JP5991563B2 - 刃先交換式回転切削工具及び工具ボデー - Google Patents

Description

本発明は、刃先交換式回転切削工具及び工具ボデーに関する。より詳細には、本発明は、複数の切削インサートが着脱自在に装着された刃先交換式ラフィングエンドミル及び該エンドミルに適用される工具ボデーに関する。

従来、高能率加工を目的とする刃先交換式回転切削工具の一つとして、刃先交換式ラフィングエンドミルが存在している。刃先交換式ラフィングエンドミルは、円筒状の工具ボデーの外周面に基端側から先端側に向かって複数の溝が形成され、それらの溝にそって複数の切削インサートが着脱自在に取り付けられてなる。このようなラフィングエンドミルにおいては、工具ボデーの回転中心軸方向に配列された複数のインサートが切削に関与することで、工具としての切込深さが非常に大きくなる。したがって、大きな切込み深さを維持したままで工具を被削材に対して水平に送ることにより、高能率の切削加工を行うことができる。しかしながら、刃先交換式ラフィングエンドミルでは、切削加工中に発生する切削工具と被削材との接触箇所が通常の工具よりも増えるため、切削加工中に発生する振動（切削振動）の共振により振動（びびり）が発生しやすく、これによって被削材の加工表面の面粗さが悪くなったり、切削インサートの切れ刃にチッピングが生じやすくなったりする問題があった。

上記のような振動の問題を解決するために、様々な提案がなされてきた。例えば、特許文献１に開示されている刃先交換式ラフィングエンドミルにおいては、工具ボデーに設けられた４つのらせん溝に複数の切削インサートを刃列パターンＡと刃列パターンＢの２種類の配列で配置し、工具ボデーの側面展開図にて同一のらせん溝内で隣接する切削インサートが工具軸線となす角度を配列角としたときに、刃列パターンＡと配列パターンＢのそれぞれにおいて、切削インサート間の配列角を適切に調整する工夫を施している。これによって、切削に関与する複数の切削インサートと被削材との接触の時間的な間隔をずらすことを可能としている。したがって、上記特許文献１の刃先交換式ラフィングエンドミルにおいては、共振を抑制することでびびりを抑制する効果を得ることができる、とされている。

特開２０１２−２０３９４号公報

確かに、特許文献１に記載の刃先交換式ラフィングエンドミルでも、一定度のびびり抑制効果を得ることはできるものの、まだ十分とは言えない。なぜなら、昨今においては、被削材の加工表面のさらなる平滑化が求められており、そのためにはびびりの発生をより確実に抑制することが求められているからである。

本発明は、従来の刃先交換式ラフィングエンドミル以上にびびりの発生を抑制することが可能な刃先交換式回転切削工具及び工具ボデーを提供することを目的とする。

本発明は、回転中心軸（Ｏ）を有する略円柱形状の工具ボデー（２０）と、該工具ボデー（２０）に装着された切削インサート（４０）と、を有し、
前記工具ボデー（２０）の外周面（２３）には複数のらせん溝（２８）が形成され、該らせん溝（２８）内には複数のインサート座（３０）が形成されており、
前記切削インサート（４０）は、前記インサート座（３０）に着脱自在に配置されている、
刃先交換式回転切削工具（１０）において、
各々の前記らせん溝（２８）内に配置されている切削インサート（４０）の位置を、前記工具ボデー（２０）の先端面（２２）側から基端面（２１）側に向かって順に、一段目からｎ段目（ｎは２以上の整数）と定義するとき、
前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、各々の前記らせん溝（２８）の一段目の切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（β１，・・・，βｍ：ｍは２以上の整数）は、互いに全て異なっており、且つ、
前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記らせん溝（２８）内に配置された一段目の切削インサート（４０）と最終段である前記ｎ段目の切削インサート（４０）の間の角度（αｔ）は、前記線分間の角度（β１，・・・，βｍ：ｍは２以上の整数）のいずれとも異なる構成を備える。
そして、前記一段目の切削インサート（４０）と前記ｎ段目の切削インサート（４０）の間の角度（αｔ）と、前記回転中心軸（Ｏ）と各々の前記らせん溝（２８）の一段目の切削インサート（４０）とを結んだ前記線分間の角度（β１，・・・，βｍ：ｍは２以上の整数）と、の差分の絶対値が、
前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、隣り合う前記切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（α１，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧２）よりも小さく、
前記工具ボデー（２０）の側面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）方向における該工具ボデー（２０）の先端面（２２）から各々の前記切削インサート（４０）までの距離（Ｌ１，・・・，Ｌｎ：ｎは２以上の整数）が全ての前記らせん溝（２８）の各段について等しいとともに、
各々の前記らせん溝（２８）において、前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、隣り合う前記切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（α１，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧２）が全て等しい、
ことを特徴とする。

また、本発明は、上記刃先交換式回転切削工具（１０）に適用される工具ボデー（２０）であって、それぞれ前記切削インサート（４０）を着脱自在に配置するための複数のインサート座（３０）が外周面（２３）に形成された前記らせん溝（２８）を複数備えたことを特徴とする。

本発明によれば、切削インサートが被削材に食いつくタイミングを不規則にするとともに、複数の切削インサートが同時に被削材に食いつかないように構成することによって、びびりを抑制することができる。

図１は、本発明の刃先交換式回転切削工具の一実施形態の斜視図を示す。 図２は、図１の切削工具に適用される本発明の工具ボデーの一実施形態の斜視図を示す。 図３Ａは、図２の工具ボデー第１端面（基端面）を示す図である。 図３Ｂは、図２の工具ボデーの第２端面（先端面）を示す図である。 図２に記載の工具ボデーの側面図を示す。 図５Ａは、図１の切削工具に適用可能な切削インサートの一実施形態を示す斜視図である。 図５Ｂは、その切削インサートの上面図である。 図５Ｃは、その切削インサートの側面図である。 図５Ｄは、その切削インサートの下面図である。 図１に示した刃先交換式回転切削工具の側面図を示す。 図７Ａは、図１に記載されている刃先交換式回転切削工具のらせん溝における複数の切削インサートの配置態様を説明するために、工具ボデーの第２端面（先端面）を示した図である。 図７Ｂは、図７Ａにおいて、１つのらせん溝に配置された一連の切削インサートのみを記載した概念図を示す。 図８は、図１に記載されている刃先交換式回転切削工具のらせん溝同士の角度関係を説明するために、工具ボデーの第２端面（先端面）を示した図である。 図９は、図８に示したようにらせん溝同士の角度関係を定めたときの効果を説明するために、図１に記載されている刃先交換式切削工具の側面図を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０は、図１に示されているように、複数のインサート座３０を有する略円筒形状の工具ボデー２０と、それらインサート座３０に装着された複数の切削インサート４０と、から基本的に構成されている。

工具ボデー２０は、図２から図４に示されているように、略円形形状を有する第１端面２１と、第１端面２１に対向して配置され且つ第１端面２１と同様の略円形形状を有する第２端面２２と、それら端面間を接続する外周面２３と、から構成された円筒形状を有している。工具ボデー２０は、第１端面２１の中心点と第２端面２２の中心点とを通る回転中心軸Ｏを有する。この回転中心軸Ｏを基準として、刃先交換式回転切削工具１０は回転する。第１端面２１は工具ボデー２０の基端側に配置されている端面であり、以下では基端面としても参照される。ここにおいて、工具ボデー２０の基端側とは、工作機械に装着される側のことを指す。第２端面２２は工具ボデー２０の先端側に配置されている端面であり、以下では先端面としても参照される。ここにおいて、工具ボデー２０の先端側とは、被削材に近接する側のことを指す。工具ボデー２０には、第１端面２１から第２端面２２まで回転中心軸Ｏに沿って形成された貫通孔２４と、クーラントが流れる複数のクーラント供給孔２５と、が設けられている。貫通孔２４には、工具ボデー２０を工作機械に固定するときに使用される取付ボルト（不図示）が第２端面２２側から挿入される。第１端面２１には、取付ボルトの先端を工作機械側のねじ穴に受容および係合させるための貫通孔２４の開口部と、クーラント供給孔２５の開口部と、工作機械側のキーと係合して工作機械から伝達される回転力を受けるためのキー溝２６と、が形成されている。また、第２端面２２には、取付ボルトの挿入を受容する貫通孔２４の開口部と、後述する一段目の切削インサートのためのインサート座３０に対応した切欠きが形成されている。

工具ボデー２０の外周面２３には、第１端面２１と第２端面２２との間において、複数のらせん溝２８が形成されている。らせん溝２８は一定の幅及び深さを有しており、基端側から先端側に向かって、工具ボデー２０の先端面視にて反時計回りに回転するように形成されている。らせん溝２８は、工具ボデー２０の第１端面２１の近くの外周面２３の部分から始まって、第２端面２２にまで達している。図面に示す本実施形態において、らせん溝２８の数は４本であるが、これに限定されることはなく、２本以上設けられていればよい。らせん溝２８の工具回転方向Ｋ前方を向く領域には、らせん溝２８に沿って複数のインサート座３０が形成されている。図面に示す本実施形態において、インサート座３０は、１本のらせん溝２８につき５つ設けられているが、これに限定されることなく、２つ以上設けられていればよい。但し、いずれのらせん溝についても、第２端面２２の部分には１つのインサート座が位置するようにされている。一方、らせん溝２８の工具回転方向Ｋの反対方向を向く領域には、クーラントを噴出するための複数のクーラント噴出口２７が設けられている。クーラント噴出口２７は、前述したクーラント供給孔２５に連通している。クーラント噴出口２７の数や配置箇所等は、求められる冷却性能等に鑑みて適宜変更することが可能である。

インサート座３０は、切削インサート４０の着座面（下面）４２と当接する平坦な底面３１と、切削インサート４０の外周面４３の一部と当接する２つの平坦な側面３２，３３から基本的に構成されている。インサート座３０の底面３１は、取り付ける切削インサート４０の着座面４２とおおよそ同様の形状及び寸法を有している。本実施形態の場合、その形状は略三角形である。また、底面３１の略中央部には、切削インサート４０をインサート座３０にねじ止めするための固定穴３４が設けられている。インサート座３０の側面３２，３３は、工具基端側及び外周面側を向いた第１側面３２と、工具先端側及び外周面側を向いた第２側面３３と、から構成されており、第１側面３２と第２側面３３とは約６０°で交差する。また、底面３１と第１側面３２及び第２側面３３とは鈍角に交差している。これらインサート座３０の底面３１や側面３２，３３の形状、数又は位置関係に関しては、装着する切削インサート４０の形状等に鑑みて必要に応じ適宜変更することが可能である。

本実施形態において使用されている切削インサート４０は、図５Ａ〜図５Ｄに示されているように、平面視したときに扁平な略正三角柱の形状を呈するもの、すなわち、略正三角形状の上面（第１面）４１と、上面４１に対向して配置され略正三角形状の下面（インサート座３０への着座面となる第２面）４２と、上面４１と下面４２とを接続する外周面４３と、から基本的に構成されている。より正確には、本実施形態に適用される切削インサート４０の上面４１は、三角形の頂点近傍の部位が面取りされたような六角形状を有している。その六角形は、元の三角形の辺に属していた長辺部分と、上記部位に現れる短辺部分とが交互に形成され、且つ長辺部分と短辺部分とは順次略直角又は鈍角に交差している形状となっている。

上面４１と外周面４３との交差稜線部の一部を切れ刃として機能させることができる。具体的には、長辺部分には主切れ刃４５が形成され、短辺部分には副切れ刃４６が形成され、長辺部分と短辺部分とが略直角に交差するコーナ部にはコーナ切れ刃４７が形成されている。上面４１と外周面４３とのなす角度は鋭角であり、下面４２と外周面４３とのなす角度は鈍角となっている。すなわち、この切削インサート４０は、いわゆる、ポジタイプである。また、上面４１及び下面４２の略中央部を貫通するように、インサート座３０に対し切削インサート４０を着脱可能に取り付けるための固定ネジ５０を受容する取付孔４４が設けられている。したがって、本実施形態の切削インサート４０は、主切れ刃４５と副切れ刃４６とコーナ切れ刃４７からなる組を３つ有するので、取り付け位置を変えて切れ刃の組を順々に使用すること、すなわち１つの切削インサート４０でありながら３つの位置を切削加工に関与させることができる。しかしながら、本発明の刃先交換式回転切削工具１０に使用する切削インサート４０の形状及び構成はこれに限定されることはなく、必要に応じて適宜変更することが可能である。例えば、切削インサート４０は、外郭形状が四角形や五角形といった他の多角形であってもよく、また、上面及び下面が外周面に対して９０°に交差するネガタイプのものであってもよい。

このような切削インサート４０は、固定ネジ５０によって工具ボデー２０のインサート座３０に装着される。その際、切削インサート４０の下面４２とインサート座３０の底面３１とが当接する。また、切削インサート４０の外周面４３とインサート座３０の第１側面３２及び第２側面３３とが当接する。このとき、切削インサート４０は、主切れ刃４５が工具ボデー２０の外周面２３から突出し且つ平行な位置関係で配置され、副切れ刃４６が工具ボデー２０の先端面２２側に向き（但し最先端に装着される切削インサートでは先端面２２から突出し）且つ先端面２２と平行な（中心軸線Ｏに直交する）位置関係で配置されるように装着されている。切削インサート４０を固定ネジ５０によって工具ボデー２０に固定されるようにすることで、くさびや押さえ駒などで切削インサート４０を固定する場合と比較して、らせん溝２８内への突起物をなくすことができるので、切りくずの排出性が高められる。

なお、切削インサート４０は、超硬合金、サーメット、セラミック、これらにコーティングを施した材料又はダイヤモンドあるいは立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体、立方晶窒化硼素を含有する超高圧焼結体にコーティングを施した材料といった硬質材料から作製することができる。

工具ボデー２０の側面視において、工具ボデー２０の先端面２２から各々の切削インサート４０までの回転中心軸Ｏ方向の距離（詳細には、それぞれの切削インサート４０のコーナ切れ刃４７までの距離）は、全てのらせん溝２８において全て等しい。すなわち、図６に示されているように、先端側から基端側に向けて、らせん溝２８において工具の最も先端側に位置している切削インサート４０１を一段目、次の切削インサート４０２を二段目、その次の切削インサート４０３を三段目、その次の切削インサート４０４を四段目、最基端側の切削インサート４０５を五段目または最終段と定義するとき、一段目の切削インサート４０１は、全てのらせん溝２８において、工具先端面からの距離Ｌ１が等しい位置となるように装着される。一段目の切削インサート４０１だけでなく、本実施形態においては、それぞれのらせん溝２８における二段目、三段目、四段目及び五段目の切削インサート４０２，４０３，４０４，４０５も、全てのらせん溝２８において先端面からのそれぞれの距離Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が等しい位置に形成されている。なお、切削インサート４０の段数は２段以上であればよい。また、本実施形態においては、１つのらせん溝２８内にある切削インサート４０の数を５つとしたため、工具ボデー２０の先端面２２から各々の切削インサート４０までの回転中心軸Ｏ方向の距離はＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の５つが定義されるけれども、当然ながら切削インサート４０の数にしたがってこの数は変化する。そして、切削インサート４０の数が変化しても、上記の関係は満たされている。また、本実施形態では、１つのらせん溝２８において、回転中心軸Ｏ方向における隣接する切削インサート４０間の距離（正確には、コーナ切れ刃４７間の距離）は、全て等しく設定されている。しかしながら、これに限定されることはなく、回転中心軸Ｏ方向における隣接する切削インサート４０間の距離は、必要に応じてそれぞれ変化させることが可能である。

さらに、１つのらせん溝２８にある５つの切削インサート４０は、工具ボデー２０の先端面視において、回転中心軸Ｏと切削インサート４０のコーナ切れ刃４７とを結んだ線分間における角度が全て等しい。すなわち、図７（ｂ）に示されているように、工具ボデー２０の先端側から基端側に向かって並んでいる一段目から五段目の切削インサート４０１，４０２，４０３，４０４，４０５において、一段目の切削インサート４０１と二段目の切削インサート４０２と間の角度α１と、二段目の切削インサート４０２と三段目の切削インサート４０３との間の角度α２と、三段目の切削インサート４０３と四段目の切削インサート４０４との間の角度α３と、四段目の切削インサート４０４と五段目の切削インサート４０５との間の角度α４は、全て同じ角度になるように構成されている。また、角度α１，α２，α３，α４は、全てのらせん溝２８に配置された切削インサート４０において共通である。換言すると、同一のらせん溝２８内において隣り合う切削インサート４０間の角度は、全てのらせん溝２８において一定である。本実施形態の場合、この角度αは２３．５°であるが、この数値に限定されることはない。また、本実施形態においては、１つのらせん溝２８内に５つの切削インサート４０が装着されるようにしたため、切削インサート４０間の角度はα１，α２，α３，α４の４つ定義されるけれども、当然ながら切削インサート４０の数にしたがってこの数は変化する。そして、切削インサート４０の数が変化しても、上記の関係は満たされている。

切削インサート４０間の角度については、別の実施形態として、一段目の切削インサート４０１と二段目の切削インサート４０２との間の角度α１を、二段目以降の切削インサート４０２，４０３，４０４，４０５間の角度α２，α３，α４よりも大きく設定してもよい。このとき、二段目以降の角度（本実施形態においては、α２，α３，α４）については、全て同一の角度である。

以上のように、α１〜α４の関係は、α１≧α２＝α３＝α４であればよい。

本実施形態において、４本のらせん溝２８は、工具ボデー２０の周方向に均等なピッチで設けられてはいない。すなわち、図８に示されているように、工具ボデー２０の先端面視において、工具ボデー２０の回転中心軸Ｏと各々のらせん溝２８の一段目の切削インサート４０１のコーナ切れ刃４７とを結んだ線分間の角度、すなわち周方向に隣り合うらせん溝２８間の角度β１，β２，β３，β４が互いに異なるように構成されている。これは、本発明が属する技術分野において、「不等ピッチ」と称されている配列である。本実施形態の場合、β１が９０．２°、β２が８８．０°、β３が８９．８°、β４が９２°となっているが、具体的な角度はこれに限定されることはなく適宜変更することが可能である。また、本実施形態においては、らせん溝２８の数を４本としたため、らせん溝２８間の角度はβ１，β２，β３，β４の４つが定義されるけれども、当然ながららせん溝２８の数にしたがってこの数は変化する。そして、らせん溝２８の数が変化しても、不等ピッチである関係は満たされている。

さらに、本発明の大きな特徴として、工具ボデー２０の先端面視において、１つのらせん溝２８内における一段目の切削インサート４０１と最終段（本実施形態では、五段目）の切削インサート４０５の間の角度は、隣り合うらせん溝２８間の角度のいずれとも一致しない。すなわち、１つのらせん溝２８内において隣り合う切削インサート４０間の角度α１，α２，α３，α４の合計値αｔ（図７（ｂ）参照）は、隣り合うらせん溝２８間の角度β１，β２，β３，β４のいずれとも一致していないという構成を有している。この関係を一般化すると、次のように表現することができる。

各々のらせん溝２８内に配置されている切削インサート４０の位置を、工具ボデー２０の先端面２２側から基端面２１側に向かって順に、一段目からｎ段目（ｎは２以上の整数）と定義するとき、工具ボデー２０の先端面視にて、回転中心軸Ｏと、各々のらせん溝２８の一段目の切削インサート４０と、を結んだ線分間の角度β１，・・・，βｍ（ｍは２以上の整数）は、互いに全て異なっており、１つのらせん溝２８内における一段目の切削インサート４０とｎ段目の切削インサート４０の間の角度αｔは、線分間の角度β１，・・・，βｍ（ｍは２以上の整数）のいずれとも異なっている。α１〜α４を全て２３．５°に等しくした本実施形態においては、αｔが９４．０°であるのに対して、β１が９０．２°、β２が８８．０°、β３が８９．８°、β４が９２°であることから、上記の関係性が満たされている。

また、工具ボデー２０の側面視において、全ての切削インサート４０は、インサート座３０に装着された状態で、回転中心軸Ｏに対して特定の角度で正方向に傾斜するように配置される。言い換えるならば、切削インサート４０には、正のアキシャルレーキ角が設定される。本実施形態において、この角度は６．５°としたが、これに限定されることはない。また、他の実施形態として、一段目の切削インサート４０のアキシャルレーキ角よりも、二段目以降の切削インサート４０のアキシャルレーキ角の方が大きくなるように設定することもできる。このとき、二段目から五段目までの切削インサート４０のアキシャルレーキは全て同一の角度である。しかしながら、これらに限定されることはなく、装着する切削インサート４０の形状に鑑みてアキシャルレーキは負角に設定されていてもよいし、全ての段においてアキシャルレーキ角が異なるように設定してもよい。

前述したように、本実施形態では、工具ボデー２０の各らせん溝２８につき５つ装着される切削インサート４０は、全てが図５Ａ〜図５Ｄに示したような同一種類（すなわち寸法及び形状が等しい）のものである。しかしこれに限定されることはなく、複数種類の切削インサートを装着することが可能な構成であっても構わない。本実施形態の構成においては、最も工具先端側に配置されている１段目の切削インサート４０は、主切れ刃４５が被削材加工側面の切削に関与し、副切れ刃４６が被削材加工底面の切削に関与し、コーナ切れ刃４７が被削材加工隅部の切削に関与する。これに対し、２段目から５段目の切削インサート４０においては、主切れ刃４５は被削材加工側面の切削に関与するけれども、副切れ刃４６及びコーナ切れ刃４７は切削に関与することがない。したがって、例えば、一段目の切削インサートと二段目以降の切削インサートとに、形状や切れ刃の個数などが異なるものを用いる構成であっても構わない。また、装着される切削インサートの種類によらず、本発明で規定する条件が満たされるように工具ボデー２０のインサート座３０の寸法及び形状が定められることは勿論である。

また、各切削インサート４０は、図６に示されているように、工具ボデー２０の側面視において、１つのらせん溝２８内で回転中心軸Ｏ方向に重畳して配置されるように装着される。より詳細には、１つのらせん溝２８内で隣り合う切削インサート４０の主切れ刃４５同士が、回転中心軸Ｏ方向において重なり合っている。このため、被削材加工側面に削り残しの領域が生じることはない。

次に、本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０の作用及び効果について説明する。

本実施形態の刃先交換式回転切削工具１０は、前述したように、各々のらせん溝２８内に配置されている切削インサート４０の位置を、工具ボデー２０の先端面２２側から基端面２１側に向かって順に、一段目からｎ段目（ｎは２以上の整数）と定義するとき、工具ボデー２０の先端面視にて、回転中心軸Ｏと、各々のらせん溝２８の一段目の切削インサート４０と、を結んだ線分間の角度β１，・・・，βｍ（ｍは２以上の整数）は、互いに全て異なっており、１つのらせん溝２８内における一段目の切削インサート４０とｎ段目の切削インサート４０の間の角度αｔは、線分間の角度β１，・・・，βｍ（ｍは２以上の整数）のいずれとも異なること、を特徴的な構成として有している。このような構成によって、以下の効果を奏することが可能となる。

まず、隣接するらせん溝２８間の角度β１，・・・，βｍを不等にすること（すなわち、不等ピッチにすること）によって、刃先交換式回転切削工具１０が回転しながら切削加工を行うときにおける、切削インサート４０の主切れ刃４５が被削材に接触するタイミングが規則的でなくなり複雑化する。これにより、刃先交換式回転切削工具１０に生じる振動の波形が乱れることで、共振が生じにくくなる。

さらに、１つのらせん溝２８内における一段目の切削インサート４０と最終段の切削インサート４０の間の角度αｔを、隣接するらせん溝２８間の角度β１，・・・，βｍのいずれとも一致しないようにすることによって、あるらせん溝２８に装着された切削インサートと、他のらせん溝に装着された切削インサートとが、工具ボデー２０の側面に沿って回転中心軸Ｏの方向に整列しないようになり、被削材に対し複数の切削インサートが接触し始めるタイミングをずらすことができる。

より具体的に言えば、先端面視において、らせん溝が９０゜の角度で４つ設けられ、各らせん溝には切削インサートが９０゜の範囲に５つ設けられる構成に対し、本実施形態では４つのらせん溝２８は不等ピッチで設けられ、且つ５つの切削インサート４０は９４゜の範囲に配置されている。したがって、図９に示されているように、１つのらせん溝２８の最終段（五段目）の切削インサート４０５と、そのらせん溝２８の工具回転方向Ｋの反対方向に関して隣り合うらせん溝２８の一段目の切削インサート４０１と、の間には回転中心軸Ｏに垂直な方向において位置のずれΔＤが生じることから、同時に被削材に接触し始めることがなくなる。すなわち、後列（工具回転方向Ｋに関して後行する）のらせん溝の切削インサート４０１が前列（工具回転方向Ｋに関して先行する）のらせん溝の切削インサート４０５よりも早く被削材に接触し始めることになる。

この関係性は、角度αｔを角度β１，・・・，βｍのいずれとも一致しないようにしたことによって、全ての隣接するらせん溝２８に配される切削インサート間において成り立つ。これにより、切削に関与するらせん溝が次から次へと移り変わる瞬間に発生していた大きな衝撃を抑制することが可能となるため、振動の発生自体を低減することができる。以上のように、本発明は、（１）共振の発生を抑制する、（２）振動の発生自体を低減する、という２つの効果の相乗作用によって、大きなびびり抑制効果を発揮することが可能である。

また、一段目の切削インサート４０と最終段の切削インサート４０の間の角度αｔと、隣接するらせん溝２８間の角度β１，・・・，βｍと、の差分の絶対値を、切削インサート４０間の角度α１，・・・，αｎ−１（ｎは２以上の整数）よりも小さくすることによって、共振の発生を一層抑制することが可能である。すなわち、１つのらせん溝２８の最終段（五段目）の切削インサート４０５と、そのらせん溝２８の工具回転方向Ｋに関して反対方向にあるらせん溝２８の一段目の切削インサート４０１と、の間の角度（すなわち、前述した差分の絶対値）が、切削インサート４０間の角度α１，・・・，αｎ−１よりも小さいので、各々の切削インサート４０が被削材に食い込むタイミングが、隣接するらせん溝２８間にわたって同じ間隔（すなわち、同一の角度であるα１，・・・，αｎ−１）で連続することがない。このため、共振がさらに抑制されて、上記のびびり防止効果が一層増大される。

また、この実施形態では、一定のねじれ角を有するらせん溝に対し、工具ボデー２０の側面視にて、工具ボデー２０の先端面２２から各々の切削インサート４０までの回転中心軸Ｏ方向の距離Ｌ１，・・・，Ｌｎを全てのらせん溝２８について等しく設定している。これともに、工具ボデー２０の先端面視において、回転中心軸Ｏと切削インサート４０とを結んだ線分間における角度α１，・・・，αｎ−１を全て等しく設定する構成としている。切削によって生じた切りくずはらせん溝２８を通って排出されるため、このようにらせん溝２８が一定のねじれ角であると、切りくずの流れがらせん溝２８の壁面によって阻害されることなくスムーズに排出される。したがって、らせん溝２８内における切りくずの詰まりが発生しにくくなる。これによって、らせん溝２８内における切りくずの詰まりによって刃先交換式回転切削工具１０の回転が阻害されて振動が発生する現象を抑制することができるとともに、切りくずの擦過による被削材表面の面粗さの低下を防ぐこともできる。

一方、切削インサート４０間の角度α１，・・・，αｎ−１については、一段目の切削インサート４０と二段目の切削インサート４０との間の角度α１を、二段目以降の切削インサート４０間の角度α２，・・・，αｎ−１（ｎ−１≧３）よりも大きく設定した実施形態では、一段目の切削インサート４０のみ工具ボデー２０のバックメタル部分の厚さ（すなわち、インサート座３０の底面３１側における工具ボデーの２０厚さ）を一層大きくすることも可能である。これによって、被削材への食いつき時に最も大きな衝撃が加えられる一段目の切削インサート４０を確実に支持することができるため、一段目の切削インサート４０のぐらつきに起因する振動の発生や破損を防止することが可能である。なお、この実施形態においては、二段目以降の切削インサート４０間の角度α２，・・・，αｎ−１（ｎ−１≧３）については、角度α１より小であるという条件を満たしていれば適宜定めることができ、例えばα２，・・・，αｎ−１を全て等しくすることができる。このとき、回転中心軸Ｏ方向における隣接する切削インサート４０間の距離に関しては、一段目と二段目の切削インサート４０間の距離が、二段目以降の隣接する切削インサート４０間の距離よりも大きい。

また、バックメタル部分の厚さを大きくする構成は、上記のらせん溝２８の角度α１を角度α２〜αｎ−１と等しくする構成と組み合わせて実現することができる。さらには、一段目の切削インサート４０と二段目の切削インサート４０との間の角度α１を、二段目以降の切削インサート４０間の角度α２〜αｎ−１より大きくしながらも、回転中心軸Ｏ方向における隣接する切削インサート４０間の距離が全て等しくなるように設定することも可能である。これらの場合、らせん溝２８の一段目と二段目の間のねじれ角と二段目以降のねじれ角とが異なる（一段目と二段目の間のねじれ角よりも二段目以降のねじれ角が大きくなる）ことになるので切りくず排出性はある程度低下するが、それでもねじれ角が適切に変化するようにすれば、十分な切りくず排出性を維持しながらも一段目の切削インサート４０を強固に支持することができるという効果を得る。

また、一段目の切削インサート４０のアキシャルレーキ角よりも、二段目以降の切削インサート４０のアキシャルレーキ角を正側に大きくする実施形態においては、次の効果を得ることができる。全体としては、切削インサート４０のアキシャルレーキ角を正側に大きく設定することによって、主切れ刃４５が被削材を切削するときの切削抵抗が低下し、振動の発生が大きく抑制される。さらに、切りくずが排出される方向がらせん溝２８に沿った方向になるため、切りくず排出性が向上するという効果もある。しかしながら、一段目の切削インサート４０は、副切れ刃４６が被削材の加工底面の切削に関与する唯一のものであり、一段目の切削インサート４０のアキシャルレーキ角を正側に大きくし過ぎると切削インサート４０の外周面（逃げ面）４３と被削材とが接触し、加工表面の表面粗さが低下する場合がある。したがって、一段目の切削インサート４０は他の切削インサート４０とは異なり、アキシャルレーキ角を正側に大きく設定しない方が好ましい。これに対し、二段目以降の切削インサート４０については、副切れ刃４６が切削に関与することがないため、アキシャルレーキ角を大きく正側に設定することが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態及び随所で述べた他の実施形態位又は変形例で例示された構成に限定されることはなく、例えば、ヘッド交換式の刃先交換式ラフィングエンドミルに適用することも可能であるし、アーバと一体型の刃先交換式ラフィングエンドミルなどに適用することも可能である。

このように、本発明は種々の変更が可能であり、本願の請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、置換、変更が可能である。

Claims (5)

1. 回転中心軸（Ｏ）を有する略円柱形状の工具ボデー（２０）と、該工具ボデー（２０）に装着された切削インサート（４０）と、を有し、
   前記工具ボデー（２０）の外周面（２３）には複数のらせん溝（２８）が形成され、該らせん溝（２８）内には複数のインサート座（３０）が形成されており、
   前記切削インサート（４０）は、前記インサート座（３０）に着脱自在に配置されている、
   刃先交換式回転切削工具（１０）において、
   各々の前記らせん溝（２８）内に配置されている切削インサート（４０）の位置を、前記工具ボデー（２０）の先端面（２２）側から基端面（２１）側に向かって順に、一段目からｎ段目（ｎは２以上の整数）と定義するとき、
   前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、各々の前記らせん溝（２８）の一段目の切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（β１，・・・，βｍ：ｍは２以上の整数）は、互いに全て異なっており、且つ、
   前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記らせん溝（２８）内に配置された一段目の切削インサート（４０）と最終段である前記ｎ段目の切削インサート（４０）の間の角度（αｔ）は、前記線分間の角度（β１，・・・，βｍ：ｍは２以上の整数）のいずれとも異なり、
   前記一段目の切削インサート（４０）と前記ｎ段目の切削インサート（４０）の間の角度（αｔ）と、前記回転中心軸（Ｏ）と各々の前記らせん溝（２８）の一段目の切削インサート（４０）とを結んだ前記線分間の角度（β１，・・・，βｍ：ｍは２以上の整数）と、の差分の絶対値は、
   前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、隣り合う前記切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（α１，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧２）よりも小さく、
   前記工具ボデー（２０）の側面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）方向における該工具ボデー（２０）の先端面（２２）から各々の前記切削インサート（４０）までの距離（Ｌ１，・・・，Ｌｎ：ｎは２以上の整数）が全ての前記らせん溝（２８）の各段について等しいとともに、
   各々の前記らせん溝（２８）において、前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、隣り合う前記切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（α１，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧２）が全て等しい、
   ことを特徴とする刃先交換式回転切削工具（１０）。
2. 前記工具ボデー（２０）の先端面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）と、少なくとも１つの前記らせん溝（２８）に配置された隣り合う各々の前記切削インサート（４０）と、を結んだ線分間の角度（α１，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧３）に関し、一段目の切削インサート（４０）と二段目の切削インサート（４０）との間の角度（α１）が、二段目以降において隣り合う切削インサート（４０）間の角度（α２，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧３）よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。
3. 前記工具ボデー（２０）の側面視にて、前記回転中心軸（Ｏ）方向における該工具ボデー（２０）の先端面（２２）から各々の前記切削インサート（４０）までの距離（Ｌ１，・・・，Ｌｎ：ｎは２以上の整数）が全てのらせん溝（２８）の各段について等しいとともに、
   前記二段目以降において隣り合う切削インサート（４０）間の角度（α２，・・・，αｎ−１：ｎ−１≧３）は全て等しい、
   ことを特徴とする請求項２に記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。
4. 少なくとも１つの前記らせん溝（２８）において、一段目の前記切削インサート（４０）のアキシャルレーキ角よりも、二段目以降の前記切削インサート（４０）のアキシャルレーキ角の方が正側に大きい、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具（１０）。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の刃先交換式回転切削工具（１０）に適用され、それぞれ前記切削インサート（４０）を着脱自在に配置するための複数のインサート座（３０）が外周面（２３）に形成された前記らせん溝（２８）を複数備えたことを特徴とする工具ボデー（２０）。

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