JP6902285B2

JP6902285B2 - 切削工具

Info

Publication number: JP6902285B2
Application number: JP2019111222A
Authority: JP
Inventors: 孝政遠藤; 昌之高野; 千田　聡; 聡千田
Original assignee: NS Tool Co Ltd
Current assignee: NS Tool Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: JP2020163555A

Description

本発明は、工具本体の先端面に底刃が形成されたエンドミルを含む切削工具に関する。

一般に機械加工分野において、金型や部品等を切削加工するために例えばスクエアエンドミルが用いられている。このスクエアエンドミルは例えばステンレス鋼やチタン合金や耐熱合金等の難削材を切削加工する切削工具として用いられている。このエンドミルの高能率な切削加工方法の１つとして、エンドミルを高速回転させながら中心軸線方向に送ってワークに切り込みを入れてドリリング加工する。その際、切り屑が連続的に生成されて切り屑排出溝を走行するため切り屑排出溝の面を擦過して詰まり易くなり、底刃の欠損や工具本体の折損等を生じ易い。

ドリリング加工における切り屑排出性を改善したエンドミルとして、例えば特許文献１に記載されたものが提案されている。このエンドミルは、工具本体の先端面に形成された複数の底刃において、一部の底刃の外周側の部位を切り欠いて非切削部を形成し、非切削部から段差部を介して工具中心側に延びる切削部を設けている。そして、その他の底刃が工具本体の外周縁から一部の底刃の非切削部を超えて切削部とオーバーラップする工具中心側まで延びている。
そのため、エンドミルをワークにドリリング加工する場合でも、一部の底刃の非切削部はその他の底刃の回転軌跡に重複することで切削量を確保すると共に切り屑量が減少するため、切り屑詰まりを防止できるとしている。

特許第４８７０４９８号公報

しかしながら、上述したエンドミルでは、その他の底刃は工具本体の工具中心側から外周縁に亘って延びているため切り屑の幅と体積が大きく、切り屑排出溝を走行する切り屑が擦った痕が残るため流れにくくなる。そのため、切り屑排出溝に切り屑詰まりを生じ易いという問題がある。しかも、一部の底刃で外周側に切欠を形成して非切削部を設けたため、非切削部の切欠から立ち上がる切削部の角部が切削時に欠損し易くなり、工具寿命が短いという問題もある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ドリリング加工時に切り屑詰まりを生じることがなく、底刃の欠損を抑制することができる切削工具を提供することを目的とする。

本発明による切削工具は、中心軸線回りに回転可能な工具本体の先端側外周面に所定間隔を開けて螺旋状に形成された複数の外周刃と、該外周刃の回転方向前側に形成された切り屑排出溝と、工具本体の先端面に形成されていて外周刃に連続する複数の底刃と、を有する切削工具であって、底刃は、先端面の中心軸線またはその近傍から外周刃に向けて延びて形成された第一切刃と、先端面の外周側に形成された第二切刃と、を備え、第一切刃は第二切刃より工具本体の基端側に後退して設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、切削工具を中心軸線方向に送ってドリリング加工を行う場合、先に第二切刃で外周側領域を切削加工し、これに遅れて第一切刃が第二切刃と重複しない中心軸線側の領域で切削加工するため、第一切刃と第二切刃で生成する切り屑はその幅と体積が短くなり、切り屑排出溝で切り屑詰まりを生じることなくスムーズに排出できる。特に第一切刃で切削して生成する切り屑は工具中心側で詰まり易いが幅と体積が小さいため切り屑詰まりを生じない。

また、先端面の底刃の外径をＤとして、第一切刃は前記第二切刃に対して０．００５Ｄ〜０．０２Ｄの範囲、好ましくは０．０１Ｄ〜０．０１５Ｄの範囲で基端側に後退していることが好ましい。
第二切刃に対する第一切刃の凹み量が上記範囲内であるから、凹み量が小さすぎて第二切刃に重ねて切削加工して幅と体積の広い切り屑を生成して切り屑排出溝で詰まるおそれがなく、逆に凹み量が大きすぎて第二切刃に過大な負荷がかかることを防止できる。

また、第一切刃に形成された第一の溝部は中心軸線を超えた反対側の位置から切り屑排出溝に延びて接続されていることが好ましい。
第一切刃は工具本体の中心側で切削加工するが、第一切刃の第一の溝部を中心軸線を超える反対側の位置まで延ばして形成したため、第一切刃で生成した切り屑は第一の溝部で丸められてスムーズに送られて切り屑排出溝を走行し、中心側でも切り屑詰まりを生じにくい。

また、先端面の底刃の外径をＤとして、先端面における第二切刃の径方向の長さは０．２３Ｄ〜０．３０Ｄの範囲に設定されていることが好ましい。
第二切刃と第一切刃の切削幅が同等であるため切削時のバランスが良く切り屑の幅も同程度で排出し易く、刃先の振動を抑制することができる。

また、第一切刃の回転方向前方に形成された第一の溝部と、第二切刃の回転方向前方に形成された第二の溝部とを備え、第一の溝部と第二の溝部の交差部における溝部は第二切刃の工具先端からの深さが０．０５Ｄ〜０．１５Ｄの範囲内に設定されていることが好ましい。
第一の溝部と第二の溝部の交差部における第二切刃からの溝深さは０．０５Ｄ〜０．１５Ｄの範囲内であるため、第一切刃と第二切刃で生成された切り屑の排出がスムーズである上に、工具剛性を損なうことがない。

また、先端面の前記底刃の外径をＤとして、外周刃の長手方向において、第二切刃の先端角部から第二切刃の回転方向前方に形成された溝部と切り屑排出溝の境界までの中心軸線方向のあたり幅が０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内に設定され、第一切刃の先端角部はあたり幅の範囲内に位置していることが好ましい。
切削工具を横送りする際、第二切刃に対して第一切刃が中心軸線方向後方側に所定量後退しているが、この後退量は横送り加工時における許容誤差の範囲内であるあたり幅内であるから一刃で加工する削り量が大きくなっても加工精度を悪化させることはない。

また、底刃は不等分割された４枚刃とされ、または外周刃は不等リードに設定されていてもよい。
本発明による切削工具では、底刃は不等分割された４枚刃とされ、または外周刃は不等リードに設定されているため、切削加工時における振動を抑制できる。

また第一切刃の回転方向前方に形成された第一の溝部と、第二切刃の回転方向前方に形成された第二の溝部とは、その長手方向に直交する断面形状がそれぞれ円弧状とされていることが好ましい。
第一の溝部と第二の溝部の最深部の断面形状を円弧状に形成したため、切り屑流れを良くして切り屑の滞留による工具折損を抑制できる。

本発明に係る切削工具によれば、ドリリング加工時に第二切刃で外周側を切削加工し、これに遅れて第一切刃で中心側を切削加工するため、切り屑は工具外周側と工具中心側とに分かれて生成される。そのため、ドリリング加工において個々の切り屑の幅と体積が小さく生成され、切り屑排出溝で詰まることなくスムーズに排出できる。しかも、第一切刃は中心軸線側から外周刃方向に延びて形成され、第二切刃は高速回転する外周側に形成したため、底刃の欠損を生じにくい。

本発明の第一実施形態によるエンドミルの切刃部を示す側面図である。図１に示すエンドミルの先端面図である。エンドミルの先端面に形成した短刃を示す側面図である。エンドミルの先端面に形成した長刃を示す側面図である。長刃のギャッシュ溝と短刃のギャッシュ溝の交差部の深さを示す図である。第一変形例によるエンドミルの先端面図である。第二実施形態によるドリルの側面図である。図７に示すドリルの先端面図である。

以下、本発明の実施形態によるエンドミルについて添付図面に基づいて説明する。
図１乃至図４は本発明の第一実施形態による切削工具としてのエンドミル１を示すものである。エンドミル１は例えば４枚刃のスクエアエンドミルである。図１において、実施形態によるエンドミル１は、略円柱状に形成されていて中心軸線Ｏを中心に回転される工具本体２とその先端部に形成された刃部３とを備えている。本明細書では中心軸線Ｏに沿った刃部３側を先端側といい、主軸に連結する反対側を基端側、後方というものとする。
このエンドミル１は例えば刃部３の先端面４における底刃の最大外径Ｄが例えば１ｍｍ〜１２ｍｍの範囲に形成されたスクエアエンドミルであり、例えば機械部品や金型等を切削加工する。このエンドミル１はステンレス鋼やチタン合金や耐熱合金等の難削材の切削加工に好適である。

刃部３の外周面には、先端側から基端側に向けて中心軸線Ｏ回りに所定角度で捩じれる切り屑排出溝５が周方向に所定間隔を開けて複数条、例えば４条螺旋状に形成されている。刃部３の側面に形成された各切り屑排出溝５において、回転方向を向く壁面とその回転方向後方に連なる外周面との交差稜線部に外周刃６が形成されている。切り屑排出溝５の回転方向を向く壁面が外周刃６の外周すくい面７とされ、外周刃６を介して回転方向後方を向く外周面が外周逃げ面８とされている。
外周刃６の外周逃げ面８は外周刃６の回転軌跡に沿って凸曲面状とされ且つ正の逃げ角を形成して加工面を擦過することなく外周刃６の刃先強度を確保している。或いは、外周逃げ面８は平坦面状で正の逃げ角を有していてもよい。外周刃６の回転切削時に外周逃げ面８は被削材の加工面を擦過しない。

図２に示す刃部３の先端面４には、その回転中心をなす中心軸線Ｏに対して、対向する一対の外周刃６から中心軸線Ｏに向けて例えば直線状に延びる一対の長刃１０が回転対称に形成されている。一対の長刃１０が対向して延びる中心側において中心軸線Ｏを挟んで所定厚みの芯上がり１１が形成されている。各長刃１０は芯上がりに形成された稜線が中心軸線Ｏの近傍を通ってそれぞれ反対側に延びている。或いは、長刃１０は中心軸線Ｏを通過してもよい。
図４において、刃部３の先端側で中心軸線Ｏに直交する仮想線を基準線Ｌとして、長刃１０は外周刃６との接続部である外周端から中心軸線Ｏ側に向けて基端側に傾斜しており、その傾斜角(隙間角)θ１は例えば２°〜５°の範囲に設定されている。また、長刃１０は側面視で先端側に直線状に形成されているが、凸曲線状に湾曲形成されていてもよい。

先端面４における各長刃１０の回転方向前方側には所定角度、例えば９７°〜１０２°の範囲の角度を以って一対の短刃１２がそれぞれ形成されている。短刃１２も外周面の外周刃６に連続して径方向中心側に向けて例えば直線状に延びている。しかも、各短刃１２は外周刃６に接続される外周端から先端面４の半径（０．５Ｄ）の例えば１／２程度の長さで形成されている。そのため、短刃１２は中心軸線Ｏの近傍に到達しておらず、途中で途切れている。
図３において、短刃１２は外周刃６との接続部である外周端から中心軸線Ｏ側に向けて基端側に傾斜しており、その傾斜角θ２は例えば２°〜５°の範囲に設定されている。また、短刃１２は側面視で先端側に直線状に形成されているが、わずかに湾曲する凸曲線状に形成されていてもよい。先端面４において、それぞれ対向して回転対称に形成された２枚の長刃１０と２枚の短刃１２は底刃とされている。長刃１０と短刃１２は芯上がりに形成されているが、芯下がりに形成されていてもよい。各２枚の長刃１０と短刃１２は周方向に交互にしかも不等分割に配置されている。そのため、切削加工時に振動を抑制できる。なお、底刃を不等分割に配列する構成に代えて外周刃６を不等リードに配設してもよい。

先端面４における中心軸線Ｏの周囲には、底刃の回転方向前側に基端側に向けて凹状に切除されたギャッシュ溝１４が所定間隔で４つ形成されている。ここで、長刃１０の回転方向前方に形成されたギャッシュ溝１４を符号１４Ａで表し、短刃１２の回転方向前方に形成されたギャッシュ溝１４を符号１４Ｂで表すものとする。
先端面４において、各ギャッシュ溝１４Ａとその回転方向後方側に形成された二番逃げ面１５との交差稜線部が長刃１０である。二番逃げ面１５の回転方向後方側には三番逃げ面１６が形成されている。長刃１０の回転方向前方側に形成されたギャッシュ溝１４Ａにすくい面１４ａが形成されている。長刃１０の二番逃げ面１５は例えば凸曲面状または平面状に形成され、その回転軌跡が長刃１０による加工面を擦過しないように基端側に後退して正の逃げ角が設定されている。各長刃１０のギャッシュ溝１４Ａは後端側が切り屑排出溝５に沿って延びて接続されて基端側に延びていると共に、先端側は芯上がり１１に沿って中心軸線Ｏを超えて反対側に延びている。

また、先端面４において、各ギャッシュ溝１４Ｂとその回転方向後方側に形成された二番逃げ面１８との交差稜線部が短刃１２である。二番逃げ面１８の回転方向後方側には三番逃げ面１９が形成されている。短刃１２の回転方向前方側に形成されたギャッシュ溝１４Ｂにすくい面１４ｂが形成されている。短刃１２の二番逃げ面１８は例えば凸曲面状または平面状に形成され、その回転軌跡が短刃１２による加工面を擦過しないように基端側に後退した正の逃げ角が設定されている。各短刃１２のギャッシュ溝１４Ｂは後端側が切り屑排出溝５に接続されるように基端側に延びていると共に、先端側は短刃１２の中心軸線Ｏ側に向けてその近傍まで延びている。

先端面４において、長刃１０のギャッシュ溝１４Ａと短刃１２のギャッシュ溝１４Ｂは溝の長手方向、即ち砥石によるその加工方向に直交する方向の最深部を断面円弧状に形成したため、切り屑流れを良くして切り屑の滞留による工具の折損を抑制できる。また、ギャッシュ溝１４Ａとギャッシュ溝１４Ｂとが交差することで形成される溝部１７の短刃１２の先端からの深さＦは０．０５Ｄ〜０．１５Ｄの範囲、より好ましくは０．０７Ｄ〜０．１２Ｄの範囲に設定される(図５参照)。これにより、工具剛性を損なうことなく切り屑の排出をスムーズに行うことができる。溝部１７の深さＦが０．０５Ｄより小さいと切り屑排出性が悪くなり、０．１５Ｄより大きいと工具剛性が小さくなる。

底刃のうち、長刃１０は短刃１２よりも基端側に凹んでいる。これにより、エンドミル１を回転させながら被削材に対して中心軸線Ｏ方向に送るドリリング加工を行う、即ちドリル加工を行う場合、先に短刃１２で外周側領域を切削加工し、これに遅れて短刃１２を設けない中心側領域（中心軸線Ｏ側）を長刃１０で切削加工する。そのため、長刃１０では、回転切削する短刃１２に重複しない中心側領域の部分でのみ切削加工を行うものであり、この部分を切刃部１０ａとする。
なお、短刃１２の長さは０．２３Ｄ〜０．３０Ｄの範囲に設定することが好ましい。これにより、長刃１０の切刃部１０ａと短刃１２の切削負担をほぼ同程度に設定できるため、長刃１０の切刃部１０ａと短刃１２の振動を抑制できる。短刃１２の長さはより好ましくは０．２５Ｄ〜０．２８Ｄの範囲に設定できる。

しかも、短刃１２に対する長刃１０の中心軸線Ｏ方向の後退量(凹み量)は例えば０．００５Ｄ〜０．０２０Ｄの範囲に設定されている。この後退量は短刃１２の先端と長刃１０の先端との間の中心軸線Ｏ方向の距離である。長刃１０の後退量がこの範囲内であれば短刃１２と長刃１０による切削で生じる切り屑が同程度に分割されて切り屑排出溝５を走行する際の擦過や負荷が過大にならず、スムーズに排出できる。一方、後退量が０．００５Ｄより小さいと短刃１２と長刃１０による切削の時間差が小さく、長刃１０のほぼ全長で被削材の切削加工を行うおそれがあるため切り屑体積の削減効果が得られない。後退量が０．０２０Ｄより大きいと、短刃１２にかかる切削負荷が大きくなり欠損し易くなる。

また、図３において、外周刃６の稜線における短刃１２と交差する先端角部を起点として、短刃１２のギャッシュ溝１４Ｂ及び切り屑排出溝５の境界と外周刃６との交点までの中心軸線Ｏ方向の距離をあたり幅Ｐとする。横送り加工において、このあたり幅Ｐの範囲内における短刃１２と長刃１０による被削材の加工誤差、ばらつき、段差等は許容誤差の範囲に設定される。本実施形態において、このあたり幅Ｐを０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの長さに設定し、あたり幅Ｐの中央、即ち短刃１２の先端角部から０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの１/２の範囲内に長刃１０の先端角部を配置させている。

これにより、ドリリング加工後にエンドミル１を横送りする際、回転する短刃１２と長刃１０の先端角部で順次切削加工することで、短刃１２の先端角部に過大な負荷がかからない。そのため、短刃１２の先端角部の切刃強度を損なうことなく欠損を抑制できる。しかも、短刃１２と長刃１０の先端角部は外周刃６上に位置するため段差等の加工誤差は生じない。
短刃１２及び外周刃６が交差する先端角部において、外周刃６が中心軸線Ｏ側に収束するように湾曲して形成されている場合には、横送り時に短刃１２による加工面に削り残しが生じるが、この場合でも短刃１２に続いて長刃１０と外周刃６が交差する先端角部で切削加工するため、被削材の加工面に段差が残ることを防止できる。
また、横送りによる被削材側面の切削時に、仮に、短刃１２の先端角部による加工点と長刃１０の先端角部による加工点とが中心軸線Ｏ方向にズレているため加工面に段差等の加工誤差が生じたとしても、あたり幅Ｐの範囲内であるため許容誤差の範囲内とすることができる。

本実施形態によるエンドミル１は上述の構成を備えているから、エンドミル１で被削材を切削加工する際、例えば最初に中心軸線Ｏ方向に送るドリリング加工を行い、その後に横送りして肩削り加工を行うものとする。
エンドミル１を中心軸線Ｏ周りに高速回転させながら中心軸線Ｏ方向に送ってドリリング加工を行う場合、最初に刃部３の先端面４の外周側に配設した一対の短刃１２で切削加工を行う。短刃１２による外周側領域の切削加工で被削材はリング状に切削される。短刃１２で生成される切り屑は、長刃１０の全長で切削加工する場合のほぼ半分程度の幅と体積になる。そのため、切り屑はギャッシュ溝１４Ｂから切り屑排出溝５をスムーズに走行して排出される。

ついで、短刃１２より後退した長刃１０では、短刃１２と重複しない中心側の切刃部１０ａで被削材の削り残された中心側領域を切削加工する。長刃１０で生成される切り屑も、短刃１２で生成する切り屑と同程度の幅と体積になる。そのため、この切り屑もギャッシュ溝１４Ａから切り屑排出溝５をスムーズに走行して排出される。
このように、短刃１２と長刃１０でそれぞれ切削加工して生成される切り屑は、長刃１０の全長で切削加工する場合のほぼ半分程度の幅と体積にそれぞれ分断される。そのため、各切り屑はギャッシュ溝１４Ａ，１４Ｂから切り屑排出溝５を通って走行する排出性がスムーズになる。

特に工具本体２の先端面４の中心側は回転速度が低速で生成される切り屑が詰まり易いが、長刃１０の中心側の切刃部１０ａで生成される切り屑の幅と体積が小さいためギャッシュ溝１４Ａや切り屑排出溝５での切り屑詰まりを確実に防止できる。しかも、長刃１０のギャッシュ溝１４Ａは中心軸線Ｏを超えて反対側に延びているため、切刃部１０ａで生成された切り屑をギャッシュ溝１４Ａからスムーズに切り屑排出溝５へ導くことができる。また、長刃１０は中心軸線Ｏ側から外周刃６まで径方向に延びており、短刃１２は高速回転する外周側に形成したため、切削時に欠損を生じにくい。
なお、ドリリング加工終了後にエンドミル１を横送りして被削材の加工面の肩削り切削を行うことができる。

上述したように本実施形態によるエンドミル１によれば、ドリリング加工であっても、それぞれ刃長の短い短刃１２と長刃１０の切刃部１０ａとで被削材を切削加工するため、生成する切り屑が長刃１０の全長で切削する場合の切り屑と比較して１/２程度の幅と体積になる。そのため、切り屑がギャッシュ溝１４Ａ、１４Ｂや切り屑排出溝５で詰まることなくスムーズに排出することができる。特に中心側は回転速度が低速で切り屑が詰まり易いが、長刃１０の中心側の切刃部１０ａで生成される切り屑の幅と体積が小さいため、ギャッシュ溝１４Ａや切り屑排出溝５での切り屑詰まりを確実に防止できる。
しかも、短刃１２の先端に対して長刃１０の先端が０．００５Ｄ〜０．０２Ｄの範囲で中心軸線Ｏ方向に後退しているため、切り屑の噛み込みを抑制しつつ短刃１２と長刃１０の切削の均衡を保つことができる。また、短刃１２の先端角部から外周刃６の方向においてあたり幅Ｐを０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの長さに設定し、その中央付近に長刃１０の先端角部を配置させたため、短刃１２の先端角部の切刃強度を確保して欠損を抑制し、横送り加工時に加工面に段差が発生することを回避できる。

しかも、先端面４の底刃において、対向する一対の長刃１０と短刃１２とを所定間隔に配設して、中心側を切削する長刃１０の切刃部１０ａと外周側を切削する短刃１２を同程度の長さで交互に配列させたため切削バランスがよい。
また、底刃は短刃１２が外周側で所定長さに突出形成され、しかも高速回転するため短刃１２の角部でも欠損しにくい。一方、長刃１０は中心側の部分を切刃部１０ａとして比較的低速で切削加工し、切刃部１０ａ以外の外周側部分も切刃部１０ａに連続して外周刃６まで直線状に延びているため角部や切欠がなく欠損等を生じない。

以上、本発明の実施形態によるエンドミル１を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の異なる形態や態様を採用できることはいうまでもない。これらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
以下に本発明の変形例について説明するが、上述した実施形態の部分や部品と同一または同様なものについては同一の符号を用いて説明を行うものとする。

次に本発明の変形例によるエンドミルについて説明する。
図６に示すエンドミル２５は第一変形例を示すものである。
本第一変形例によるエンドミル２５は、先端面４に３枚刃の底刃を備えている。即ち、中心軸線Ｏまたはその近傍を通過して外周刃６に接続される１枚の長刃１０と先端面４の外周側に形成された２枚の短刃１２とを所定間隔で配設している。上述した実施形態と同様に、長刃１０は短刃１２より０．００５Ｄ〜０．０２Ｄの範囲で基端側に後退して形成されている。長刃１０はドリリング加工時に短刃１２の回転軌跡に重複しない内周側の切刃部１０ａでのみ切削加工可能とされている。
長刃１０の回転方向前方には切り屑排出溝５に接続されるギャッシュ溝１４Ａが形成され、短刃１２の回転方向前方には切り屑排出溝５に接続されるギャッシュ溝１４Ｂがそれぞれ形成されている。
なお、第一変形例の構成に代えて、３枚刃のエンドミル２５は長刃１０を２枚、短刃１２を１枚で構成してもよい。

次に本発明の第二実施形態による切削工具としてのドリル３０を図７及び図８により説明する。
本第二実施形態によるドリル３０は、第一実施形態によるエンドミル１と同様に先端面４に４枚刃の底刃を備えている。このドリル３０では中心軸線Ｏまたはその近傍を通過して外周刃６に接続される２枚の長刃１０と先端面４の外周側に形成された２枚の短刃１２とを交互に且つ所定間隔に配設されている。第一実施形態と同様に、各長刃１０は短刃１２より０．００５Ｄ〜０．０２Ｄの範囲で基端側に後退して形成されている。長刃１０はドリリング加工時に外周側の短刃１２の回転軌跡に重複しない内周側の切刃部１０ａでのみ切削加工可能とされている。
本実施形態におけるドリル３０では、先端面４における長刃１０及び短刃１２の回転方向前方にギャッシュ溝１４に代えて溝状のシンニング部３１が形成されている。長刃１０の回転方向前方に設けたシンニング部３１を符号３１Ａ、すくい面３１ａとし、短刃１２の回転方向前方に設けたシンニング部３１を符号３１Ｂ、すくい面３１ｂとする。

各短刃１２は外周端から先端面４の半径（０．５Ｄ）の例えば１／２程度の長さで形成されている。短刃１２はその回転方向前方側の内周側部分にシンニング部３１Ｂが形成され、外周側部分には切り屑排出溝５が形成されている。短刃１２の外周側部分は切り屑排出溝５と交差して基端側に湾曲している。なお、短刃１２の長さは０．２３Ｄ〜０．３０Ｄの範囲、好ましくは０．２５Ｄ〜０．２８Ｄの範囲に設定することが好ましい。
本実施形態によるドリル３０ではドリリング加工時の切削負荷を均等にして振動を抑制するため長刃１０と短刃１２とが等間隔、例えば９０°間隔に配列されているが、不等間隔に配列されていてもよい。各長刃１０の回転方向前方側には切り屑排出溝５に接続されるシンニング部３１Ａが形成されている。

本第二実施形態においても、ドリル３０を中心軸線Ｏ周りに高速回転させながら中心軸線Ｏ方向に送ってドリリング加工を行う場合、最初に刃部３の先端面４の外周側に配設した一対の短刃１２で切削加工が行われる。短刃１２による外周側領域の切削加工で被削材はリング状にドリリング加工される。短刃１２で生成される切り屑は、長刃１０の全長で切削加工する場合のほぼ半分程度の幅と体積になるため、シンニング部３１Ｂから切り屑排出溝５をスムーズに走行して排出される。
ついで、短刃１２より後退した長刃１０では、短刃１２と重複しない中心側の切刃部１０ａで被削材の削り残された中心側領域を穴加工する。長刃１０で生成される切り屑も、短刃１２で生成する切り屑と同程度の幅と体積になる。そのため、この切り屑もシンニング部３１Ａから切り屑排出溝５をスムーズに走行して排出される。
このように、短刃１２と長刃１０でそれぞれ切削加工して生成される切り屑は、長刃１０の全長で切削加工する場合のほぼ半分程度の幅と体積にそれぞれ分断される。そのため、各切り屑はシンニング部３１Ａ、３１Ｂから切り屑排出溝５を通って走行する排出性がスムーズになる。そのため、ドリリング加工に際して切り屑詰まりを生じたり切り屑詰まりによる工具本体の折損等を防止できる。

上述した第一実施形態や変形例では、エンドミル１としてスクエアエンドミルについて説明したが、これに代えてラジアスエンドミルやボールエンドミル等にも本発明を適用できる。また、第二実施形態ではドリル３０としてドリリング加工することができる。また、第二実施形態によるドリル３０の変形例として３枚刃の底刃を用いることができる。その際、いずれか一枚の底刃を長刃１０または短刃１２とし、他方の２枚の底刃を短刃１２または長刃１０とすることができる。
また、上述した各実施形態と変形例では、４枚刃の底刃と３枚刃の底刃を備えたエンドミル１やドリル３０について説明したが、２枚または５枚以上の複数の底刃を備えていてもよい。この場合には、長刃１０と短刃１２は先端面４の周方向に交互に配列させることが好ましい。また、長刃１０と短刃１２の配設数も適宜に設定できる。

また、上述の各実施形態では、先端面４に配列させた底刃を長刃１０と短刃１２とを交互に配列させて構成し、その配設間隔を交互に９７°〜１０２°の範囲、７８°〜８３°の範囲、９０度等に設定したが、各底刃の配設間隔は適宜に設定できる。例えば、長刃１０と短刃１２とを適宜の等間隔や不等間隔で交互に配設してもよい。
なお、長刃１０の三番逃げ面１６の逃げ角を短刃１２の三番逃げ面１９の逃げ角より３〜５°大きく設定することで短刃１２による切り屑排出性を高めることができ、エンドミル１の送り速度の限界値を向上させることができる。
また、上述した各実施形態や変形例等による底刃において、長刃１０は第一切刃に含まれ、短刃１２は第二切刃に含まれる。長刃１０のギャッシュ溝１４Ａ、シンニング部３１Ａは第一の溝部に含まれ、短刃１２のギャッシュ溝１４Ｂ、シンニング部３１Ｂは第二の溝部に含まれる。

１、２５エンドミル
２工具本体
３刃部
５切り屑排出溝
６外周刃
１０長刃
１０ａ切刃部
１２短刃
１４、１４Ａ、１４Ｂギャッシュ溝
３１、３１Ａ、３１Ｂシンニング部
Ｏ中心軸線

Claims

中心軸線回りに回転可能な工具本体の先端側外周面に所定間隔を開けて螺旋状に形成された複数の外周刃と、該外周刃の回転方向前側に形成された切り屑排出溝と、前記工具本体の先端面に形成されていて前記外周刃に連続する複数の底刃と、を有する切削工具であって、
前記底刃は、
前記先端面の前記中心軸線またはその近傍から外周刃に向けて延びて形成された第一切刃と、
前記先端面の外周側に形成され前記第一切刃よりも短い第二切刃と、を備え、
前記第一切刃の外周端を含む外周側領域は前記第二切刃より前記工具本体の基端側に後退して設けられていることを特徴とする切削工具。
前記先端面の前記底刃の外径をＤとして、前記第一切刃は前記第二切刃に対して０．００５Ｄ〜０．０２０Ｄの範囲で基端側に後退している請求項１に記載された切削工具。
前記第一切刃に形成された第一の溝部は前記中心軸線を超えた反対側の位置から前記切り屑排出溝に延びて接続されている請求項１または２に記載された切削工具。
前記先端面の前記底刃の外径をＤとして、前記先端面における前記第二切刃の径方向の長さは０．２３Ｄ〜０．３０Ｄの範囲に設定されている請求項１から３のいずれか１項に記載された切削工具。
前記第一切刃の回転方向前方に形成された第一の溝部と、前記第二切刃の回転方向前方に形成された第二の溝部とを備え、前記第一の溝部と第二の溝部の交差部における溝部は前記第二切刃からの深さが０．０５Ｄ〜０．１５Ｄの範囲内に設定されている請求項１から４のいずれか１項に記載された切削工具。
前記先端面の前記底刃の外径をＤとして、前記外周刃の長手方向において、前記第二切刃の先端角部から前記第二切刃の回転方向前方に形成された第二の溝部と前記切り屑排出溝の境界までの中心軸線方向のあたり幅が０．０１Ｄ〜０．０５Ｄの範囲内に設定され、前記第一切刃の先端角部は前記あたり幅の範囲内に位置している請求項１から５のいずれか1項に記載された切削工具。
前記底刃は不等分割された４枚刃とされ、または前記外周刃は不等リードに設定されている請求項１から６のいずれか１項に記載された切削工具。