JP7463674B2

JP7463674B2 - 刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミル

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Publication number: JP7463674B2
Application number: JP2019154686A
Authority: JP
Inventors: 隆行萩原; 太一尾上
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2024-04-09
Anticipated expiration: 2039-08-27
Also published as: JP2021030385A

Description

本発明は、軸線回りにエンドミル回転方向に回転させられる刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体、およびこのエンドミル本体の切刃部に形成されたインサート取付座に切刃を備えた切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式クーラント孔付きエンドミルに関するものである。

チタンやニッケル基耐熱合金のような難削材を切削加工するには、クーラント（切削油剤）を供給する湿式切削を行う必要がある。このような湿式切削が可能な刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルとして、例えば特許文献１には、中心軸（軸線）に沿って延び、この中心軸の周りで回転される棒形状の本体部（エンドミル本体）と、この本体部の先端面および外周面に開口して切削インサートが装着されるインサートポケット（インサート取付座）と、本体部の内部に設けられ、本体部の後端面からインサートポケットに向かって冷却液が流れる流路（クーラント孔）とを備えたものが記載されている。

ここで、この流路は、中心軸に沿って後端面から先端面に向かって設けられた直線形状の第１流路と、第１流路に繋がっており、第１流路から外周面に向かって設けられた直線形状の第２流路と、第２流路に繋がっており、第２流路からインサートポケットにかけて設けられた直線形状の第３流路とを有している。

そして、この特許文献１に記載されたエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルでは、上記流路を先端面の側から透視した場合において、第３流路は、第２流路からさらに中心軸の回転方向の後方側に向かって延びており、第２流路は、一方の端部が第３流路に繋がっているとともに、他方の端部が外周面に開口しており、外周面に開口する他方の端部を塞ぐシール部材をさらに備えている。

特許第６３５２７５２号公報

ところで、この特許文献１に記載された刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルでは、インサート取付座が形成される切屑排出溝が軸線に平行な直線状に延びているとともに、１つの切屑排出溝に形成されるインサート取付座も１つであるが、より大きな切り込み量を確保する場合には、１つの切屑排出溝に複数のインサート取付座を上記軸線方向に並んで列をなすように形成しなければならない。

しかも、これらのインサート取付座に取り付けられる複数の切削インサートの切刃が徐々に被削材に食い付くように、切屑排出溝を軸線回りに捩れる螺旋状に形成して、複数のインサート取付座が並んだ列も、軸線回りに捩れる螺旋状に配置されるようにしなければならない。

しかしながら、そのような刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルにおいて、特許文献１に記載されたように第２流路がエンドミル本体の外周面に向かって設けられた直線形状のものであると、１つの第２流路では切屑排出溝の捩れに合わせることができなくなるため、複数の第２流路を切屑排出溝の捩れに沿って曲折するように繋いで形成しなければならない。このため、第２流路が曲折する部分で圧力損失が生じるおそれがある。

しかも、これら複数の第２流路がエンドミル本体の外周面に開口する部分が多くなるので、切屑排出溝が形成されるエンドミル本体先端部の切刃部の剛性や強度が低下するおそれがある。そして、このように切刃部の剛性や強度が低下すると、特に上述のように切り込み量を大きくした切削加工では、切刃部に振動が生じて加工精度が損なわれたり、切刃部に損傷が生じたりする結果となる。また、エンドミル本体の外周面に開口する第２流路の開口部は埋め栓等のシール部材で塞がなければならないが、劣化等により埋め栓が外れてクーラントが噴き出すおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、切屑排出溝が螺旋状に形成されて、１つの切屑排出溝に複数のインサート取付座が軸線方向に並んで列をなすように形成されていても、クーラント圧や切刃部の剛性、強度が低下するのを避けることができるとともに埋め栓の劣化等によるクーラントの噴き出しがなく、上述のように切り込み量を大きくした切削加工においても切刃部の振動や損傷を防ぐことが可能な刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体は、軸線回りにエンドミル回転方向に回転させられる刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体であって、後端部に上記軸線を中心としたシャンク部を備えるとともに、このシャンク部の先端側には切刃部を備え、上記切刃部の外周には、この切刃部の先端から後端側に向かうに従い上記軸線回りに捩れる螺旋状の切屑排出溝が形成されるとともに、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面には、切削インサートが着脱可能に取り付けられる複数のインサート取付座が上記軸線方向に並んで列をなすように形成されており、上記シャンク部には上記軸線に沿って第１のクーラント孔が形成されるとともに、上記切刃部には、上記第１のクーラント孔と連通して、周方向において上記切屑排出溝の間に螺旋状に延びる第２のクーラント孔と、この第２のクーラント孔から分岐して上記インサート取付座に向けて開口する複数の第３のクーラント孔とが形成されており、上記第２のクーラント孔は、上記切刃部の外周面と、上記切屑排出溝の内壁面と、上記インサート取付座のエンドミル回転方向を向く取付座底面および該取付座底面から上記切屑排出溝のエンドミル回転方向に延びる取付座壁面との間に１ｍｍ以上の間隔をあけていることを特徴とする。

また、本発明の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルは、このような刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体の上記インサート取付座に、切刃を備えた切削インサートが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

このような刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルにおいては、切屑排出溝がエンドミル本体の軸線回りに捩れているのに合わせて、シャンク部の第１のクーラント孔に連通する第２のクーラント孔が周方向において切屑排出溝の間に螺旋状に延びているので、この第２のクーラント孔が切刃部の外周面に開口することはない。

このため、クーラントの圧力損失を抑えることができるともに、切刃部の剛性や強度を確保することができ、切り込み量を大きくした切削加工においても、切刃部に振動や損傷が生じるのを防ぐことができる。また、第２のクーラント孔を切刃部の外周面に開口させることなく形成することができるので、埋め栓のようなシール部材を必要とすることもない。

さらに、この第２のクーラント孔からは、複数の第３のクーラント孔が複数のインサート取付座に向けて開口するように形成されているので、これら複数のインサート取付座に取り付けられる切削インサートに向けてクーラントを満遍なく供給することができる。また、シャンク部の第１のクーラント孔は、エンドミル本体の軸線に沿って形成されているので、シャンク部の剛性が損なわれることもない。
さらに、上記第２のクーラント孔は、上記切刃部の外周面と、上記切屑排出溝の内壁面と、上記インサート取付座のエンドミル回転方向を向く取付座底面および該取付座底面から上記切屑排出溝のエンドミル回転方向に延びる取付座壁面との間に１ｍｍ以上の間隔をあけている。この間隔が１ｍｍを下回ると、第２のクーラント孔と、切刃部の外周面、切屑排出溝の内壁面、インサート取付座の取付座底面や取付座壁面との肉厚が薄くなって亀裂が生じるおそれがある。

ここで、上記軸線に直交する断面において、個々の上記第２のクーラント孔の最大断面積を、上記第１のクーラント孔の最大断面積よりも小さくするとともに、個々の上記第３のクーラント孔の開口部の面積を、上記軸線に直交する断面における個々の上記第２のクーラント孔の最大断面積よりも小さくすることにより、クーラント供給の上流側である第１のクーラント孔へのクーラント流量を多くしてさらに圧力損失を抑えることができるとともに、インサート取付座側への開口部からのクーラント吐出圧を確保することができる。

また、上記第２のクーラント孔の最外周部を、上記第１のクーラント孔の最外周部よりも上記軸線に対する径方向の外周側に位置させることにより、シャンク部においては、剛性をさらに確保して撓みや振動を一層確実に防止することができるとともに、切刃部においては、クーラントの供給圧に加えてエンドミル本体の回転による遠心力によっても第３のクーラント孔への供給圧を高めることが可能となる。

さらに、上記第２のクーラント孔を、上記第１のクーラント孔から離れるに従い上記軸線に対する径方向の外周側に向かうように該第１のクーラント孔と連通させたり、上記第３のクーラント孔を、上記第２のクーラント孔から離れるに従い上記軸線方向先端側に向かうように該第２のクーラント孔から分岐させたりすることにより、第２のクーラント孔が第１のクーラント孔と連通する箇所での折れ曲がりや、第３のクーラント孔が第２のクーラント孔から分岐する箇所での折れ曲がりを小さくすることができ、このような折れ曲がり箇所での圧力損失を抑えることができる。

また、切刃部の剛性を一層確実に確保するには、上記軸線に直交する断面において、上記第２のクーラント孔は、上記切刃部の直径に対して０．１５倍の直径の上記軸線を中心とする円よりも上記軸線に対する径方向の外周側に形成されていることが望ましい。第２のクーラント孔が切刃部の直径の０．１５倍の直径の円よりも軸線に対する径方向の内周側にあると、切刃部の軸線周辺の肉厚を確保することができずに剛性が低下するおそれがある。

一方、上記第３のクーラント孔を、該第３のクーラント孔の開口部に向かうに従い、上記インサート取付座のエンドミル回転方向を向く取付座底面、または該取付座底面の上記軸線に対する径方向外周側への延長面に向けて延びるように形成することにより、この取付座底面に着座面を密着させて取り付けられる切削インサートの着座面とは反対側のすくい面にクーラントを効果的に供給することができる。

また、上記第２のクーラント孔の捩れ角を、上記切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面に形成された複数の上記インサート取付座が並ぶ列の捩れ角よりも小さくすることにより、螺旋状をなす第２のクーラント孔の曲率を小さくすることができるとともに、第２のクーラント孔を短くすることができ、クーラントの流れを滑らかにして圧力損失をさらに抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、クーラントの圧力損失を抑えて切削インサートに満遍なくクーラントを供給することができるともに、切刃部やシャンク部の剛性や強度を確保することが可能となり、切り込み量を大きくした切削加工においても、切刃部に振動や撓み、損傷が生じるのを防いで、加工精度や加工面粗さの向上を図ることが可能となる。

本発明の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体の一実施形態を示す斜視図である。図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。図２における矢線Ｗ方向視の平面図である。図２における矢線Ｘ方向視の側面図である。図２におけるＹＹ断面図である。図２におけるＺＺ断面図である。図３に示した平面図において第１～第３のクーラント孔を透視した図である。図４に示した側面図において第１～第３のクーラント孔を透視した図である。図１に示した実施形態における第１～第３のクーラント孔の第１の斜視図である。図１に示した実施形態における第１～第３のクーラント孔の第２の斜視図である。図１に示した実施形態における第１～第３のクーラント孔の図２における矢線Ｗ方向視の平面図である。図１に示した実施形態における第１～第３のクーラント孔の図２における矢線Ｘ方向視の側面図である。本発明の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルの一実施形態を示す斜視図である。図１３に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。図１４における矢線Ｗ方向視の平面図である。図１４における矢線Ｘ方向視の側面図である。図１５におけるＷＷ断面図である。図１５におけるＸＸ断面図である。図１５におけるＹＹ断面図である。図１５におけるＺＺ断面図である。

図１～図１２は、本発明の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体を示すものであり、図１３～図２０は、この実施形態のエンドミル本体に切削インサートを取り付けた本発明の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルの一実施形態を示すものである。

本実施形態のエンドミル本体１は、鋼材等の金属材料により軸線Ｏを中心とした外形が多段の円柱状に形成されており、このエンドミル本体１の後端部（図１、図９、図１０および図１３において右上部分。図３～図８、図１１、図１２、図１５および図１６においては右側部分）は大径の円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図１、図９、図１０および図１３において左下部分。図３～図８、図１１、図１２、図１５および図１６においては左側部分）はシャンク部２よりも外径が僅かに小さな外形が円柱状の切刃部３とされる。

切刃部３の外周には、エンドミル本体１の先端面に開口して後端側に向かうに従い、本実施形態では図中に符号Ｔで示すエンドミル回転方向とは反対側に軸線Ｏを中心に捩れる螺旋状の切屑排出溝４が形成されている。本実施形態では、複数条の切屑排出溝４がエンドミル本体１の周方向に間隔をあけて形成されており、特に２条の切屑排出溝４が周方向に等間隔に形成されていて、軸線Ｏに関して対称に形成されている。

また、これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面には、複数（本実施形態では４つ）のインサート取付座５が軸線Ｏ方向に並んで列をなすようにして階段状に形成されている。これらのインサート取付座５も、２条の切屑排出溝４において軸線Ｏに関して対称に形成されており、エンドミル回転方向Ｔを向く平行四辺形状の取付座底面５ａと、この取付座底面５ａから切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔに向けて延びる軸線Ｏ方向後端側を向く取付座壁面５ｂおよび軸線Ｏに対する径方向外周側を向く取付座壁面５ｃとを備えている。また、取付座底面５ａの中央部にはネジ孔５ｄが垂直に形成されている。

このようなインサート取付座５に取り付けられる切削インサート６は、エンドミル本体１よりも硬度の高い超硬合金等により本実施形態では平行四辺形板状に形成されている。この切削インサート６は、上記平行四辺形の長手方向を軸線Ｏ方向に向けて、一方の平行四辺形面を着座面として取付座底面５ａに密着させるとともに、他方の平行四辺形面をすくい面としてエンドミル回転方向Ｔに向け、これらの平行四辺形面の中央部に開口した切削インサート６を貫通する取付孔に挿通されたクランプネジ７が上記ネジ孔５ｄにねじ込まれることによってインサート取付座５に着脱可能に取り付けられる。

このようにインサート取付座５に取り付けられた状態で、切削インサート６の上記すくい面と着座面の周囲に配置される４つの側面のうち、軸線Ｏ方向先端側を向く側面はインサート取付座５の軸線Ｏ方向後端側を向く取付座壁面５ｂに当接させられるとともに、軸線Ｏに対する径方向内周側を向く側面はインサート取付座５の軸線Ｏに対する径方向外周側を向く取付座壁面５ｃに当接させられる。

また、これら切削インサート６の４つの側面と上記すくい面との交差稜線部には切刃６ａが形成されている。上記複数のインサート取付座５に取り付けられる切削インサート６のうち、エンドミル本体１の最先端のインサート取付座５に取り付けられる切削インサート６は、軸線Ｏ方向先端側を向く側面とすくい面との交差稜線部に形成された切刃６ａを底刃として軸線Ｏに垂直な平面上に略位置させられる。

さらに、この最先端の切削インサート６は、軸線Ｏに対する径方向外周側を向く側面とすくい面との交差稜線部に形成された切刃６ａを外周刃として、軸線Ｏを中心とする円筒面状に略位置させられる。また、この最先端の切削インサート６よりも軸線Ｏ方向後端側に配設される切削インサート６は、軸線Ｏに対する径方向外周側を向く側面とすくい面との交差稜線部に形成された切刃６ａを外周刃として、最先端の切削インサート６の外周刃とされる切刃６ａが位置する上記円筒面上に略位置させて軸線Ｏ回りの回転軌跡が連続するようにして取り付けられる。

このように本実施形態の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体１に切削インサート６が取り付けられた本実施形態の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルは、シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、通常は軸線Ｏに垂直な方向に送り出されて、切削インサート６の切刃６ａにより例えばチタンやニッケル基耐熱合金のような難削材を切削加工する。このとき、本実施形態の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルによれば、軸線Ｏ方向に複数の切削インサート６が取り付けられているので、切り込み量の大きな切削加工が可能となる。

そして、上記構成のエンドミル本体１には、クーラント孔８が形成されており、このクーラント孔８は、シャンク部２に形成される軸線Ｏに沿った第１のクーラント孔８ａと、この第１のクーラント孔８ａと連通して切刃部３に形成される周方向において切屑排出溝４の間に螺旋状に延びる第２のクーラント孔８ｂと、この第２のクーラント孔８ｂから分岐してインサート取付座５に向けて開口する複数のインサート取付座５と同数（４つ）の第３のクーラント孔８ｃとを備えている。

第１のクーラント孔８ａは、本実施形態では図７および図８に示すように、シャンク部２の後端面からシャンク部２と切刃部３との境界にまで延びており、軸線Ｏを中心とする一定内径で軸線Ｏに垂直な断面が円形に形成されている。また、螺旋状に延びる第２のクーラント孔８ｂも、先端部を除いてこの第２のクーラント孔８ｂが延びる螺旋の中心線に垂直な断面が一定内径の円形に形成されている。

なお、この第２のクーラント孔８ｂは、先端部では図９～図１２に示すように内径が先端側に向かうに従い小さくなって断面積が小さくなるようにして最先端の第３のクーラント孔８ｃに連通しており、エンドミル本体１の先端面や外周面には開口していない。さらに、第３のクーラント孔８ｃも、その中心線に垂直な断面が一定内径の円形に形成されている。

これら第３のクーラント孔８ｃは、本実施形態では各切屑排出溝４に形成された４つのインサート取付座５の取付座底面５ａに向けて、またはこの取付座底面５ａの軸線Ｏに対する径方向外周側への延長面に向けて、開口部の延長線が軸線Ｏに垂直な平面に沿って上記ネジ孔５ｄの直上を通るように開口している。

さらに、軸線Ｏに直交する断面において、個々の第２のクーラント孔８ｂの最大断面積は、第１のクーラント孔８ａの最大断面積よりも小さくされるとともに、個々の第３のクーラント孔８ｃの開口部の面積は、軸線Ｏに直交する断面における第２のクーラント孔８ｂの最大断面積よりも小さくされている。なお、４つの第３のクーラント孔８ｃの開口部の面積は互いに等しくされている。

さらにまた、図５～図１２に示すように、第２のクーラント孔８ｂの最外周部は、第１のクーラント孔８ａの最外周部よりも軸線Ｏに対する径方向の外周側に位置している。すなわち、第２のクーラント孔８ｂに外接する軸線Ｏを中心とした円筒面の直径は、第１のクーラント孔８ａに外接する軸線Ｏを中心とした円筒面の直径（第１のクーラント孔８ａの直径）よりも大きい。

また、第２のクーラント孔８ｂは、図７～図１２に示すように第１のクーラント孔８ａから離れるに従い軸線Ｏに対する径方向外周側に向かうように第１のクーラント孔８ａと連通している。さらに、第３のクーラント孔８ｃは、第２のクーラント孔８ｂから離れるに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうように第２のクーラント孔８ｂから分岐した後に、上述のように開口部の中心線が軸線Ｏに垂直な平面に沿って延びるように曲折している。従って、第２のクーラント孔８ｂの上記螺旋の中心線と、第１のクーラント孔８ａの中心線（軸線Ｏ）および第３のクーラント孔８ｃの中心線とは、軸線Ｏ方向先端側に向けて鈍角に交差することになる。

さらに、図１８～図２０に示すように軸線Ｏに直交する断面において、第２のクーラント孔８ｂは、切刃部３の直径に対して０．１５倍の直径の軸線Ｏを中心とする円Ｃよりも軸線Ｏに対する径方向の外周側に形成されている。また、第２のクーラント孔８ｂは、切刃部３の外周面と、切屑排出溝４の内壁面と、インサート取付座５のエンドミル回転方向Ｔを向く上記取付座底面５ａおよび取付座壁面５ｂ、５ｃとの間に１ｍｍ以上の間隔をあけている。

さらにまた、第２のクーラント孔８ｂの捩れ角は、切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面に形成された複数のインサート取付座５が並ぶ列の捩れ角よりも小さくされている。この複数のインサート取付座５が並ぶ列の捩れ角とは、例えば各インサート取付座５の取付座底面５ａの軸線Ｏ方向後端側の辺稜部と切刃部３の外周面との交点を繋いだ軸線Ｏ回りに捩れる弦巻線の捩れ角とすればよい。このようなエンドミル本体１は、例えば３Ｄプリンターを用いた積層加工によってエンドミル本体１の原型を形成した後に、ネジ孔５ｄを含めたインサート取付座５等を機械加工によって形成することによって製造することができる。

このように構成された刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体１、およびこのエンドミル本体１に切削インサート６を取り付けた刃先交換式クーラント孔付きエンドミルでは、切屑排出溝４がエンドミル本体１の軸線Ｏ回りに捩れているのに合わせて、シャンク部２の第１のクーラント孔８ａに連通して切刃部３に延びる第２のクーラント孔８ｂが周方向において切屑排出溝４の間に螺旋状に延びているので、直線状のクーラント孔を曲折させて繋ぐ場合のように切刃部３の外周面に開口させることなく、切刃部３の先端部に延長させることができる。

このため、第２のクーラント孔８ｂが切刃部３の外周面に開口していて開口部がシール部材によって塞がれている場合に比べ、クーラントの圧力損失を抑えることができるとともに、切刃部３の剛性や強度を確保することができるので、複数のインサート取付座５が軸線Ｏ方向に並んで切り込み量を大きくした切削加工においても、切刃部３に振動や撓み、損傷が生じるのを防止することができる。また、埋め栓のようなシール部材を必要とすることもないので、劣化等によって埋め栓が外れてクーラントが噴き出すおそれもない。

さらに、この第２のクーラント孔８ｂからは、複数の第３のクーラント孔８ｃが複数のインサート取付座５に向けて開口するように形成されているので、これら複数のインサート取付座５にそれぞれ取り付けられる切削インサート６に向けてクーラントを満遍なく供給することが可能となる。

その一方で、シャンク部２の第１のクーラント孔８ａは、エンドミル本体１の軸線Ｏに沿って形成されているので、シャンク部２の剛性も確保することができる。このため、上記構成のエンドミル本体１および刃先交換式クーラント孔付きエンドミルによれば、加工精度や加工面粗さの向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、個々の第２のクーラント孔８ｂの最大断面積が、第１のクーラント孔８ａの最大断面積よりも小さくされるとともに、個々の第３のクーラント孔８ｃの開口部の面積は、軸線Ｏに直交する断面における個々の第２のクーラント孔８ｂの最大断面積よりも小さくされている。例えば、切刃部３の外径が２５ｍｍ、切刃部３における心厚が１１ｍｍ、第２のクーラント孔８ｂ間の間隔が５．５ｍｍの場合、第１のクーラント孔８ａの最大断面積は２８．３ｍｍ^２、個々の第２のクーラント孔８ｂの最大断面積は１３．０ｍｍ^２、個々の第３のクーラント孔８ｃの開口部の面積は３．３ｍｍ^２とされる。

ここで、同じ量のクーラントを供給した場合、クーラントの圧力損失はクーラント孔の内径の４乗に反比例することが知られているので、このように第１～第３のクーラント孔８ａ～８ｃの順で断面積や開口部の面積を小さくすることにより、クーラント供給の下流側で圧力損失を抑えてインサート取付座５側への第３のクーラント孔８ｃの開口部からのクーラント吐出圧を確保し、切屑の確実な排出や切削インサート６の効率的な冷却を図ることができる。また、クーラント供給の上流側である第１のクーラント孔８ａには、大きなクーラント供給量を確保することができる。

さらに、本実施形態では、第２のクーラント孔８ｂの最外周部が、第１のクーラント孔８ａの最外周部よりも軸線Ｏに対する径方向の外周側に位置させられている。このため、シャンク部２においては第１のクーラント孔８ａの直径が大きくなりすぎるのを防いで剛性をさらに確保することにより、エンドミル本体１の撓みや振動を一層確実に防止することができる。

その一方で、切刃部３においては、第１のクーラント孔８ａからのクーラントの供給圧に加えてエンドミル本体１の回転による遠心力によっても第２のクーラント孔８ｂ内のクーラントを加圧することができ、第３のクーラント孔８ｃへの供給圧を高めることができる。

さらにまた、本実施形態では、第２のクーラント孔８ｂが第１のクーラント孔８ａから離れるに従い軸線Ｏに対する径方向外周側に向かうように第１のクーラント孔８ａと連通させられるとともに、第３のクーラント孔８ｃは第２のクーラント孔８ｂから離れるに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうように第２のクーラント孔８ｂから分岐しており、上述のように第２のクーラント孔８ｂの螺旋の中心線と、第１のクーラント孔８ａの中心線（軸線Ｏ）および第３のクーラント孔８ｃの中心線とが、軸線Ｏ方向先端側に向けて鈍角に交差するように形成されている。

このため、第２のクーラント孔８ｂが第１のクーラント孔８ａと連通する箇所での折れ曲がりや、第３のクーラント孔８ｃが第２のクーラント孔８ｂから分岐する箇所での折れ曲がりを小さくすることができる。従って、本実施形態によれば、このような折れ曲がり箇所におけるクーラントの流れを滑らかにすることができるので、一層効果的に圧力損失を抑えることが可能となる。

また、本実施形態では、軸線Ｏに直交する断面において、第２のクーラント孔８ｂは切刃部３の直径に対して０．１５倍の直径の軸線Ｏを中心とする円Ｃよりも軸線Ｏに対する径方向外周側に形成されており、これによっても切刃部３の剛性を一層確実に確保することができる。ここで、第２のクーラント孔８ｂが上記円Ｃよりも軸線Ｏに対する径方向内周側に形成されていると、切刃部３の軸線Ｏ周辺の肉厚を確保することができなくなって剛性が低下するおそれがある。

さらに、本実施形態では、第２のクーラント孔８ｂが、切刃部３の外周面と、切屑排出溝４の内壁面と、インサート取付座５の取付座底面５ａおよび取付座壁面５ｂ、５ｃとの間に１ｍｍ以上の間隔をあけているので、これら第２のクーラント孔８ｂと、切刃部３の外周面、切屑排出溝４の内壁面、インサート取付座５の取付座底面５ａおよび取付座壁面５ｂ、５ｃとの間に十分な肉厚を確保することができる。すなわち、この間隔が１ｍｍを下回ると、この肉厚が薄くなることによってエンドミル本体１に亀裂が生じるおそれがある。

一方、本実施形態では、第３のクーラント孔８ｃが、第３のクーラント孔８ｃの開口部に向かうに従い、インサート取付座５の取付座底面５ａに向けて、またはこの取付座底面５ａの軸線Ｏに対する径方向外周側への延長面に向けて延びるように形成されている。従って、この取付座底面５ａに着座面を密着させて取り付けられる切削インサート６の着座面とは反対側のすくい面やこのすくい面と側面との交差稜線部に形成される切刃６ａに効果的にクーラントを供給することが可能となる。

また、本実施形態では、第２のクーラント孔８ｂの捩れ角が、切屑排出溝４の複数のインサート取付座５が並ぶ列の捩れ角よりも小さくされているので、螺旋状をなす第２のクーラント孔８ｂの曲率を小さくすることができるとともに、第２のクーラント孔８ｂの全長を短くすることができる。このため、第２のクーラント孔８ｂ内のクーラントの流れを滑らかにすることができ、圧力損失をさらに抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では、第２のクーラント孔８ｂが、切刃部３の先端部において軸線Ｏ方向先端側に向かうに従い断面積が減少するように内径が小さくされているが、第２のクーラント孔８ｂの全体が軸線Ｏ方向先端側に向かうに従い断面積が減少するように形成されていてもよい。これにより、第２のクーラント孔８ｂの全体でクーラントの供給圧を確保することができ、十分な吐出圧で第３のクーラント孔８ｃからクーラントを吐出させることができる。また、第２のクーラント孔８ｂは、全長に亙って一定の内径であってもよい。

さらに、第３のクーラント孔８ｃは、本実施形態では上述のように、第２のクーラント孔８ｂから離れるに従い軸線Ｏ方向先端側に向かうように第２のクーラント孔８ｂから分岐した後、開口部の中心線が軸線Ｏに垂直な平面に沿って延びるように曲折しているが、第２のクーラント孔８ｂから軸線Ｏに垂直な平面に沿って直線状に延びるように形成されていてもよい。

また、第１～第３のクーラント孔８ａ～８ｃは、本実施形態ではそれぞれの中心線に垂直な断面が円形に形成されているが、楕円形等の他の形状とされていてもよい。特に、第３のクーラント孔８ｃを、インサート取付座５に取り付けられた切削インサート６の外周刃とされる切刃６ａが延びる方向に沿った長軸を有する楕円形や長円形に形成することにより、この外周刃とされる切刃６ａに一層効率的にクーラントを供給することが可能となる。

さらに、本実施形態では、切刃部３に２条の切屑排出溝４が形成されているが、切屑排出溝４は３条以上であってもよく、また１条であってもよい。さらにまた、この切屑排出溝４は、軸線Ｏ方向後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔに向かうように捩れる螺旋状であってもよい。

１エンドミル本体
２シャンク部
３切刃部
４切屑排出溝
５インサート取付座
６切削インサート
６ａ切刃
７クランプネジ
８クーラント孔
８ａ第１のクーラント孔
８ｂ第２のクーラント孔
８ｃ第３のクーラント孔
Ｏエンドミル本体１の軸線
Ｔエンドミル回転方向
Ｃ切刃部３の直径に対して０．１５倍の直径の軸線Ｏを中心とする円

Claims

軸線回りにエンドミル回転方向に回転させられる刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体であって、
後端部に上記軸線を中心としたシャンク部を備えるとともに、このシャンク部の先端側には切刃部を備え、
上記切刃部の外周には、この切刃部の先端から後端側に向かうに従い上記軸線回りに捩れる螺旋状の切屑排出溝が形成されるとともに、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面には、切削インサートが着脱可能に取り付けられる複数のインサート取付座が上記軸線方向に並んで列をなすように形成されており、
上記シャンク部には上記軸線に沿って第１のクーラント孔が形成されるとともに、
上記切刃部には、上記第１のクーラント孔と連通して、周方向において上記切屑排出溝の間に螺旋状に延びる第２のクーラント孔と、この第２のクーラント孔から分岐して上記インサート取付座に向けて開口する複数の第３のクーラント孔とが形成されており、
上記第２のクーラント孔は、上記切刃部の外周面と、上記切屑排出溝の内壁面と、上記インサート取付座のエンドミル回転方向を向く取付座底面および該取付座底面から上記切屑排出溝のエンドミル回転方向に延びる取付座壁面との間に１ｍｍ以上の間隔をあけていることを特徴とする刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記軸線に直交する断面において、個々の上記第２のクーラント孔の最大断面積は、上記第１のクーラント孔の最大断面積よりも小さくされるとともに、
個々の上記第３のクーラント孔の開口部の面積は、上記軸線に直交する断面における個々の上記第２のクーラント孔の最大断面積よりも小さくされていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記第２のクーラント孔の最外周部が、上記第１のクーラント孔の最外周部よりも上記軸線に対する径方向の外周側に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記第２のクーラント孔は、上記第１のクーラント孔から離れるに従い上記軸線に対する径方向の外周側に向かうように該第１のクーラント孔と連通していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記第３のクーラント孔は、上記第２のクーラント孔から離れるに従い上記軸線方向先端側に向かうように該第２のクーラント孔から分岐していることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記軸線に直交する断面において、上記第２のクーラント孔は、上記切刃部の直径に対して０．１５倍の直径の上記軸線を中心とする円よりも上記軸線に対する径方向の外周側に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記第３のクーラント孔は、該第３のクーラント孔の開口部に向かうに従い、上記インサート取付座のエンドミル回転方向を向く取付座底面に向けて、または該取付座底面の上記軸線に対する径方向外周側への延長面に向けて延びていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
上記第２のクーラント孔の捩れ角は、上記切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面に形成された複数の上記インサート取付座が並ぶ列の捩れ角よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体。
請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の刃先交換式クーラント孔付きエンドミルのエンドミル本体の上記インサート取付座に、切刃を備えた切削インサートが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする刃先交換式クーラント孔付きエンドミル。