JPH01135408A - サーメット製エンドミル - Google Patents

サーメット製エンドミル

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JPH01135408A
JPH01135408A JP29343887A JP29343887A JPH01135408A JP H01135408 A JPH01135408 A JP H01135408A JP 29343887 A JP29343887 A JP 29343887A JP 29343887 A JP29343887 A JP 29343887A JP H01135408 A JPH01135408 A JP H01135408A
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JP
Japan
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end mill
cutting edges
cermet
cutting
angle
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Application number
JP29343887A
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English (en)
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Jiro Kotani
小谷 二郎
Kazuyoshi Yoshioka
吉岡 一价
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/003Milling-cutters with vibration suppressing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/20Number of cutting edges
    • B23C2210/203Number of cutting edges four
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/16Cermet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23CMILLING
    • B23C2222/00Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23C2222/28Details of hard metal, i.e. cemented carbide
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2224/00Materials of tools or workpieces composed of a compound including a metal
    • B23C2224/36Titanium nitride

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、優れた切削特性を示すサーメット製エンド
ミルに関するものである。
「従来の技術」 一般に、被切削材に溝加工や段付き加工を施す場合には
、工具本体の外周にその軸線方向に沿って複数条の切刃
が形成された各種のエンドミルが使用されている。
第2図および第3図は、この種のエンドミルのうち、特
にエンドミル本体の外周に上記切刃が−体に形成された
ソリッドタイプと呼ばれるエンドミルを示すものである
このエンドミルlは、高速度鋼やWCC超超硬合金から
なる略円柱状のエンドミル本体2の外周に、複数条(図
では4条)の切刃3・・・か、それぞれ軸線方向に沿っ
て略螺旋状を描くように一体に形成されたものである。
ここで、これら複数条をなす切刃3・・・は、それぞれ
第3図に示すように、上記エンドミル本体2の円周方向
に沿ってこの円周を4等分する等間隔位置に形成されて
いる。また、このエンドミル本体2の先端面には、これ
ら切刃3・・・に連なりかつ各々この先端面の略中心ま
で延びる正面切刃4・・・が形成されている。
そして、上記エンドミル!は、軸線回りに回転されなが
らこの軸線方向またはこの軸線と直交する方向に送られ
ることにより、その切刃3・・・および正面切刃4・・
・でそれぞれ被削材の側面および底面を切削して行く。
ところで、上記エンドミルlを仕上切削等の高速切削に
用いた場合、高速度鋼製のエンドミルlは耐摩耗性不足
が原因で極めて短い使用寿命しか示さず、またWC基超
硬合金製のエンドミル1は十分な耐摩耗性は有するもの
の被削材との耐溶着性に問題があるために比較的短時間
で仕上面粗度が低下し使用寿命に至るという欠点があっ
た。
最近になって上記欠点を解決すべく、TiC1TiN基
サーメットを素材としたエンドミルが提案され、上記高
速度鋼やWCC超超硬合金からなるエンドミルlに比べ
耐摩耗性および耐溶着性に関して良い結果が得られてい
る。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、このようなサーメットからなるエンドミ
ルは、高速度鋼やWCC超超硬合金らなるエンドミル1
に比べ靭性が低く、しかも切刃3・・・がエンドミル本
体2の円周方向に沿って等間隔の位置に形成されている
ために、切削時にこれら切刃3・・・が順次等しい時間
間隔で被加工面に衝撃を与えるとともに、さらにこの衝
撃の反力が一定周期の振動としてエンドミル本体2に作
用してしまい、この一定周期の振動に上記エンドミル本
体2が共振し、これによりエンドミルl自体や上記被削
材にびびりを発生してしまうため、ひいては上記切刃3
・・・の欠損や被加工面の仕上げ面精度の低下を招き、
この結果使用寿命を短くするという問題点があった。
この発明は、上記問題点を解決することをその目的とす
るものである。
「問題点を解決するための手段」 この発明のサーメット製エンドミルは、サーメットの組
成が、 結合相形成成分として CoおよびNiのうち1種または2種:10〜30%、 硬質相形成成分として TiN:10〜40%、TaCおよびNbCのうち1種
または2種:3〜30%、 WCおよびM o x Cのうち1種または2種:5〜
40%、TiC:残り、 からなり、かつエンドミル本体の外周に先端部から基端
部側に向けて互いに平行に延びる複数条の切刃を、上記
エンドミル本体の円周を不等分に分割する位置に、すな
わちエンドミル本体の軸線と垂直な平面において、少な
くとも一の隣接する上記各切刃と上記軸線とを結ぶ線の
なす角度が、他の隣接する上記各切刃と上記軸線とを結
ぶ線のなす角度と異なるように形成したものである。
「作用」 上記構成のサーメット製エンドミルにあっては、サーメ
ットの組成を、 結合相形成成分として CoおよびNiのうち1種または2種;10〜30%、 硬質相形成成分として TiN:10〜40%、TaCおよびNbCのうち1種
または2種:3〜30%、 WCおよびMOICのうち1種または2種:5〜40%
、TiC:残り、とすることによりその靭性を高めると
共に高速度鋼やWCC超超硬合金らなるエンドミルに比
べ耐摩耗性、および、耐溶着性を格段に向上させ、しか
も複数の切刃をそれぞれエンドミル本体の円周を不等分
に分割する位置に形成したので、これら切刃が被加工面
に与える切削による衝撃の間隔が不規則になり、したが
って、エンドミル本体に作用するこの衝撃の反力も不規
則になるためこのエンドミル本体に共振を生じることが
なく、よってエンドミル自体や上記被削材にびびりを発
生することがない。したがって、このびびりに起因する
切刃の欠損や被加工面の仕上げ面精度の低下を招くこと
がない。このような理由により使用寿命を格段に長くす
ることができる。
「実施例」 第1図はこの発明のサーメット製エンドミルの一実施例
を示すものであり、第2図および第3図に示したものと
共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する
第1図に示すサーメット製エンドミルが第2図および第
3図に示すものと異なる部分は、エンドミルの素材を以
下に述べる成分組成のサーメットにした点と、切刃をエ
ンドミル本体2の円周を不等分に分割する位置に形成し
た点である。
すなわち、第1図に示すサーメット製エンドミルは、サ
ーメット組成が結合相形成成分としてCoおよびNiの
うち1種または2種:10〜30%、 硬質相形成成分として TiN:10〜40%、TaCおよびNbCのうち1種
または2種:3〜30%、 WCおよびM o * Cのうち1種または2種:5〜
40%、TiC:残り、としたものである。
ここで、上記Co、Niの成分組成範囲を10〜30%
としたのは、含有量が105未満では、硬質相の含有m
が相対的に多くなりすぎて靭性が低下し、一方30%を
越えて含有させると、逆に硬質相の含有量が少なくなり
すぎ所望の耐摩耗性を確保することができないためであ
る。
また、上記T aCs N bCs W C% Moz
Cは、硬質相の結合相とのぬれ性を向上さ仕ることによ
り、サーメットの耐摩耗性を低下させることなく、靭性
を向上させるためのものであり、これらの成分組成範囲
を上記のように定めたのは、範囲の下限未満では所望の
向上効果を得ることができず、−方上限を越えて含有さ
せると、サーメットの耐摩耗性が劣化するためである。
また、上記サーメットの結合相中にはWおよび/または
Moが合金全体に対し2〜15%固溶してサーメットの
靭性をより高めており、さらにサーメットにAQを0.
01−1%含有させてこのAQを結合相中に固溶させれ
ば結合相の強化すなわちサーメットの靭性をさらに高め
ることができる。
なお、上記硬質相形成成分としてのTiCの一部をZr
Cに置換してもよい。
次に上記サーメット製エンドミルの形状について説明す
る。
このサーメット製エンドミルにおいては、第1図に示す
エンドミル本体2の軸線Oと垂直な平面において、切刃
が上記エンドミル本体2の円周方向に沿ってそれぞれこ
の円周を不等分に分割する位置に形成されている。すな
わち、上記切刃を、それぞれエンドミル本体2の円周方
向に沿って時計回りに順次切刃11a、  I lb、
  11c、  11dとすると、切刃11a、llb
と各々上記軸線0とを結ぶ線のなす角度および切刃11
c、lldと各々上記軸線0とを結ぶ線のなす角度が共
にα、とされ、また上記切刃11b、lieと各々上記
軸線Oとを結ぶ線のなす角度および上記切刃11dS 
11aと各々上記軸線Oとを結ぶ線のなす角度が共に上
記角度α、より大きい角度α、とされている。
ここで、上記角度α1、α、の大きさとしては、これら
角度α、と角度α、との差が5°〜20°の範囲内にな
るように設定することが望ましい。すなわち、上記角度
α1、α1の差が5°に満たないと各切刃間の不等分量
が小さすぎて充分な効果を得ることができず、またこれ
らの差が20°を超えると各切刃に作用する切削抵抗の
アンバランスが大きくなり過ぎて、特に大きな切削抵抗
を受ける切刃の欠損を沼く恐れがあるからである。
しかして、このようなサーメット製エンドミル10にあ
っては、サーメットの組成を、結合相形成成分として coおよびNiのうち1種または2i:l O〜30%
、 硬質相形成成分として TiN:to 〜40%、TaCおよびNbCのうち1
種または2種:3〜30%、 WCおよびMo、Cのうち1種または2種=5〜40%
、T ic :残り、とすることによりその靭性を高め
ると共に高速度鋼やWCC超超硬合金らなるエンドミル
に比べ耐摩耗性、および耐溶着性を格段に向上させ、し
かも切刃11a、  l 1bS11c。
11dをそれぞれエンドミル本体2の円周を不等分に分
割する位置に形成したので、これら切刃11a、llb
、Ilc、lidが被加工面に与える切削時の衝撃の間
隔が不規則になり、したがってエンドミル本体2に作用
するこの衝撃の反力も不規則になるためこのエンドミル
本体2に共振を生じろことがない。したがって、サーメ
ット製エンドミル10自 とがないため切刃の欠1員を招く恐れがなく、加えて被
加工面の仕上げ面精度を向上させることができる。この
ような理由により使用寿命を従来のエンドミルに比べて
格段に長くすることができる。
また、このサーメット製エンドミルlO自体や被削材に
びびりを生じないため、このびびりに起因する上記切刃
の切削抵抗の増加を招くこともなく、よって切削に要す
る機械動力の低減化をも図ることができる。
さらに、第1図において、その切刃長さが一番長くて他
の切刃より大きい切削負荷を受ける切刃11bと、この
切刃11bに先行する切刃11aとのなす角度α1をよ
り一層小さく設定すれば、上記切刃flbに加わる切削
負荷の相対的な低減化を図ることができるため、この結
果エンドミル10全体としての切削バランスを均一にす
ることもできる。
なお、上記実施例においては、軸線0に対して互いに対
向する切刃間のなす角度α1、α,および角度αいα,
を互いに等しい角度に設定したがこれに限るものではな
く、総ての切刃間のなす角度をそれらの最大値と最小値
との差が5°〜20。
の範囲内となるような、互いに異なる角度に設定しても
よい。この場合において、上述したように切刃長さが一
番長い切刃とこれに先行する切刃とのなす角度を小さく
設定すれば全体の切削バランスの均一化という一府優れ
た効果も得ることができる。
「実験例」 次に、実験例を挙げてこの発明のサーメット製エンドミ
ルの効果をより明確にする。
まず、この発明のサーメット製エンドミルを6種類、従
来のエンドミル4を種類、また参考として第1図におけ
るα1およびα,の値に関してはこの発明に合致してい
るが、成分組成に関して異なるエンドミルを4種類用意
した。なお、これらエンドミルは全て外径が20φのも
のである。
そして、これらエンドミルにより、被削材を切削し、そ
れぞれのエンドミルの使用寿命に至る時間(分)と寿命
時のエンドミルの状況を調べ、その結果を次頁の表に示
す。
なお、切削条件は以下の通りである。
被削材:30M440 切削速度:V = 6 0 m/minテーブル送り:
U = 2 0 0 mm/m1n−刀当り送り:5z
=0.04mm/刃切込深さ: 1 0 mm,切削幅
=21以下′余白 表から明らかなようにこの発明のサーメット製エンドミ
ルは従来のエンドミルおよび参考のエンドミルに比べ格
段にその使用寿命が長いことが判る。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明のサーメット製エンドミ
ルによれば、サーメットの組成を、結合相形成成分とし
て CoおよびNiのうち1種または2種:10〜30%、 硬質相形成成分として TiN:10〜40%、TaCおよびNbCのうち1種
または2種:3〜30%、 W CおよびMO1′Cのうち1種または2種:5〜4
0%、TiC:残り、とすることによりその靭性を高め
ると共に高速度鋼やWCC超超硬合金らなるエンドミル
に比べ耐摩耗性、および耐溶着性を格段に向上させ、し
かも複数の切刃をそれぞれエンドミル本体の円周を不等
分に分割する位置に形成したので、エンドミル自体や上
記被削材にびびりを発生することがなく、このびびりに
起因する切刃の欠損や被加工面の仕上げ面精度の低下を
招くことがない。したがって、従来に比べ使用寿命を格
段に長くすることができる。
また、このエンドミルや被削材にびびりを生じない結果
、このびびりに起因する上記切刃の切削抵抗の増加を招
くこともな(、このため切削に要する機械動力の低減化
をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のサーメット製エンドミルの一実施例
を示す正面図、第2図および第3図は従来のエンドミル
の一例を示すものであり、第2図は側面図、第3図は正
面図である。 2・・・・・・エンドミル本体、 !0・・・・・・サーメット製エンドミル、11a、1
 lb、l Ic、] Id−切刃。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)サーメットを素材とし、略円柱状をなすエンドミ
    ル本体の外周部に先端部から基端部側に向けて複数条の
    切刃が互いに平行に形成されてなるサーメット製エンド
    ミルにおいて、 上記サーメットが、 結合相形成成分として CoおよびNiのうち1種または2種:10〜30%、 硬質相形成成分として TiN:10〜40%、TaCおよびNbCのうち1種
    または2種:3〜30%、 WCおよびMo_2Cのうち1種または2種:5〜40
    %、TiC:残り、 からなる組成(以上重量%)を有し、かつ上記切刃を、
    上記エンドミル本体の軸線と垂直な平面において、少な
    くとも一の隣接する上記各切刃と上記軸線とを結ぶ線の
    なす角度が、他の隣接する上記各切刃と上記軸線とを結
    ぶ線のなす角度と異なるように形成したことを特徴とす
    るサーメット製エンドミル。
  2. (2)隣接する上記各切刃と上記軸線とを結ぶ線のなす
    角度の最大値と最小値の差が5〜20°の範囲内である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のサーメ
    ット製エンドミル。
JP29343887A 1987-11-20 1987-11-20 サーメット製エンドミル Pending JPH01135408A (ja)

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