7、図8、図9は、それぞれ図3、図4、図5に対応させて、エンドミル本体(2)のインサート取付座(4)に一つのインサート(5)を装着して固定したときの状態を示す図面である。
(State when the insert is fixed to the insert mounting seat)
An edge mill replaceable end mill (1) showing an embodiment of the present invention has an insert (5) using a clamp screw (6) on an insert mounting seat (4) formed at a tip (2a) of an end mill body (2). Is detachably fixed. 7, 8, and 9 correspond to FIGS. 3, 4, and 5, respectively, when one insert (5) is mounted and fixed to the insert mounting seat (4) of the end mill body (2). It is drawing which shows this state.

インサート取付座(4)に一つのインサート(5)を装着して固定したときには、インサート(5)の外側面部(5g)、(5h)はそれぞれインサート嵌合溝(8)の一方の内側面部8aと、他方の内側面部(8b)に強固に密着し、インサート(5)の底側面部5fはインサート嵌合溝(8)の底面部8cに密着して、インサート(5)の固定位置が所定の精度を確保するようになされる。
そして、インサート取付座(4)にインサート(5)を装着して固定したときには、
インサート(5)の最先端部(5a)は軸線L上に沿ってインサート取付座(4)から突出させ、さらに、一対の円弧状の切れ刃(5i1、5i2)、一対の外周切れ刃(5k1、5k2)、及び第2横側面部(5b1、5b2)、第3横側面部(5c1、5c2)もインサート取付座(4)から外側方向に若干突出している。
When one insert (5) is mounted and fixed to the insert mounting seat (4), the outer surface portion (5g) and (5h) of the insert (5) are respectively one inner surface portion 8a of the insert fitting groove (8). And the other inner side surface portion (8b) is firmly attached, the bottom side surface portion 5f of the insert (5) is closely attached to the bottom surface portion 8c of the insert fitting groove (8), and the fixing position of the insert (5) is predetermined. It is made to ensure accuracy.
And when the insert (5) is mounted and fixed to the insert mounting seat (4),
The most distal portion (5a) of the insert (5) is projected from the insert mounting seat (4) along the axis L, and further, a pair of arcuate cutting edges (5i1, 5i2), a pair of outer peripheral cutting edges (5k1) 5k2), the second lateral side surface portion (5b1, 5b2), and the third lateral side surface portion (5c1, 5c2) also slightly protrude outward from the insert mounting seat (4).

前記したように、本発明の実施形態となる刃先交換式ボールエンドミル(1)においては、図6(a)や図9に示すように、円弧状の切れ刃(5i1、5i2)はそのそれぞれの端部Sに連なるねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1)と、(5k2)を設けていることも重要な特徴になる。
図11に示すように、円弧状の切れ刃(5i1、5i2)の接線と外周切れ刃(5k1、5k2)とは、軸線Lに対して傾斜させた設定にしている。この傾斜している状態を「ねじれ形状を有する」と表現している。
As described above, in the blade end replaceable ball end mill (1) according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 6 (a) and 9, the arc-shaped cutting blades (5i1, 5i2) have their respective shapes. It is also an important feature that an outer peripheral cutting edge (5k1) having a twisted shape connected to the end S and (5k2) are provided.
As shown in FIG. 11, the tangent line of the arc-shaped cutting edges (5i1, 5i2) and the outer peripheral cutting edges (5k1, 5k2) are set to be inclined with respect to the axis L. This inclined state is expressed as “having a twisted shape”.

この理由は、前記したように、本発明の実施形態となる刃先交換式ボールエンドミル(1)を用いて彫り込み加工を行う際、特に隅部加工において、ねじれ形状を有する一対の外周切れ刃(5k1、5k2)が設けられていることにより、隅部の立ち壁面における仕上げ加工面の性状を良好な面粗さで加工することが可能となるからである。これに対して、インサート(5)の平面視において、この一対の外周切れ刃がそれぞれ円弧形状を有する場合には、切削抵抗の低減化には有効であるものの、加工面に削り残しによる段差部が発生して、加工面の表面粗さが低下するといった不都合が生じる。   The reason for this is that, as described above, when engraving is performed using the blade tip replaceable ball end mill (1) according to the embodiment of the present invention, particularly in corner processing, a pair of outer peripheral cutting edges (5k1 having a twisted shape) 5k2) is provided, so that it is possible to process the finished surface of the corner standing wall surface with good surface roughness. On the other hand, in the plan view of the insert (5), when each of the pair of outer peripheral cutting edges has an arc shape, it is effective for reducing the cutting resistance, but the stepped portion due to the uncut portion on the processing surface. Is generated, resulting in a disadvantage that the surface roughness of the processed surface is lowered.

また、図6(a)に示すように、インサート(5)は直線形状の外周切れ刃(5k1、5k2)を備えていることによって、インサート(5)の切れ刃に再研摩処理を施すことが可能となり、繰り返し再生利用することができる。これに対して、外周切れ刃が円弧形状を有する場合は、切れ刃に再研摩処理を施すことによって切れ刃の外径寸法は変化し、これによって外径寸法が減少してしまうため、再研摩処理を施すことが困難である。   Moreover, as shown to Fig.6 (a), insert (5) is provided with the linear outer periphery cutting edge (5k1, 5k2), and can re-grind to the cutting edge of insert (5). It becomes possible and can be repeatedly reproduced. On the other hand, when the outer peripheral cutting edge has an arc shape, the outer diameter of the cutting edge is changed by subjecting the cutting edge to re-grinding. It is difficult to process.

(円弧状切れ刃のすくい角の特徴)
続いて、本発明のボールエンドミルが備えている構成上の特徴となる、円弧状切れ刃(5i1、5i2)のすくい角について説明する。本発明において、この円弧状切れ刃のすくい角とは、「放射方向すくい角」と「軸方向すくい角」の2種のすくい角を示す。
このうち、「放射方向すくい角」とは、円弧状切れ刃(5i1、5i2)の円弧中心点Oからこの円弧状切れ刃に向かって放射状に延びる直線(放射直線)に対するすくい面(d)の角度を示す。なお、この「放射方向すくい角」のことを「法線方向のすくい角」と呼ばれる場合もある。
(Features of rake angle of arc-shaped cutting edge)
Next, the rake angle of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2), which is a structural feature of the ball end mill of the present invention, will be described. In the present invention, the rake angle of the arcuate cutting edge indicates two types of rake angles, “radial rake angle” and “axial rake angle”.
Among these, the “radial rake angle” means the rake face (d) with respect to a straight line (radial straight line) extending radially from the arc center point O of the arcuate cutting edge (5i1, 5i2) toward the arcuate cutting edge. Indicates the angle. This “radial rake angle” may be referred to as a “normal rake angle”.

ここで「放射方向すくい角」が負の値とは、図10に示すように、円弧状切れ刃(5i1)のすくい面(5d)が、円弧状切れ刃(5i1)の回転軌跡における半球の中心(O)と円弧状切れ刃(5i1)とを結んだ直線に対して、工具回転方向Rと同じは反対の方向に設定されているときを、「放射方向すくい角」が負の値とする。一方、「放射方向すくい角」が正の値とは、上記と逆に、工具回転方向Rとは反対の方向に設定されているときのことを言う。
また、「軸方向すくい角」とは、円弧状切れ刃(5i1、5i2)の側面視において、円弧状切れ刃(5i1、5i2)上の接線がボールエンドミルの軸線Lとなす角度を示す。
ここで「軸方向すくい角」が正の値とは、図11に示すように、円弧状切れ刃(5i1)のすくい面の傾斜角度が、回転軸線Lに対して、工具回転R方向とは反対の方向に設定されているときを、「軸方向すくい角」が正の値とする。一方、「軸方向すくい角」が負の値とは、上記と逆に設定されているときのことを言う。
Here, the negative value of “radial rake angle” means that the rake face (5d) of the arcuate cutting edge (5i1) is hemispherical in the rotation trajectory of the arcuate cutting edge (5i1), as shown in FIG. When the same direction as the tool rotation direction R is set opposite to the straight line connecting the center (O) and the arcuate cutting edge (5i1), the “radial rake angle” is a negative value. To do. On the other hand, a “radial rake angle” having a positive value means that the tool rotation direction R is set in the opposite direction to the above.
In addition, the “axial rake angle” indicates an angle between a tangent line on the arcuate cutting edges (5i1, 5i2) and the axis L of the ball end mill in a side view of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2).
Here, the “axial rake angle” is a positive value, as shown in FIG. 11, the inclination angle of the rake face of the arcuate cutting edge (5i1) is the tool rotation R direction with respect to the rotation axis L. When the opposite direction is set, the “axial rake angle” is a positive value. On the other hand, a negative value for the “axial rake angle” means that the value is set opposite to the above.

円弧状切れ刃(5i1)が備えている「放射方向すくい角」の構成例を、図10を参照して説明すると次のようになる。   A configuration example of the “radial rake angle” provided in the arcuate cutting edge (5i1) will be described with reference to FIG.

図10は、一対の円弧状切れ刃(5i1、5i2)のうちの切れ刃(5i1)について「放射方向すくい角」の構成例を示す図である。図10では、円弧状切れ刃(5i1)の最先端部(5a1)と外周切れ刃(5k1)との繋ぎ部(最外周部)Sとの間の切れ刃領域にわたって、円弧中心点Oから円弧状切れ刃(5i1)に向かう放射直線が、円弧中心点Oと最先端部(5a1)とを結ぶ直線、すなわち、インサート(5)をエンドミル本体(2)に装着したときの軸線Lを基準として、この放射直線がなす角度を放射角度とし、この放射角度の値が5°、15°、30°、45°、60°、75°、90°について、「放射方向すくい角」の値を例示した図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of “radial rake angle” for the cutting edge (5i1) of the pair of arcuate cutting edges (5i1, 5i2). In FIG. 10, from the arc center point O to a circle over the cutting edge region between the tip (5a1) of the arcuate cutting edge (5i1) and the connecting part (outermost peripheral part) S between the outer peripheral cutting edge (5k1). The radial line toward the arcuate cutting edge (5i1) is a straight line connecting the arc center point O and the most distal portion (5a1), that is, with reference to the axis L when the insert (5) is mounted on the end mill body (2). The angle formed by the radiation straight line is defined as a radiation angle, and the values of the “radial rake angle” are illustrated with respect to the radiation angle values of 5 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 °. FIG.

図10に示しているように、本発明においては「放射方向すくい角」を、円弧状切れ刃(5i1)の全領域にわたって変化させていることに特徴がある。例えば、図10に示すように、放射角度5°における放射方向すくい角α値を−2.5°、放射角度30°では−2.0°に、放射角度45°における放射方向すくい角γ値を−2.5°に、放射角度90°では放射方向すくい角β値を−6.5°に設定している。一対の円弧状切れ刃のうち他方の円弧状切れ刃(5i2)についても、図10に示す円弧状切れ刃(5i1)と同一になるように円弧状切れ刃(5i2)の全領域にわたって「放射方向すくい角」の値を変化させている。「放射方向すくい角」を放射角度に対応させて変化させている状態については後述する。   As shown in FIG. 10, the present invention is characterized in that the “radial rake angle” is changed over the entire region of the arcuate cutting edge (5i1). For example, as shown in FIG. 10, the radial rake angle α value at a radiation angle of 5 ° is −2.5 °, the radial rake angle α value at a radiation angle of 30 ° is −2.0 °, and the radial rake angle γ value at a radiation angle of 45 °. Is set to -2.5 [deg.], And the radial rake angle [beta] value is set to -6.5 [deg.] At a radiation angle of 90 [deg.]. Of the pair of arcuate cutting edges, the other arcuate cutting edge (5i2) is also “radiated” over the entire area of the arcuate cutting edge (5i2) so as to be the same as the arcuate cutting edge (5i1) shown in FIG. The value of the “direction rake angle” is changed. The state in which the “radial rake angle” is changed corresponding to the radiation angle will be described later.

図11は、円弧状切れ刃(5i1、5i2)のうちの切れ刃(5i1)について「軸方向すくい角」の構成例を示す図である。図11では、円弧状切れ刃(5i1)の側面視で、上記した放射直線の放射角度に対応する円弧状切れ刃(5i1)上の位置における接線がボールエンドミルの軸線Lとなす角度を「軸方向すくい角」として、放射角度の5°、15°、30°、45°、60°、75°ごとに「軸方向すくい角」の値を例示している。例えば、図11に示すように、放射角度5°における「軸方向すくい角」は−48.409°、放射角度45°では.0°、放射角度60°では+12.069°に設定している。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the “axial rake angle” for the cutting edge (5i1) of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2). In FIG. 11, in the side view of the arcuate cutting edge (5i1), the angle between the tangent at the position on the arcuate cutting edge (5i1) corresponding to the radiation angle of the radial line and the axis L of the ball end mill is expressed as “axis As the “directional rake angle”, the values of “axial rake angle” are illustrated for every 5 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, and 75 ° of the radiation angle. For example, as shown in FIG. 11, the “axial rake angle” at a radiation angle of 5 ° is −48.409 °, and at a radiation angle of 45 °. At 0 ° and a radiation angle of 60 °, it is set to + 12.069 °.

なお、前記したように「軸方向すくい角」は、ボールエンドミルの円弧状切れ刃の側面視において、円弧状切れ刃(5i1)上の任意の位置における円弧の接線がボールエンドミルの軸線Lとなす角度であり、この円弧状切れ刃(5i1)上の任意の位置は放射角度と関係付けを行うことができる。従って、図10に示す「放射方向すくい角」に係る放射角度と、図11に示す「軸方向すくい角」に係る放射角度とは、同一の内容(定義)を示すものである。   As described above, the “axial rake angle” is the tangent of the arc at an arbitrary position on the arcuate cutting edge (5i1) with the axis L of the ball endmill in the side view of the arcuate cutting edge of the ball end mill. Any position on the arcuate cutting edge (5i1) can be related to the radiation angle. Therefore, the radiation angle related to the “radial rake angle” shown in FIG. 10 and the radiation angle related to the “axial rake angle” shown in FIG. 11 show the same content (definition).

図12は図10に示す「放射方向すくい角」を連続的に変化させている状態、すなわち、放射角度(縦軸)と放射方向すくい角(横軸)との関係を曲線F1として、円弧状切れ刃(5i1)の最先端部(5a)近傍から最外周部(繋ぎ部)Sまで示した図である。図12に示されているように、「放射方向すくい角」は、円弧状切れ刃(5i1)の全領域にわたって負(負角)に設定され、かつ、「放射方向すくい角」の絶対値が最大になる放射角度を設定している。   FIG. 12 shows a state in which the “radial rake angle” shown in FIG. 10 is continuously changed, that is, the relationship between the radial angle (vertical axis) and the radial rake angle (horizontal axis) is a curved line F1. It is the figure which showed from the most front-end | tip part (5a) vicinity to the outermost peripheral part (joint part) S of a cutting blade (5i1). As shown in FIG. 12, the “radial rake angle” is set to a negative (negative angle) over the entire area of the arcuate cutting edge (5i1), and the absolute value of the “radial rake angle” is The maximum radiation angle is set.

また、図13は図11に示す「軸方向すくい角」を連続的に変化させている状態、すなわち、放射角度(縦軸)と軸方向すくい角(横軸)との関係を曲線F2として、円弧状切れ刃(5i1)の最先端部(5a)近傍から最外周部(繋ぎ部)Sまで示した図である。図13に示されているように、「軸方向すくい角」は、負(負角)に設定された円弧状切れ刃(5i1)の領域と、正(正角)に設定された円弧状切れ刃(5i1)の領域、及び「軸方向すくい角」が0になる領域を設けている。   FIG. 13 shows a state where the “axial rake angle” shown in FIG. 11 is continuously changed, that is, the relationship between the radiation angle (vertical axis) and the axial rake angle (horizontal axis) as a curve F2. It is the figure which showed from the front-end | tip part (5a) vicinity of the circular arc-shaped cutting edge (5i1) to the outermost periphery part (joint part) S. FIG. As shown in FIG. 13, the “axial rake angle” includes the arcuate cutting edge (5i1) area set to negative (negative angle) and the arcuate cutting edge set to positive (positive angle). A region of the blade (5i1) and a region where the “axial rake angle” is zero are provided.

なお、一対の円弧状切れ刃(5i1、5i2)のうちの他の円弧状切れ刃(5i2)の「放射方向すくい角」及び「軸方向すくい角」について、放射角度に対応させて連続的に変化させている状態も、それぞれ図12及び図13に示す曲線F1、F2の変化状態と同一にしている。   The “radial rake angle” and the “axial rake angle” of the other arc-shaped cutting edges (5i2) of the pair of arc-shaped cutting edges (5i1, 5i2) are continuously corresponding to the radial angles. The changing state is also the same as the changing state of the curves F1 and F2 shown in FIGS. 12 and 13, respectively.

図17は、図1に示すインサートの別の実施例における斜視図である。この別の実施例におけるインサートは、回転軸線対象の位置に2つのクーラント用流路の出口を有し、クーラント用流路は、円弧状の切れ刃(5i1、5i2)の逃げ面部(5e)から底側面部(5f)へ貫通し、エンドミル本体(2)へ連通している。また、このクーラント用流路は、回転軸線に対して傾斜角度を設定することも可能である。切屑の排出性を重視する場合の傾斜角度は、回転軸線に対して外周方向へ設定することが好ましく、またクーラント供給を重視する場合の傾斜角度は、切れ刃の軸心近傍でのインサート温度の上昇を回避するため、回転軸線方向へ設定することが好ましい。図18は、図17に示すインサートの平面図、正面図、側面図である。また図19は、図17に示すインサートを装着した刃先交換式ボールエンドミルを回転軸線方向からみた正面図、図20は、側面図である。   FIG. 17 is a perspective view of another embodiment of the insert shown in FIG. The insert in this another embodiment has two coolant channel outlets at the position of the rotation axis, and the coolant channel is from the flank face (5e) of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2). It penetrates through the bottom side surface (5f) and communicates with the end mill body (2). Further, the coolant channel can be set at an inclination angle with respect to the rotation axis. The inclination angle when emphasizing chip discharge is preferably set in the outer circumferential direction with respect to the rotation axis, and the inclination angle when emphasizing coolant supply is the insert temperature near the axis of the cutting edge. In order to avoid the rise, it is preferable to set the rotation axis direction. 18 is a plan view, a front view, and a side view of the insert shown in FIG. FIG. 19 is a front view of a blade end replaceable ball end mill equipped with the insert shown in FIG. 17 as seen from the direction of the rotation axis, and FIG. 20 is a side view.

本発明においては、円弧状切れ刃(5i1、5i2)の上記2種のすくい角、すなわち、「放射方向すくい角」と「軸方向すくい角」は、下記(特徴1)〜(特徴6)に記載の特徴を備え、また「クーラント用流路」は(特徴7)、(特徴8)に記載の特徴を備えている。   In the present invention, the above-mentioned two types of rake angles of the arc-shaped cutting edges (5i1, 5i2), that is, “radial rake angle” and “axial rake angle” are as follows (feature 1) to (feature 6). The “coolant flow path” has the features described in (Feature 7) and (Feature 8).

(特徴1)
円弧状切れ刃の最先端部(5a)近傍となる放射角度5°における「放射方向すくい角」をαとし、円弧状切れ刃の最外周部Sとなる放射角度90°における「放射方向すくい角」をβとし、円弧状切れ刃が回転方向Rの前方側に最も突出している最突出部Qにおける「放射方向すくい角」をγとしたときに、「放射方向すくい角」α、β及びγは、いずれも負角に設定し、かつ、前記放射方向すくい角α値、β値、γ値の絶対値を、それぞれ|α|、|β|、|γ|としたとき、|γ|≦|α|<|β|、となるように設定している。
(Feature 1)
The “radial rake angle” at a radial angle of 5 ° near the leading edge (5a) of the arcuate cutting edge is α, and the “radial rake angle at a radial angle of 90 ° that becomes the outermost peripheral portion S of the arcuate cutting edge”. Is “radial rake angle” α, β and γ, where γ is “radial rake angle” at the most protruding portion Q where the arcuate cutting edge protrudes most forward in the rotational direction R. Is set to a negative angle, and the absolute values of the radial rake angle α value, β value, and γ value are | α |, | β |, | γ | | Α | <| β |.

(特徴2)
円弧状切れ刃の「放射方向すくい角」の絶対値は、円弧状切れ刃の最先端部(5a)近傍から最突出部Qの間に最小値となる箇所が設定されている。また「放射方向すくい角」の絶対値は、この最突出部Qから最外周部Sにかけて連続的に増大するように設定している。
(Feature 2)
The absolute value of the “radial rake angle” of the arcuate cutting edge is set to a minimum value between the vicinity of the most distal portion (5a) of the arcuate cutting edge and the most protruding portion Q. The absolute value of the “radial rake angle” is set so as to continuously increase from the most protruding portion Q to the outermost peripheral portion S.

(特徴3)
円弧状切れ刃の最先端部(5a)近傍となる放射角度5°(5度)における「放射方向すくい角」αは、−6°≦α≦−0.5°に、放射角度が90°になる円弧状切れ刃の最外周部Sにおける「放射方向すくい角」βは、−10°≦β≦−2°に、最突出部Qにおける「放射方向すくい角」γは、−6°≦γ≦−0.5°を満足するように設定している。また、「放射方向すくい角」γの値は−6°以上に設定するようにしている。
(Feature 3)
The “radial rake angle” α at a radiation angle of 5 ° (5 °) near the leading edge (5a) of the arcuate cutting edge is −6 ° ≦ α ≦ −0.5 ° and the radiation angle is 90 °. The “radial rake angle” β at the outermost peripheral portion S of the arcuate cutting edge becomes -10 ° ≦ β ≦ −2 °, and the “radial rake angle” γ at the outermost projection Q is −6 ° ≦ It is set so as to satisfy γ ≦ −0.5 °. The value of “radial rake angle” γ is set to −6 ° or more.

(特徴4)
円弧状切れ刃が回転方向Rの前方側に最も突出している最突出部Qの位置は、放射角度が30°から47°に相当する円弧状切れ刃の位置に設定している。
(Feature 4)
The position of the most protruding portion Q where the arcuate cutting edge protrudes most forward in the rotational direction R is set to the position of the arcuate cutting edge corresponding to a radiation angle of 30 ° to 47 °.

(特徴5)
最突出部Qを基準として、最突出部Qから最外周部近傍Sまでの間におけるいずれかの放射方向すくい角をθ1とし、最突出部Qから最先端部(5a)近傍までの間におけるいずれかの放射方向すくい角をθ2としたときに、前記放射方向すくい角θ1値、θ2値の絶対値を、それぞれ|θ1|、|θ2|としたとき、|θ1|>|θ2|、を満足するように設定している。
(Feature 5)
Any radial rake angle between the most projecting portion Q and the outermost peripheral portion S, with reference to the most projecting portion Q, is θ1, and any radiating rake angle between the most projecting portion Q and the most distal portion (5a) When the radial rake angle is θ2, when the absolute values of the radial rake angle θ1 and θ2 are | θ1 | and | θ2 |, respectively, | θ1 |> | θ2 | It is set to do.

(特徴6)
ボールエンドミルの軸方向すくい角は、円弧状切れ刃の最先端部(5a)から最突出部Qに達するまでは負の値(負角)とし、最突出部Qを超えて最外周部Sまでは正の値(正角)にし、最突出部Qにおいては0にしている。さらに、最先端部(5a)から最突出部Qまでは負の軸方向すくい角を、漸次、正方向に増加させるように変化させ、最突出部Qを超えて最外周部Sまでは、正の軸方向すくい角を漸次増加させるように変化させている。
また、図13に示すように、円弧状切れ刃の最先端部(5a)近傍における軸方向すくい角は−70°〜−80°程度、最外周部Sにおける軸方向すくい角は+20°程度に設定するようにしている。
(Feature 6)
The axial rake angle of the ball end mill is a negative value (negative angle) until it reaches the most protruding portion Q from the most distal portion (5a) of the arcuate cutting edge, and exceeds the most protruding portion Q to the outermost peripheral portion S. Is a positive value (positive angle), and is 0 at the most protruding portion Q. Further, the negative rake angle in the negative axial direction is gradually increased in the positive direction from the most distal portion (5a) to the most projecting portion Q, and the outermost portion S beyond the most projecting portion Q is positive. The rake angle in the axial direction is gradually increased.
Further, as shown in FIG. 13, the axial rake angle in the vicinity of the most distal portion (5a) of the arcuate cutting edge is about -70 ° to -80 °, and the axial rake angle in the outermost peripheral portion S is about + 20 °. I am trying to set it.

上記した円弧状切れ刃(5i1、5i2)における最先端部(5a)、最外周部S、最突出部Qとは、それぞれ最先端部(5a)、最外周部S、最突出部Qの位置を含むその近傍の切れ刃の位置を示すものである。
なお、非接触式3次元デジタイザ等を用いて円弧状切れ刃の放射方向すくい角と軸方向すくい角の値を、高精度に測定することが困難な場合があるので、上記最先端部(5a)の位置を、最先端部(5a)から放射角度5°をなす円弧状切れ刃の位置としてもよい。
The most distal portion (5a), the outermost peripheral portion S, and the outermost projecting portion Q of the arcuate cutting edges (5i1, 5i2) are the positions of the most distal portion (5a), the outermost peripheral portion S, and the most projecting portion Q, respectively. The position of the cutting edge in the vicinity including is shown.
Since it may be difficult to measure the radial rake angle and the axial rake angle of the arcuate cutting edge with high accuracy using a non-contact type three-dimensional digitizer or the like, the state-of-the-art portion (5a ) May be the position of an arcuate cutting edge that forms a radiation angle of 5 ° from the most distal portion (5a).

(特徴7)
本発明のボールエンドミルは、エンドミル本体の先端部に、着脱自在の円弧状の切れ刃を有するインサートが装着され、ボールエンドミルの正面図において、インサートは、回転軸線対象の位置に少なくとも2つのクーラント用流路の出口を有し、クーラント用流路は、円弧状の切れ刃の逃げ面部から底側面部(5f)へ貫通し、エンドミル本体へ連通している。
(Feature 7)
In the ball end mill of the present invention, an insert having a detachable arc-shaped cutting edge is attached to the tip of the end mill body. In the front view of the ball end mill, the insert is used for at least two coolants at the position of the rotation axis. The coolant channel has an outlet of the channel and penetrates from the flank portion of the arcuate cutting edge to the bottom side surface portion (5f) and communicates with the end mill body.

(特徴8)
本発明のボールエンドミルは、着脱自在インサートが装着され、クーラント用流路は、回転軸線に対して傾斜角度を有している。
(Feature 8)
The ball end mill of the present invention is provided with a detachable insert, and the coolant channel has an inclination angle with respect to the rotation axis.

(特徴1)〜(特徴6)において、各すくい角の大小、及びその数値の範囲を限定する理由、及び(特徴7)、(特徴8)において、クーラント用流路を設ける理由を説明すると次のようになる。 In (Feature 1) to (Feature 6), the reason for limiting the size of each rake angle and the range of the numerical value thereof, and the reason for providing the coolant channel in (Feature 7) and (Feature 8) will be described below. become that way.

上記した(特徴1)、すなわち、「放射方向すくい角」α、β及びγをいずれも負角と設定し、かつ、放射方向すくい角α値、β値、γ値の絶対値を、それぞれ|α|、|β|、|γ|としたとき、|γ|≦|α|<|β|となるように設定する理由は、次の(1)〜(3)に記載の通りである。   As described above (feature 1), that is, the “radial rake angles” α, β, and γ are all set as negative angles, and the absolute values of the radial rake angles α, β, and γ are respectively | The reasons for setting so that | γ | ≦ | α | <| β | when α |, | β |, and | γ | are as described in the following (1) to (3).

(1)放射方向すくい角のα、β及びγを負角値にすることにより、円弧状切れ刃の全切れ刃領域にわたって切れ刃強度が強化される。このため、硬さが45HRC以上の高硬度材料を被削材とした切削加工においても、切れ刃の耐欠損性が改善される。但し、負角値にすると切れ刃の切削抵抗の低減効果と切屑排出性が劣るが、本発明のボールエンドミルの用途は主として高硬度材料を被削材とした仕上げ加工用であるため、切込み量は荒加工、中仕上げ加工と比べて小さく設定するので、切削抵抗の増大幅は小さく、切屑排出性についても問題はない。   (1) By setting the radial rake angles α, β, and γ to negative angle values, the cutting edge strength is enhanced over the entire cutting edge region of the arcuate cutting edge. For this reason, the chipping resistance of the cutting edge is improved even in cutting using a high hardness material having a hardness of 45 HRC or more as a work material. However, if the negative angle value is used, the cutting resistance reduction effect and chip discharge performance are inferior, but the use of the ball end mill of the present invention is mainly for finishing with a hard material as the work material. Is set to be smaller than rough machining and intermediate finishing, so that the increase in cutting resistance is small and there is no problem with chip discharge.

(2)S字形状をなす円弧状切れ刃が回転方向Rの前方側に最も突出する位置となる最突出部における放射方向すくい角γの絶対値|γ|を、|γ|≦|α|<|β|、の関係とするのは、円弧状切れ刃においては放射方向すくい角γの位置が、高硬度な被削材と接触する最初の領域となるため、切れ刃強度を強化して耐欠損性を保ちつつ、被削材への食付き性も良好とするためである。   (2) The absolute value | γ | of the radial rake angle γ at the most protruding portion where the arcuate cutting edge having an S shape protrudes most forward in the rotation direction R is expressed as | γ | ≦ | α | The relation of <| β | is that the position of the radial rake angle γ is the first region in contact with the hard work material in the arc-shaped cutting edge, so that the cutting edge strength is enhanced. This is to maintain good fracture resistance and improve the biting property to the work material.

(3)放射方向すくい角の値であるαとβについて、α値、β値の絶対値を、それぞれ|α|、|β|、としたとき、|α|<|β|となるように設定する理由は、円弧状切れ刃の最先端部分(5a)での切削抵抗をできるだけ小さくして被削材への食付き性を良好に保ち、一方で、円弧状切れ刃の最外周部Sでは切屑厚みが増大するため、より切れ刃強度を確保するためである。   (3) With respect to α and β, which are radial rake angle values, when α and β are absolute values | α | and | β |, respectively, so that | α | <| β | The reason for setting is that the cutting resistance at the cutting edge (5a) of the arcuate cutting edge is made as small as possible to keep the biting property to the work material good, while the outermost peripheral part S of the arcuate cutting edge is set. Then, since chip thickness increases, it is for ensuring cutting edge strength more.

上記した(特徴2)、すなわち、円弧状切れ刃の「放射方向すくい角」の絶対値は、円弧状切れ刃の最先端部(5a)近傍から最突出部Qの間に最小値となる箇所が設定される。円弧状切れ刃の全領域における「放射方向すくい角」の最小値は、放射角度が15°から30°の位置となるように設定する。また「放射方向すくい角」の絶対値は、この最突出位置Qから最外周部Sにかけては連続的に増大するように設定する理由は次に通りである。   As described above (Feature 2), that is, the absolute value of the “radial rake angle” of the arcuate cutting edge is the minimum value between the vicinity of the most distal part (5a) of the arcuate cutting edge and the most protruding part Q. Is set. The minimum value of the “radial rake angle” in the entire region of the arcuate cutting edge is set so that the radial angle is in the range of 15 ° to 30 °. The absolute value of the “radial rake angle” is set so as to increase continuously from the most protruding position Q to the outermost peripheral portion S for the following reasons.

円弧状切れ刃に最突出部Qを設けることにより、円弧状切れ刃が被削材と接触する最初の領域が最突出部Qとなり、その後、切れ刃の回転により、被削材との接触領域は、切れ刃の最先端部(5a)と最外周部Sの両方へ広がっていく。このため、放射方向すくい角の絶対値を、円弧状切れ刃の最先端部(5a)近傍から減少させてゆき、最先端部(5a)近傍から最突出部Qの間に最小値となる箇所が設定されることにより、軸方向すくい角が負の値であっても、切削抵抗の低減をはかることができる。円弧状切れ刃の全領域における「放射方向すくい角」の最小値は、放射角度が15°から30°の位置となるように設定することが望ましい。この理由は、円弧状切れ刃においては放射方向すくい角が最小になる位置が、円弧状切れ刃における最突出部Q近傍となることから、切れ刃強度を強化して耐欠損性をを保ちつつ、被削材への食付き性も良好とするためである。また最突出位置Qから最外周部Sにかけて連続的に増大するように設定することによって、切れ刃の強度確保をはかることができるためである。   By providing the most protruding portion Q on the arcuate cutting edge, the first region where the arcuate cutting edge comes into contact with the work material becomes the most protruding portion Q, and then the contact area with the work material by the rotation of the cutting edge. Spreads to both the cutting edge (5a) and the outermost periphery S. For this reason, the absolute value of the radial rake angle is decreased from the vicinity of the most distal portion (5a) of the arcuate cutting edge, and is the minimum value between the vicinity of the most distal portion (5a) and the most protruding portion Q. Is set, cutting resistance can be reduced even if the axial rake angle is a negative value. It is desirable to set the minimum value of the “radial rake angle” in the entire region of the arcuate cutting edge so that the radial angle is in the range of 15 ° to 30 °. The reason for this is that, in the arc-shaped cutting edge, the position where the radial rake angle is minimum is in the vicinity of the most protruding portion Q in the arc-shaped cutting edge, so that the cutting edge strength is enhanced and the fracture resistance is maintained. This is because the biting property to the work material is also good. Moreover, it is because the intensity | strength ensuring of a cutting edge can be measured by setting so that it may increase continuously from the most protrusion position Q to the outermost periphery part S. FIG.

上記した(特徴3)、すなわち、円弧状切れ刃の先端部における「放射方向すくい角」αを、−6°≦α≦−0.5°、最外周部Sにおける「放射方向すくい角」βを、−10°≦β≦−2°、最突出部Qにおける「放射方向すくい角」γを、−6°≦γ≦−0.5°に設定する理由は次の(1)〜(3)に記載の通りである。   As described above (feature 3), that is, the “radial rake angle” α at the tip of the arcuate cutting edge is −6 ° ≦ α ≦ −0.5 °, and the “radial rake angle” β at the outermost peripheral portion S. Is set to −10 ° ≦ β ≦ −2 °, and “radial rake angle” γ at the most projecting portion Q is set to −6 ° ≦ γ ≦ −0.5 °, the following (1) to (3 ).

(1)放射方向すくい角αを、−6°≦α≦−0.5°、に設定することによって、切れ刃強度維持を可能としつつ、最先端部(5a)とその近傍部分での切削抵抗が小さく、被削材への食付き性を良好に保つことが可能になる。これに対して、α>−0.5°の場合は、最先端部分(5a)での切れ刃強度が弱いために、切れ刃の欠損などの不都合が生じる。また、α<−6°の場合は、最先端部(5a)及びその近傍部分での円弧状切れ刃の切削抵抗増大により、切れ味が劣化して、発熱が顕著になる。このため超硬合金の強度低下、磨滅、切屑の溶着物の発生や、被削材の加工面の面性状悪化といった不都合が生じる。   (1) By setting the radial rake angle α to −6 ° ≦ α ≦ −0.5 °, cutting edge strength can be maintained, and cutting at the most advanced portion (5a) and its vicinity is performed. The resistance is small, and it becomes possible to keep good the biting property to the work material. On the other hand, when α> −0.5 °, the cutting edge strength at the foremost portion (5a) is weak, so that inconvenience such as chipping of the cutting edge occurs. In the case of α <−6 °, the cutting resistance of the arcuate cutting edge at the foremost portion (5a) and its vicinity is increased, and the sharpness is deteriorated and the heat generation becomes remarkable. For this reason, inconveniences such as a decrease in strength of the cemented carbide, abrasion, generation of chip deposits, and deterioration of surface properties of the processed surface of the work material occur.

(2)放射方向すくい角βを、−10°≦β≦−2°に設定することによって、最外周部Sでの切れ刃強度を確保できる。これに対して、β>−2°の場合は、最外周部Sでの円弧状切れ刃の強度維持が困難となり、欠損しやすくなる。また、β<−10°の場合は、最外周部Sでの切削抵抗が大きくなって、エンドミル本体(2)にビビリ振動が発生したり、発熱が顕著になる。そのため、被削材の加工面の面性状を良好に保つことができなくなる。   (2) The cutting edge strength at the outermost peripheral portion S can be ensured by setting the radial rake angle β to −10 ° ≦ β ≦ −2 °. On the other hand, in the case of β> −2 °, it is difficult to maintain the strength of the arcuate cutting edge at the outermost peripheral portion S, and it tends to be lost. When β <−10 °, the cutting resistance at the outermost peripheral portion S increases, chatter vibrations occur in the end mill body (2), and heat generation becomes significant. For this reason, the surface property of the processed surface of the work material cannot be kept good.

(3)放射方向すくい角γを、−6°≦γ≦−0.5°、に設定することによって、切れ刃が被削材と接触する最初の領域である最突出部Qの近傍における切れ刃強度維持ができるとともに、工具軸心方向にかかる背分力を適正に制御して、工具姿勢を安定化させる効果があるため、特に高硬度材の切削加工に有効である。これに対して、γ>−0.5°の場合は、最突出部Qにおける切れ刃強度維持が困難となる。また、γ<−6°の場合は、最突出部Qにおける切削抵抗が大きく、被削材への食付き性を良好にたもつことができない。   (3) By setting the radial rake angle γ to be −6 ° ≦ γ ≦ −0.5 °, the cutting near the most protruding portion Q, which is the first region where the cutting edge comes into contact with the work material. The blade strength can be maintained and the effect of stabilizing the tool posture by appropriately controlling the back component force in the direction of the tool axis is particularly effective for cutting a hard material. On the other hand, when γ> −0.5 °, it is difficult to maintain the cutting edge strength at the most protruding portion Q. When γ <−6 °, the cutting resistance at the most projecting portion Q is large, and the biting property to the work material cannot be satisfactorily achieved.

上記した(特徴4)、すなわち、円弧状切れ刃の最突出部Qの位置は、放射角度が30°から47°に相当する円弧状切れ刃の位置に設定する理由は次に通りである。   The reason for setting the above-described (feature 4), that is, the position of the most protruding portion Q of the arcuate cutting edge to the position of the arcuate cutting edge corresponding to a radiation angle of 30 ° to 47 ° is as follows.

最突出部Qの位置を、放射角度が30°から47°に相当する円弧状切れ刃の位置に設定することにより、側面視でS字形状をなす円弧状切れ刃の軸方向すくい角が負の値となる領域を少なくして、正の値となる領域を広くすることができるからである。軸方向すくい角が、負の値となる領域を少なくすることにより、切削抵抗が高いながらも円弧状切れ刃の強度を維持することができ、また、軸方向すくい角が、正の値となる領域を広くすると、円弧状切れ刃の強度を維持しつつも、切屑の排出を良好に保つことができるといった、両者をバランス良く保つのに好都合となるからである。   By setting the position of the most protruding portion Q to the position of the arcuate cutting edge corresponding to a radiation angle of 30 ° to 47 °, the rake angle in the axial direction of the arcuate cutting edge forming an S shape in a side view is negative. This is because it is possible to reduce the area where the value becomes and increase the area where the value becomes positive. By reducing the area where the rake angle in the axial direction becomes negative, the strength of the arcuate cutting edge can be maintained while the cutting resistance is high, and the rake angle in the axial direction becomes a positive value. This is because if the area is widened, it is convenient to keep both in good balance, such as maintaining the strength of the arcuate cutting edge and maintaining good chip discharge.

上記した(特徴5)、すなわち、円弧状切れ刃の最突出部Qを基準として、最突出部Qから最外周部S近傍までの間におけるいずれかの放射方向すくい角をθ1とし、最突出部Qから最先端部(5a)近傍までの間におけるいずれかの放射方向すくい角をθ2としたときに、前記放射方向すくい角θ1値、θ2値の絶対値を、それぞれ|θ1|、|θ2|としたとき、|θ1|>|θ2|、を満足するように設定した理由は次に通りである。なお、上記最先端部(5a)近傍とは、放射角度が5°未満を除いた最先端部(5a)近傍の円弧状切れ刃の位置を示す。換言すれは、θ1は図13において軸方向すくい角が正値の範囲における放射方向すくい角の値を示し、θ2は軸方向すくい角が負値の範囲における放射方向すくい角の値を示している。   As described above (feature 5), that is, with reference to the most protruding portion Q of the arcuate cutting edge, any radial rake angle between the most protruding portion Q and the outermost peripheral portion S is θ1, and the most protruding portion When any radial rake angle between Q and the vicinity of the most advanced portion (5a) is θ2, the absolute values of the radial rake angle θ1 value and θ2 value are | θ1 | and | θ2 | The reason for setting to satisfy | θ1 |> | θ2 | is as follows. The vicinity of the most advanced part (5a) indicates the position of the arcuate cutting edge in the vicinity of the most advanced part (5a) excluding the radiation angle of less than 5 °. In other words, θ1 represents the radial rake angle value in the range where the axial rake angle is positive in FIG. 13, and θ2 represents the radial rake angle value in the range where the axial rake angle is negative. .

前記したように、軸方向すくい角が負の値をとる領域での切削抵抗は小さくしている。切れ刃強度維持のために、|θ1|>|θ2|となる円弧状切れ刃の領域を長くなるように確保している。また、円弧状切れ刃の最外周側S近傍では、切屑厚みが厚肉となるので円弧状切れ刃の強度を確保するために、図12に示すように、最突出部Qと最外周部Sの中間位置の近傍から最外周部Sまでは、放射方向すくい角θ1を「|θ1|>|θ2|」に設定している。   As described above, the cutting resistance in the region where the rake angle in the axial direction takes a negative value is reduced. In order to maintain the cutting edge strength, an arcuate cutting edge region that satisfies | θ1 |> | θ2 | is secured to be long. Further, in the vicinity of the outermost circumferential side S of the arcuate cutting edge, the chip thickness is thick, so that the strength of the arcuate cutting edge is secured, as shown in FIG. From the vicinity of the intermediate position to the outermost periphery S, the radial rake angle θ1 is set to “| θ1 |> | θ2 |”.

上記した(特徴6)、すなわち、ボールエンドミルの軸方向すくい角を、円弧状切れ刃の最先端部(5a)から最突出部Qに達するまでは負の値とし、最突出部Qを超えて最外周部Sまでは正の値にする。さらに、最先端部(5a)から最突出部Qに達するまでは負の軸方向すくい角を正(+)方向に漸次増加させるように変化させて、最突出部Qにおける軸方向すくい角を「0」にする。また、最突出部Qを超えて最外周部Sまでは正の軸方向すくい角を、漸次増加させる。   As described above (feature 6), that is, the rake angle in the axial direction of the ball end mill is set to a negative value until it reaches the most protruding portion Q from the most distal portion (5a) of the arcuate cutting edge, and exceeds the most protruding portion Q. A positive value is used up to the outermost periphery S. Further, by changing the negative axial rake angle so as to gradually increase in the positive (+) direction until reaching the most protruding portion Q from the most distal portion (5a), the axial rake angle at the most protruding portion Q is changed to “ 0 ”. Further, the positive axial rake angle is gradually increased from the most projecting portion Q to the outermost peripheral portion S.

(1)前記したように、円弧状切れ刃に最突出部Qを設けたことにより、円弧状切れ刃が被削材と接触する最初の領域が最突出部Qとなり、その後、切れ刃の回転により、被削材との接触領域は、切れ刃の最先端部(5a)と最外周部Sの両方へ広がっていく。このため、放射方向すくい角の絶対値を、円弧状切れ刃の最先端部(5a)から最突出部Qにかけて連続的に減少させることにより、軸方向すくい角が負の値であっても、切削抵抗の低減をはかることができる。
また、最突出部Qの位置を前記したように放射角度が30°から47°となる円弧状切れ刃の位置に設定することにより、軸方向すくい角が正の値となる領域を広くすることができ、円弧状切れ刃の強度を維持しつつも、切屑の排出を良好に保つことができる。
(1) As described above, the arc-shaped cutting edge is provided with the most protruding portion Q, so that the first region where the arc-shaped cutting edge comes into contact with the work material becomes the most protruding portion Q, and then the cutting edge rotates. Thus, the contact area with the work material extends to both the most distal end portion (5a) and the outermost peripheral portion S of the cutting edge. For this reason, even if the axial rake angle is a negative value by continuously decreasing the absolute value of the radial rake angle from the most distal portion (5a) of the arcuate cutting edge to the most protruding portion Q, Cutting resistance can be reduced.
Further, by setting the position of the most protruding portion Q to the position of the arcuate cutting edge where the radiation angle is 30 ° to 47 ° as described above, the region where the axial rake angle becomes a positive value is widened. Therefore, it is possible to maintain good chip discharge while maintaining the strength of the arcuate cutting edge.

(2)最先端部(5a)の近傍における軸方向すくい角は−70°〜−80°程度、最外周部S近傍における軸方向すくい角は+20°程度に設定する理由は、次の(a)、(b)に記載の通りである。   (2) The reason why the axial rake angle in the vicinity of the most distal portion (5a) is set to about -70 ° to -80 ° and the axial rake angle in the vicinity of the outermost peripheral portion S is set to about + 20 ° is as follows. ), As described in (b).

(a)軸方向すくい角を最外周部S近傍において、正値(+20°程度)とすることにより、切屑は工具回転軌跡の接線と垂直な方向へ放出され、切屑排出性が良好となる。これに対して、最外周部S近傍における軸方向すくい角が+20°よりも小さい値のときは、切屑排出性の効果が小さくなる。また、+20°よりも大きい値のときは、切れ刃の肉厚が薄くなるため、円弧状切れ刃の剛性を維持することができなくなる。
(b)軸方向すくい角を最先端部(5a)の近傍において、負値(−70°〜−80°程度)とすることにより、被削材に対する切削加工時の応力は回転軸線L方向のエンドミル本体(2)側に作用するので、エンドミル本体(2)の回転軸線のたわみを低減することができる。但し、負側に大きすぎる値のときは、切屑排出性が困難となるが、−70°〜−80°程度であれば、困難性は問題ない程度である。軸方向すくい角が、−80°よりも負側に大きいときは、切屑排出性が困難となる。
(A) By setting the rake angle in the axial direction to a positive value (about + 20 °) in the vicinity of the outermost peripheral portion S, the chips are discharged in a direction perpendicular to the tangent to the tool rotation trajectory, and the chip discharge performance is improved. On the other hand, when the axial rake angle in the vicinity of the outermost peripheral portion S is a value smaller than + 20 °, the chip discharging effect is reduced. Further, when the value is larger than + 20 °, the thickness of the cutting edge becomes thin, so that the rigidity of the arcuate cutting edge cannot be maintained.
(B) By setting the rake angle in the axial direction to a negative value (about -70 ° to -80 °) in the vicinity of the most distal portion (5a), the stress during cutting of the work material is in the direction of the rotation axis L. Since it acts on the end mill body (2) side, the deflection of the rotation axis of the end mill body (2) can be reduced. However, when the value is too large on the negative side, chip discharge becomes difficult, but if it is about -70 ° to -80 °, the difficulty is not a problem. When the axial rake angle is larger than −80 ° on the negative side, chip discharge becomes difficult.

上記した(特徴7)、すなわち、本発明のボールエンドミルは、エンドミル本体(2)の先端部に、着脱自在の円弧状の切れ刃を有するインサートが装着され、ボールエンドミルの正面図において、インサートは、回転軸線対象の位置に少なくとも2つのクーラント用流路の出口を有し、クーラント用流路は、円弧状の切れ刃(5i1、5i2)の逃げ面部(5e)から底側面部(5f)へ貫通し、エンドミル本体(2)へ連通している。この様にする理由は次に通りである。
本発明のボールエンドミルは、特に高硬度材料を被削材とした切削加工に適用するため、インサートにクーラント用流路を設けて切削加工時のインサート温度の上昇を回避する対策を施すことができる。これによって、超硬合金製インサートの塑性変形に対する抵抗力の低下を妨げたり、硬度の低下を回避することができる。
As described above (feature 7), that is, in the ball end mill of the present invention, an insert having a detachable arc-shaped cutting edge is attached to the tip of the end mill body (2). And at least two coolant channel outlets at the position of the rotation axis, and the coolant channel extends from the flank portion (5e) of the arcuate cutting edge (5i1, 5i2) to the bottom side surface portion (5f). It penetrates and communicates with the end mill body (2). The reason for this is as follows.
Since the ball end mill of the present invention is applied particularly to cutting using a high-hardness material as a work material, it is possible to take measures to avoid an increase in insert temperature during cutting by providing a coolant channel in the insert. . As a result, it is possible to prevent a decrease in resistance to plastic deformation of the cemented carbide insert or to avoid a decrease in hardness.

上記した(特徴8)、すなわち、本発明のボールエンドミルは、インサートに設けたクーラント用流路が回転軸線に対して傾斜角度を有している。この様にする理由は次に通りである。切屑の排出性を重視する場合の傾斜角度は、回転軸線に対して外周方向へ設定することが好ましく、またクーラント供給を重視する場合の傾斜角度は、切れ刃の軸心近傍でのインサート温度の上昇を回避するため、回転軸線方向へ設定することが好ましい。 クーラント用流路を通して切屑界面に供給されるクーラントの流れは、切屑を効果的に排出させることができるため、被削材の加工面性状が良好となり、仕上げ加工の面粗さを良好にすることができる。   As described above (feature 8), that is, in the ball end mill of the present invention, the coolant channel provided in the insert has an inclination angle with respect to the rotation axis. The reason for this is as follows. The inclination angle when emphasizing chip discharge is preferably set in the outer circumferential direction with respect to the rotation axis, and the inclination angle when emphasizing coolant supply is the insert temperature near the axis of the cutting edge. In order to avoid the rise, it is preferable to set the rotation axis direction. The coolant flow supplied to the chip interface through the coolant channel can effectively discharge the chips, so that the work surface properties of the work material will be good and the surface roughness of the finish will be good. Can do.

(インサートの製造方法)
続いて、本発明のボールエンドミルの一実施形態を示す刃先交換式ボールエンドミルに装着するインサート(5)の製造方法について説明する。WC基超硬合金製のインサート(5)は、例えば、次の手順(1)〜(4)に基づいて製造することができる。
(Insert manufacturing method)
Then, the manufacturing method of the insert (5) with which the blade end replaceable ball end mill showing an embodiment of the ball end mill of the present invention is mounted will be described. The insert (5) made of the WC-based cemented carbide can be manufactured based on, for example, the following procedures (1) to (4).

(手順1):
炭化タングステン粉末とコバルト粉末と、必要に応じて添加物を加えて作製した混合造粒粉末を、従来から広く採用されている金型を用いた粉末成形法などの製造技術を用いて、インサートの成形体を成形する。この金型成形時において、ネジ挿通穴の原形となる穴を形成する。インサート(5)の成形体を焼結すると20%〜30%収縮するので、これを考慮したインサート(5)の成形体を金型成形により製造する。
(Procedure 1):
Mixing granulated powder made by adding tungsten carbide powder and cobalt powder, and additives as needed, using insert manufacturing techniques such as powder molding using a mold that has been widely used in the past. Mold the molded body. At the time of molding the mold, a hole that is a prototype of the screw insertion hole is formed. When the molded body of the insert (5) is sintered, it shrinks by 20% to 30%. Therefore, the molded body of the insert (5) taking this into consideration is manufactured by die molding.

(手順2):
続いて、金型成形により成形したインサート(5)の成形体を、所定の温度(1300℃〜1400℃程度)に加熱した加熱炉に装入して焼結(焼成)処理を行う。
(Procedure 2):
Subsequently, the molded body of the insert (5) molded by mold molding is placed in a heating furnace heated to a predetermined temperature (about 1300 ° C. to 1400 ° C.) to perform a sintering (firing) treatment.

(手順3):
続いて、焼結したインサート(5)の成形体に、NC制御による3次元研削(研磨)加工機などを用いて必要とする各部位に研削加工を行う。この研削加工としては、焼結したインサート(5)の円弧状の切れ刃(5i1、5i2)、ねじれ形状を有する外周切れ刃(5k1、5k2)について、ダイヤモンド砥粒を有する回転砥石を用いて研削加工を行う。また、焼結したインサート(5)の底側面部(5f)にも仕上げ加工を行う。
なお、円弧状切れ刃に前記した、放射角度に対応した放射方向すくい角、及び軸方向すくい角の形成は、薄板形状からなるダイヤモンド回転砥石等を用いたNC制御の加工により実施する。
(Procedure 3):
Subsequently, the sintered compact of the insert (5) is subjected to grinding on each necessary portion using a NC control three-dimensional grinding (polishing) processing machine or the like. As this grinding, the arc-shaped cutting edges (5i1, 5i2) of the sintered insert (5) and the outer peripheral cutting edges (5k1, 5k2) having a twisted shape are ground using a rotating grindstone having diamond abrasive grains. Processing. Moreover, finishing is also performed on the bottom side surface portion (5f) of the sintered insert (5).
The formation of the radial rake angle and the axial rake angle corresponding to the radial angle on the arcuate cutting edge is performed by NC control processing using a diamond rotating grindstone or the like having a thin plate shape.

(手順4):
研削加工が完了したインサート(5)について、ネジ挿通穴を除いた表面に、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系窒化物などからなる被膜のいずれかとし、例えば、PVD法により被膜を形成する。
(Procedure 4):
About the insert (5) in which the grinding process is completed, a coating for imparting wear resistance and heat resistance is coated on the surface excluding the screw insertion hole. The material of the coating is, for example, any one of a coating made of Ti—Al based nitride, Ti—Si based nitride, Ti—B based nitride, etc., and the coating is formed by, for example, the PVD method.

また、エンドミル本体(2)にも上記と同様に、耐摩耗性を付与するための被膜をコーティングすることによって、本発明の刃先交換式エンドミルの長寿命化に有効である。特に、エンドミル本体(2)の表面に、耐摩耗性に加えて潤滑性も有するTi−B系窒化物をコーティングすることによって、切屑との摩擦抵抗が低減され、好ましい。   Further, in the same manner as described above, coating the end mill body (2) with a film for imparting wear resistance is effective in extending the service life of the blade end replaceable end mill of the present invention. In particular, the surface of the end mill main body (2) is preferably coated with Ti-B nitride that has lubricity in addition to wear resistance, so that the frictional resistance with chips is reduced, which is preferable.

(実施例)
続いて、本発明のボールエンドミルの一実施形態となる刃先交換式ボールエンドミルを製作してマシニングセンタに取付け、冷間ダイス鋼(SKD11材(60HRC))からなる被削材について切削加工を実施して、円弧状の切れ刃の損傷状態について評価してみた。
(Example)
Subsequently, a blade end replaceable ball end mill, which is an embodiment of the ball end mill of the present invention, is manufactured and attached to a machining center, and cutting is performed on a work material made of cold die steel (SKD11 material (60HRC)). The damage state of the arcuate cutting edge was evaluated.

製作したボールエンドミルの工具本体は、刃先径が30mm、シャンク径が32mm、全長200mm、首下長さ120mmのシャンクタイプの形状である。
エンドミル本体は、その基体部を超硬合金材とし、先端部にSKD61相当材をロウ付けによって接合したものを使用した。また、NC加工機にチャッキング固定するためのシャンク部は超硬合金材とし、研磨加工により仕上げた。エンドミル本体の先端部のインサート着座面などは、SKD61相当材を旋盤加工により外観形状を整えて表面硬度HRC38から40に調質した後、マシニングセンタにてフライス加工により形成した。
The tool body of the manufactured ball end mill has a shank type shape with a cutting edge diameter of 30 mm, a shank diameter of 32 mm, a total length of 200 mm, and a neck length of 120 mm.
The end mill body used was a cemented carbide material at the base and a SKD61 equivalent material joined to the tip by brazing. Further, the shank portion for chucking and fixing to the NC processing machine was made of cemented carbide and finished by polishing. The insert seating surface of the end portion of the end mill body was formed by milling with a machining center after adjusting the appearance shape of a SKD61 equivalent material by lathe processing and adjusting the surface hardness from HRC38 to 40.

工具本体のインサート着座面に装着する超硬合金製のインサートは、円弧状切れ刃の半径寸法が15mm、厚さTが7.2mm、ねじれ形状を有する外周切れ刃の長さを3.0mmとした3種のインサート(インサート番号1〜3)を製作した。製作した3種のインサートについてその番号1〜3について、放射角度ごとの放射方向すくい角及び軸方向すくい角を、表1に示すように設定した。表1に示すように、インサート1は、α値を−2.5°、β値を−6.5°、円弧状切れ刃の最突出部におけるγ値を−2.5°に設定した。またインサート2のβ値を−3.0°、インサート3のβ値を+3.0°に設定した。ここで、インサート番号1を装着したボールエンドミルが本発明例に相当し、インサート番号2および3を装着したボールエンドミルが比較例に相当するボールエンドミルになる。   The insert made of cemented carbide to be mounted on the insert seating surface of the tool body has an arcuate cutting edge radius dimension of 15 mm, a thickness T of 7.2 mm, and a twisted outer peripheral cutting edge length of 3.0 mm. Three types of inserts (insert numbers 1 to 3) were manufactured. Regarding the three types of inserts produced, the rake angle in the radial direction and the rake angle in the axial direction for each of the radiation angles were set as shown in Table 1 for the numbers 1 to 3. As shown in Table 1, in the insert 1, the α value was set to −2.5 °, the β value was set to −6.5 °, and the γ value at the most protruding portion of the arcuate cutting edge was set to −2.5 °. The β value of insert 2 was set to −3.0 °, and the β value of insert 3 was set to + 3.0 °. Here, the ball end mill equipped with the insert number 1 corresponds to the example of the present invention, and the ball end mill equipped with the insert numbers 2 and 3 becomes the ball end mill corresponding to the comparative example.

この切削加工では、SKD11材(60HRC)の被削材について、平面の加工と、傾斜角85°の壁面の加工を行うために、円弧状切刃の最外周部近傍の切れ刃を使用した切削加工を行うようにマシニングセンタの作動を制御した。なお、表1に示す各インサートの円弧状切れ刃に形成した、放射角度に対応した放射方向すくい角と軸方向すくい角の測定は、市販されている光学式3次元データ取得装置(非接触式3次元デジタイザ)を用いて測定した。   In this cutting process, cutting using a cutting edge in the vicinity of the outermost peripheral part of the arcuate cutting edge is performed on the work material of the SKD11 material (60HRC) in order to process a flat surface and a wall surface with an inclination angle of 85 °. The operation of the machining center was controlled to perform machining. The radial rake angle and the axial rake angle corresponding to the radiation angle formed on the arc-shaped cutting edge of each insert shown in Table 1 are measured using a commercially available optical three-dimensional data acquisition device (non-contact type). Measurement was performed using a three-dimensional digitizer.

上記したボールエンドミルにおいて、平面加工と傾斜角度85°からなる壁面加工の切削条件は次の通りとした。
(1)平面加工における切削条件
加工方法 :乾式切削(エアーブロー)
切削速度(Vc) :400[m/min]
回転数(n) :4244[min−1
送り速度(Vf) :2550[mm/min]
1刃当たりの送り量(fz):0.3[mm/tooth]
軸方向切込み量(ap) :0.3[mm]
径方向切込み量(ae) :0.5[mm]
工具突き出し量(OH) :120[mm]
(2)傾斜角度85°壁面加工における切削条件
加工方法 :乾式切削(エアーブロー)
切削速度(Vc) :400[m/min]
回転数(n) :4244[min−1
送り速度(Vf) :2550[mm/min]
1刃当たりの送り量(fz):0.3[mm/tooth]
径方向切込み量(ae) :0.1[mm]、0.3[mm]
ピックフィード(pf) :0.3[mm]
工具突き出し量(OH) :120[mm]
上記径方向切込み量(ae)については、ae=0.1[mm]と、ae=0.3[mm]に設定した2種の切削加工を実施した。
In the above-described ball end mill, the cutting conditions for the flat surface processing and the wall surface processing including the inclination angle of 85 ° were as follows.
(1) Cutting conditions in flat machining Machining method: Dry cutting (air blow)
Cutting speed (Vc): 400 [m / min]
Number of rotations (n): 4244 [min −1 ]
Feed rate (Vf): 2550 [mm / min]
Feed per tooth (fz): 0.3 [mm / tooth]
Axial cut depth (ap): 0.3 [mm]
Radial cutting depth (ae): 0.5 [mm]
Tool protrusion (OH): 120 [mm]
(2) Cutting conditions for wall surface machining with an inclination angle of 85 ° Machining method: Dry cutting (air blow)
Cutting speed (Vc): 400 [m / min]
Number of rotations (n): 4244 [min −1 ]
Feed rate (Vf): 2550 [mm / min]
Feed per tooth (fz): 0.3 [mm / tooth]
Radial depth of cut (ae): 0.1 [mm], 0.3 [mm]
Pick feed (pf): 0.3 [mm]
Tool protrusion (OH): 120 [mm]
About the said radial direction cutting amount (ae), 2 types of cutting which set to ae = 0.1 [mm] and ae = 0.3 [mm] was implemented.

上記した実施例の結果を図14から図16に示している。図14は、平面加工における加工距離が650mに達したときの切れ刃の状態をすくい面方向と逃げ面方向から観察した写真図と、切れ刃の最大逃げ面摩耗幅の値を示している。図15は、傾斜角度85°壁面加工における、径方向切込み量(ae)について、ae値が0.1[mm]での切れ刃の状態を逃げ面方向から観察した写真図と、切れ刃の最大逃げ面摩耗幅の値である。図16は、傾斜角度85°壁面加工における、径方向切込み量(ae)について、ae値が0.3[mm]での切れ刃の状態をすくい面方向と逃げ面方向から観察した写真図と、切れ刃の最大逃げ面摩耗幅の値である。図15および図16の傾斜角度85°壁面加工における加工距離は90mを目標に加工を進めたが、インサート番号3については、切削距離10mに達したとき火花の発生を確認したため加工を中止した。   The results of the above-described embodiment are shown in FIGS. FIG. 14 shows a photograph of the state of the cutting edge observed from the rake face direction and the flank direction when the working distance in flat machining reaches 650 m, and the value of the maximum flank wear width of the cutting edge. FIG. 15 shows a photograph of the cutting edge state observed from the flank direction when the ae value is 0.1 [mm] with respect to the radial cutting depth (ae) in the wall processing with an inclination angle of 85 °, and the cutting edge This is the maximum flank wear width. FIG. 16 is a photographic view of the cutting edge state with an ae value of 0.3 [mm] observed from the rake face direction and the flank face direction in the radial direction cutting amount (ae) in the wall surface processing with an inclination angle of 85 °. The maximum flank wear width of the cutting edge. The machining distance in the wall surface machining with an inclination angle of 85 ° in FIGS. 15 and 16 was advanced to 90 m. However, with regard to insert number 3, since the occurrence of sparks was confirmed when the cutting distance reached 10 m, the machining was stopped.

自動車鋼板成形用金型のなかで、高張力鋼板や厚い鋼板を成形する金型は、金型寿命の向上を目的に、全面、あるいは部分的に高硬度材が使用される。一般的な加工工程は、粗加工、中仕上げ加工を経て焼き入れ処理を行い仕上げ加工を実施する。そのため、仕上げ加工は、焼き入れによる寸法変化もあり不均一な切込みになる。よって、平面加工においては軸方向切込み(ap)を0.3[mm]、傾斜角度85°壁面加工においては径方向切込み(ae)を0.3[mm]とした切削条件を用いて評価を行った。図14から図16に示す切削加工の結果から次の事項が明らかになった。   Among the molds for forming automobile steel plates, a high-hardness material is used for the entire or part of the mold for forming a high-tensile steel plate or a thick steel plate for the purpose of improving the die life. In general processing steps, a roughing process and a semi-finishing process are performed, followed by a quenching process to perform the finishing process. Therefore, the finishing process has a non-uniform cut due to dimensional changes due to quenching. Therefore, the evaluation is performed using cutting conditions in which the axial cut (ap) is 0.3 [mm] in plane machining and the radial cut (ae) is 0.3 [mm] in wall surface machining with an inclination angle of 85 °. went. The following matters were clarified from the cutting results shown in FIGS.

(1)図14に示す平面加工における結果では、放射角度5°における放射方向すくい角のα値を−2.5°に設定したインサート番号1の本発明例のインサートを装着したボールエンドミルの切れ刃の状態は、損傷が少なく良好であった。これに対し、α値を+1.0°に設定したインサート番号2と、α値を+7.0°に設定したインサート番号3においては、切れ刃の損傷が著しく激しかった。特に、α値が+7.0°のインサート番号3については、すくい面方向への欠損も激しかった。   (1) As a result of the planar processing shown in FIG. 14, the ball end mill cut with the insert of the present invention example of insert No. 1 in which the α value of the radial rake angle at a radial angle of 5 ° is set to −2.5 °. The state of the blade was good with little damage. On the other hand, in the insert number 2 in which the α value was set to + 1.0 ° and the insert number 3 in which the α value was set to + 7.0 °, damage to the cutting edge was extremely severe. In particular, the insert number 3 having an α value of + 7.0 ° was severely damaged in the rake face direction.

(2)図15に示すように、傾斜角度85°壁面加工における結果では、径方向切込み(ae)を0.1[mm]とした切削条件においては、β値を+3.0°に設定したインサート番号3を含めた全てのインサートにおいて、切れ刃は定常摩耗状態を示しており良好であった。   (2) As shown in FIG. 15, in the result of the wall surface processing with an inclination angle of 85 °, the β value was set to + 3.0 ° under the cutting condition in which the radial cut (ae) was 0.1 [mm]. In all the inserts including the insert number 3, the cutting edge showed a steady wear state and was good.

(3)図16に示すように、傾斜壁面加工において、径方向切込み(ae)を0.3[mm]とした切削条件においては、β値を−6.5°、−3.0°に設定したインサート番号1および2を装着したボールエンドミルは、切削距離90mまで加工することができた。このときの切れ刃の状態は、逃げ面側に発生した定常摩耗形態を示しており良好であった。これに対し、β値を+3.0°に設定したインサート番号3のインサートは、切削距離10mに達したとき火花の発生と切屑の巻き付きを確認したため加工を中止した。このときの切れ刃の損傷状態を確認すると、すくい面方向への欠損が発生していた。   (3) As shown in FIG. 16, in the inclined wall surface processing, the β value is set to −6.5 ° and −3.0 ° under the cutting condition in which the radial cut (ae) is set to 0.3 [mm]. The ball end mill equipped with the set insert numbers 1 and 2 could be processed up to a cutting distance of 90 m. The state of the cutting edge at this time was good because it showed a steady wear form generated on the flank side. On the other hand, the insert of insert number 3 with the β value set to + 3.0 ° was stopped because the generation of sparks and chip wrapping were confirmed when the cutting distance reached 10 m. When the damage state of the cutting edge at this time was confirmed, the defect | deletion to the rake face direction had generate | occur | produced.

上記(1)から(3)より、高張力鋼板や厚い鋼板を成形する自動車鋼板成形用金型の高硬度材部分を想定したSKD11材(60HRC)の加工においては、α値を−2.5°、β値を−6.5°、γ値を−2.5°に設定した本発明例の工具が最も優れいると判断できる。従って本発明の構成の様に、α値、β値、γ値をいずれも負角とし、これらの絶対値の関係が、|γ|≦|α|<|β|、となるように設定することによって、切れ刃の食付き時の衝撃を緩和させ、切れ刃の強度を確保して耐欠損性を改善し、同時に切屑排出性も高めることができる。更に、被削材の加工面の表面粗さを良好にすることができる信頼性の高い放射方向すくい角と考えられる。   From the above (1) to (3), in the processing of the SKD11 material (60HRC) that assumes the high hardness material portion of the automobile steel plate forming mold for forming a high-tensile steel plate or a thick steel plate, the α value is −2.5. It can be judged that the tool of the present invention example in which the angle, β value is set to −6.5 °, and γ value is set to −2.5 ° is the most excellent. Therefore, as in the configuration of the present invention, the α value, β value, and γ value are all negative angles, and the relationship between these absolute values is set to be | γ | ≦ | α | <| β |. As a result, the impact at the time of biting of the cutting edge can be alleviated, the strength of the cutting edge can be ensured, the chipping resistance can be improved, and at the same time the chip discharge can be enhanced. Furthermore, it is considered to be a highly reliable radial rake angle that can improve the surface roughness of the processed surface of the work material.

以上に説明した本発明の実施形態は、円弧状切れ刃を有するインサートを1個装着した2枚刃からなるボールエンドミルについて説明したが、本発明は、超硬合金製からなる2枚刃からなるソリッド型のボールエンドミルについても適用することができる。本発明を2枚刃からなるソリッド型のボールエンドミルに適用する場合には、円弧状切れ刃の放射方向すくい角、及び軸方向すくい角の形成については、特に下記の事項を考慮するとよい。   Although the embodiment of the present invention described above has been described with respect to a ball end mill including a two-blade having a single insert having an arcuate cutting edge, the present invention includes a two-blade made of cemented carbide. The present invention can also be applied to a solid type ball end mill. When the present invention is applied to a solid-type ball end mill composed of two blades, the following matters should be particularly taken into consideration regarding the formation of the radial rake angle and the axial rake angle of the arcuate cutting edge.

(1)ソリッド型のボールエンドミルの工具先端近傍を除く部分の芯厚は、エンドミルの工具径をD(mm)としたとき、0.2Dから0.5Dに設定することが好ましい。これによってソリッド型のボールエンドミルの強度を維持しながら刃溝の深さを十分に確保することができるからである。
(2)ソリッド型のボールエンドミルにおける回転軸線近傍の円弧状切れ刃は、芯上がり量を適宜、適正な値に設定することによって、先端部の強度と切屑排出性が良好になるといった効果を有する。
(1) The core thickness of the solid type ball end mill excluding the vicinity of the tool tip is preferably set to 0.2D to 0.5D, where D (mm) is the tool diameter of the end mill. This is because the depth of the blade groove can be sufficiently secured while maintaining the strength of the solid-type ball end mill.
(2) The arc-shaped cutting edge in the vicinity of the rotation axis in the solid-type ball end mill has the effect that the strength of the tip and the chip discharge performance are improved by appropriately setting the centering amount to an appropriate value. .

1:刃先交換式ボールエンドミル(ボールエンドミル)
2:エンドミル本体
2a:エンドミル本体の先端部
3:シャンク部
4:インサート取付座
5:インサート
5a:最先端部、
5b1、5b2:第2側面部、
5c1、5c2:第3側面部、
5d:すくい面部、
5e:逃げ面部、
5f:底側面部、
5g:外側面部、
5h:外側面部、
5i1、5i2:円弧状の切れ刃、
5k1、5k2:ねじれ形状を有する外周切れ刃、
5p:ネジ挿通穴、
6:クランプネジ、
7:傾斜縮径部、
8:インサート嵌合溝、
8a、8b:内側面部、
8c:底面部、
9a、9b:先端半体部、
10:インサート固定用ネジ穴、
F1:放射方向すくい角の変化状態を示す曲線、
F2:軸方向すくい角の変化状態を示す曲線、
K:円弧中心点Oと最突出部Qとを結んだ直線、
L:回転軸線(軸線)、
L1:インサートの先端部(5a)と円弧中心点Oとを通る直線、
L2:直線L1と平行な直線、
M:円弧状の切れ刃の円弧中心点を通り、回転軸線と直交する直線、
O:円弧状切れ刃の円弧中心点、
Q:円弧状切れ刃の最突出部、
S:直線Mと円弧状切れ刃とが交差する点(繋ぎ部S、又は最外周部S)、
T:インサートの厚さ。
1: Cutting edge replaceable ball end mill (ball end mill)
2: End mill body 2a: End portion of end mill body 3: Shank portion 4: Insert mounting seat 5: Insert 5a: Cutting edge
5b1, 5b2: second side surface part,
5c1, 5c2: third side surface part,
5d: rake face part,
5e: flank face,
5f: bottom side surface part,
5 g: outer surface part,
5h: outer surface part,
5i1, 5i2: Arc-shaped cutting edges,
5k1, 5k2: outer peripheral cutting edge having a twisted shape,
5p: Screw insertion hole,
6: Clamp screw,
7: Inclined reduced diameter part,
8: Insert fitting groove,
8a, 8b: inner side surface part,
8c: bottom part,
9a, 9b: tip half part,
10: Insert fixing screw hole,
F1: A curve showing a change state of the radial rake angle,
F2: a curve showing a change state of the axial rake angle,
K: A straight line connecting the arc center point O and the most protruding portion Q,
L: rotation axis (axis),
L1: a straight line passing through the tip (5a) of the insert and the arc center point O,
L2: a straight line parallel to the straight line L1,
M: a straight line passing through the arc center point of the arcuate cutting edge and orthogonal to the rotation axis,
O: arc center point of the arcuate cutting edge,
Q: The most protruding part of the arcuate cutting edge,
S: A point where the straight line M and the arcuate cutting edge intersect (joining part S or outermost peripheral part S),
T: Insert thickness.

Claims (8)

回転軸線回りに回転方向Rで回転されるエンドミル本体の先端部に、前記エンドミル本体の平面視で、前記エンドミル本体の最先端部から最外周部へ延びる円弧状切れ刃を備え、前記円弧状切れ刃は、前記回転軸線方向からの正面視でS字形状をなし、前記円弧状切れ刃は、前記回転方向Rの前方側に形成された前記円弧状切れ刃のすくい面を備えたボールエンドミルにおいて、前記円弧状切れ刃の放射方向すくい角は、前記円弧状切れ刃の円弧中心点から前記円弧状切れ刃に向かって放射状に延びる放射直線が、前記円弧状切れ刃と交差する位置において前記放射直線と前記円弧状切れ刃の前記すくい面とがなす角度と定義し、また、前記回転軸線を基準として、前記回転軸線と前記放射直線とがなす角度を放射角度と定義したとき、前記放射角度が5度(°)における前記放射方向すくい角をα、前記放射角度が90度(°)における前記放射方向すくい角をβ、前記S字形状をなす円弧状切れ刃が前記回転方向Rの前方側に最も突出する位置となる最突出部における前記放射方向すくい角をγとしたときに、前記放射方向すくい角α、前記放射方向すくい角β、及び前記放射方向すくい角γはいずれも負角であり、前記放射方向すくい角α値、β値、γ値の絶対値を、それぞれ|α|、|β|、|γ|としたとき、
|γ|≦|α|<|β|、
となるように設定されていることを特徴とするボールエンドミル。
An arc-shaped cutting edge extending from the most distal end portion of the end mill body to the outermost peripheral portion in a plan view of the end mill body is provided at the tip of the end mill body rotated in the rotation direction R around the rotation axis. In the ball end mill provided with a rake face of the arcuate cutting edge formed on the front side of the rotation direction R, the arcuate cutting edge has an S shape in front view from the rotation axis direction. The radial rake angle of the arcuate cutting edge is such that the radiation straight line extending radially from the arc center point of the arcuate cutting edge toward the arcuate cutting edge intersects the arcuate cutting edge. When defined as an angle formed by a straight line and the rake face of the arcuate cutting edge, and when an angle formed by the rotation axis and the radiation straight line is defined as a radiation angle with respect to the rotation axis, The radial rake angle when the radiating angle is 5 degrees (°) is α, the radial rake angle when the radiating angle is 90 degrees (°) is β, and the arcuate cutting edge having the S shape is the rotational direction R. The radial rake angle α, the radial rake angle β, and the radial rake angle γ are all given by γ as the radial rake angle at the most projecting portion that is the most protruding position on the front side of When the absolute values of the radial rake angle α value, β value, and γ value are | α |, | β |, | γ |
| Γ | ≦ | α | <| β |
A ball end mill characterized by being set to be
前記放射方向すくい角の絶対値は、前記円弧状切れ刃の前記最先端部から前記最突出部の間に最小値となる箇所が設定され、前記最小値は、前記放射角度が15度から30度の位置にあって、前記放射方向すくい角の絶対値は、前記最突出部から前記最外周部にかけて連続的に増大するように設定されていることを特徴とする請求項1に記載のボールエンドミル。   The absolute value of the radial rake angle is set at a position where the minimum value is set between the most distal part and the most protruding part of the arcuate cutting edge, and the minimum value of the radial rake angle is 15 degrees to 30 degrees. 2. The ball according to claim 1, wherein the absolute value of the radial rake angle is set so as to continuously increase from the outermost protruding portion to the outermost peripheral portion. End mill. 前記放射方向すくい角α、前記放射方向すくい角β及び前記放射方向すくい角γは、
−6°≦α≦−0.5°、
−10°≦β≦−2°、
−6°≦γ≦−0.5°、
を満足するように設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のボールエンドミル。
The radial rake angle α, the radial rake angle β and the radial rake angle γ are:
−6 ° ≦ α ≦ −0.5 °,
−10 ° ≦ β ≦ −2 °,
−6 ° ≦ γ ≦ −0.5 °,
The ball end mill according to claim 1, wherein the ball end mill is set to satisfy the following.
前記放射角度が30°から47°となる前記円弧状切れ刃の位置に、前記最突出部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のボールエンドミル。   The ball end mill according to any one of claims 1 to 3, wherein the most protruding portion is formed at a position of the arcuate cutting edge where the radiation angle is 30 ° to 47 °. 前記最突出部を基準として、前記最突出部から前記最外周部近傍までの放射方向すくい角をθ1とし、前記最突出部から前記最先端部近傍までの放射方向すくい角をθ2としたときに、前記放射方向すくい角θ1値、θ2値の絶対値を、それぞれ|θ1|、|θ2|としたとき、
|θ1|>|θ2|、
を満足するように設定されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のボールエンドミル。
When the radial rake angle from the most protruding portion to the vicinity of the outermost peripheral portion is defined as θ1, and the radial rake angle from the most protruding portion to the vicinity of the most distal portion is defined as θ2, with the most protruding portion as a reference. When the absolute values of the radial rake angle θ1 value and θ2 value are | θ1 | and | θ2 |
| Θ1 |> | θ2 |,
The ball end mill according to any one of claims 1 to 4, wherein the ball end mill is set so as to satisfy the following.
前記ボールエンドミルの側面視において、前記円弧状切れ刃上の接線が前記回転軸線となす角度を軸方向すくい角としたときに、
前記軸方向すくい角は、前記円弧状切れ刃の前記最先端部から前記最突出部に達するまでは負の値に設定され、前記最突出部を超えて前記最外周部までは正の値に設定されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のボールエンドミル。
In the side view of the ball end mill, when the angle formed by the tangent line on the arcuate cutting edge and the rotation axis is the rake angle in the axial direction,
The axial rake angle is set to a negative value until reaching the most protruding portion from the most distal portion of the arcuate cutting edge, and is set to a positive value beyond the most protruding portion to the outermost peripheral portion. Set,
The ball end mill according to any one of claims 1 to 5, wherein the ball end mill is characterized.
請求項1に記載のボールエンドミルにおいて、前記ボールエンドミルは、前記エンドミル本体(2)の先端部に、着脱自在の円弧状の切れ刃を有するインサートが装着され、前記ボールエンドミルの正面図において、前記インサートは、回転軸線対象の位置に少なくとも2つのクーラント用流路の出口を有し、前記クーラント用流路は、円弧状の切れ刃(5i1、5i2)の逃げ面部(5e)から底側面部(5f)へ貫通し、前記エンドミル本体(2)へ連通していること、を特徴とするボールエンドミル。   2. The ball end mill according to claim 1, wherein the ball end mill is provided with an insert having a detachable arc-shaped cutting edge at a tip portion of the end mill body (2), and in the front view of the ball end mill, The insert has at least two coolant channel outlets at a position corresponding to the rotation axis, and the coolant channel extends from the flank portion (5e) of the arcuate cutting edge (5i1, 5i2) to the bottom side surface portion ( 5f) and penetrating to the end mill body (2). 前記クーラント用流路は、回転軸線に対して傾斜角度を有していることを特徴とする請求項7に記載のボールエンドミル。   The ball end mill according to claim 7, wherein the coolant channel has an inclination angle with respect to the rotation axis.
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