JPH02256412A - エンドミル - Google Patents

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、深溝切削等の重切削に用いて好適なエンド
ミルに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、エンドミルは細長いエンドミル本体の外周と先
端部に外周刃と底刃とを有しており、溝切削等に用いら
れる。しかしながら、エンドミルによる横送り切削では
、外周刃が断続的に切削作用を行うため、工、ンドミル
本体は繰返し衝撃力を受ける。このため、エンドミル本
体にびびり振動が生じ易く、チッピングや加工面精度の
悪化を来すなど多くの問題をかかえていた。

そこで、従来から底刃とこれに連続する外周刃を円周方
向に不等分割に配置したエンドミルが開発されている。

このエンドミルは、底刃を、互いに隣接するものの外周
端縁と軸線とを結んだ半径線どうしのなす中心角のうち
少なくとも１つが他の中心角、と異なるように形成した
ものであり、エンドミル本体の共振作用によるびびり振
動を防止することができるという利点を有している。こ
こで、従来の不等分割型のエンドミルは、その隣接する
底刃の中心角の差が３°程度と比較的小さく設定されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の不等分割型のエンドミルにお
いても、加工する溝が深い場合や高送り切削を行う場合
には、エンドミル本体に作用する多大な切削抵抗のため
びびり振動が発生し易いという問題があった。

すなわち、エンドミル加工におけるびびり振動は、エン
ドミル本体が断続的に受ける衝撃力の振動数と、エンド
ミル本体の固有振動数が一致することにより生じる。不
等分割型のエンドミルは、振動数の異なる複数の衝撃力
を発生させることにより、エンドミル本体に伝えられる
振動を互いに相殺するらのである。ところが、深溝加工
や高送り切削では、エンドミル本体に大きな曲げモーメ
ントが作用するため、エンドミル本体の固有振動数が通
常の切削条件の場合と異なり、エンドミル本体に伝えら
れる振動を相殺し得なくなってしまうのである。

［発明の目的］ この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高送り
切削等の重切削においてもびびり振動の発生を有効に防
止することができるエンドミルを提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明のエンドミルは、チップポケットの回転方向を
向く壁面の先端稜線部に形成される底刃どうしの互いに
異なる中心角どうしの差を５°〜２０°としたことを主
たる特徴とするものである。

［作用］ 上記数値限定は通常の切削条件のみならず重切削におい
てもびびり振動の発生を有効に防止し得る範囲である。

すなわち、本発明者等による多数の実験の結果、底刃の
中心角どうしの差が５°以上であれば、例えば、切削速
度４００ｍ／ｍ　ｉ　ｎ１テーブル送り５００〜１２０
０ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎという極めて過酷な切削条件下であ
ってもびびり振動が発生しないことが確認された。ただ
し、中心角どうしの差が°２０°を上回ると、各切刃の
切込み量の違いが大きくなるため特定の切刃の負担が増
加し、切刃の早期摩耗やチッピングを招来する。

［実施例］ 以下、第１図ないし第６図を参照しながら本発明の一実
施例について説明する。第１図は実施例のエンドミルを
示す側面図である。図中符号ｌはエンドミル本体である
。エンドミル本体ｌは軸線回りに回転させられる円柱状
をなすもので、その外周には４つのねじれ溝（チップポ
ケット）２・・・が形成されている。ねじれ溝２の回転
方向を向く壁面の先端稜線部には底刃３が形成されてい
る。

底刃３は、互いに隣接するものの外周端縁と軸線Ｏとを
結んだ半径線どうしのなす中心角が交互にαまたはβに
なるように配置されており、隣接する中心角の差（β−
α）は５°〜２０°の範囲内とされている。

ここで、ねじれ溝２は、ねじれ角が互いに異なるものが
円周方向へ交互に形成されており、互いに異なるねじれ
角の差は３°〜１２°とされ、そのねじれ角は２０°〜
４０°の範囲で設定されている。ねじれ角が２０°を下
回ると外周刃に作用する切削抵抗が増加してびびり振動
が発生し易くなり、４０°を上回ると、切削抵抗の分力
のうち、先端側へ向かう背分力が大きくなりすぎ、被削
材が浮き上がってしまうからである。

また、ねじれ＃２の回転方向を向く壁面の外周側稜線部
には外周刃４が形成されている。外周刃４も底刃３と同
様に不等分割に配置され、隣接する外周刃４どうしのな
す中心角の差（β−α）は外周刃４の先端では底刃３と
同じ５°〜２０°となっている。しかし、外周刃４の先
端から基端側へ向かうに従って中心角βは漸次小さくな
るとともに中心角αは漸次大きくなり、外周刃４の基端
（有効切刃部分の基端）でαがβよりも大きくなってそ
の差（α−β）が５°〜２０゛となるように変化してい
る。これによって、切削加工時における外周刃４の付加
が軸線方向において均一化されている。

さらに、外周刃４には、ねじれｉｆ、Ｔ　２に沿って一
定間隔にニック５が形成されている。ニック５は、隣接
する外周刃４のものに対して軸線０方向にずらして配置
されており、ニック５によって削り残した部分を隣接す
る外周刃４が切削するようになっている。ニック５は、
第６図に示すように、円周方向から見て円弧状になされ
、幅Ｗが０．５ｍｍ＝１．５ｍｍ、深さＬが０．２５ｍ
ｍ〜０．７５ｍｍとされている。このニック５の寸法は
従来のエンドミルのものよりも大幅に小さくされたもの
で、エンドミルの機械的強度を損なわないように考慮し
たためである。

さらに、軸線０と直交する断面においてエンドミル直径
の９０％の直径を有する円Ｓを描いたときに、この円Ｓ
と外周刃４のすくい面との交点Ｐから外周刃４の外周端
ＢＱに伸ばした線分と、軸線Ｏから外周端縁Ｑに伸ばし
た線分とのなす角度θは５°〜２０＠とされている。角
度θが５°を下回ると切削抵抗が大きくなる一方、２０
°を上回ると外周刃４に欠けが生じ易くなるからである
。

またさらに、エンドミル本体１の先端部には、軸線０部
から外周側へ向けて延在するギャッシュ６が形成され、
ギャッシュ６の回転方向を向く壁面の先端稜線部も底刃
３とされている。このギャッシュ６は、横断面形状が略
Ｖ字状になされ、内周側から外周側へ向かうに従って末
広がりに形成されたもので、底刃３に連続するすくい面
６ａは平坦に形成されている。そして、底刃３のすくい
面のうちねじれ溝２に連続する部分２ａは、ねじれ溝２
に沿って螺旋状をなすねじれ面により構成されており、
外周側の底刃３のすくい角がねじれ溝２のねじれ角に応
じた正角となっている。また、第４図に示すギャッシュ
６の縦断面において、その底部６ｂと軸線０とのなす角
度φは３０°〜６０°に設定されている。角度φが３０
°を下回ると底刃３で生成される切屑が詰まり易くなる
一方、角度φが６０°を上回ると、底刃３のバックメタ
ルが少なくなるからである。さらに、これと同じ理由に
より・、底部６ｂに沿う方向から見て（第５図）、ギャ
ッシュ６のすくい面６ａとこれと向かい合う壁面６ｃと
のなす角度γは３０’〜７５゜とされている。

なお、エンドミル本体１の表面には、ＴｉＣ。

Ｔ　ｉ　Ｃ’Ｎ　、　Ａ　Ｉ　ｔｏ　＊等のコーティン
グ層が形成され、耐摩耗性や耐溶着性が向上されている
。

このように構成されたエンドミルにおいては、底刃３の
中心角の差（β−α）を６°〜１２°と従来の不等分割
型エンドミルよりも大幅に大きくしているから、深溝や
高送り切削等の重切削を行ってもエンドミル本体ｌに伝
えられる振動を確実に相殺することができ、したがって
、びびり振動の発生を有効に防止することができる。

ところで、上記エンドミルのように底刃３の中心角の差
を大きく設定すると、各底刃３と外周刃４の切込み量の
違いが大きくなるため、一部の底刃３等の負担が増加し
、底刃３等が早期に摩耗したりチッピングが発生し易く
なるという心配点がある。しかしながら、上記エンドミ
ルでは、外周刃４に所定の大きさのニック５・・・を形
成し、さらに、外周刃４等のすくい角を大きく設定して
いるから、切削抵抗を小さくすることかできる。これに
よって、早期摩耗等の問題を解消することができるとと
もに、エンドミル本体！に伝えられる振動を確実に相殺
し得ることと相俟って、びびり振動の発生をより確実に
防止することができる。

なお、上記実施例では、底刃３および外周刃４を４つ、
すなわち偶数個形成しているが、第７図および第９図に
示すように奇数個形成しても良い。

このようなエンドミルでは、例えば、溝を掘り進む加工
をする場合に、外周刃の食付きと被削材からの抜けとに
時間的ずれが生じるので、エンドミル本体の共振作用が
生じにくく、よって、びびり振動の発生をさらに有効に
防止することができる。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明のエンドミルでは、チップ
ポケットの回転方向を向く壁面の先端稜線部に形成され
る底刃どうしの互いに異なる中心角の差を５°〜２０°
としているから、高送り切削等の重切舟１においてもび
びり振動の発生を有効に防止することができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はエンドミルを示す側面図、第２図は第１図
の■方向矢視図、第３図は第１図の■−■線断面図、第
４図は第２図の■線断面図、第５図は第４図の■方向矢
視図、第６図はニックを円周方向から見た拡大図、第７
図および第８図は本発明の変形例を示し、それぞれエン
ドミルの軸線方向先端視図である。 ■・・・・・・エンドミル本体、 ２・・・・・・ねじれ苛（チップポケット）、３・・・
・・・底刃、４・・・・・・外周刃、５・・・・・・ニ
ック、６・・・・ギャッンユ、０・・・・・・軸線。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線回りに回転させられる超硬合金またはサーメ
   ット製のエンドミル本体の外周に複数のチップポケット
   が形成され、チップポケットの回転方向を向く壁面の外
   周稜線部に外周刃が形成され、該壁面の先端稜線部に、
   互いに隣接するものの外周端縁と軸線とを結んだ半径線
   どうしのなす中心角のうち少なくとも１つが他の中心角
   と異なる底刃を形成したエンドミルにおいて、互いに異
   なる中心角どうしの差を５°〜２０°としたことを特徴
   とするエンドミル。
2. （２）上記ねじれ溝を、少なくとも一のねじれ角が他の
   ねじれ角と異なるように形成し、かつ、互いに異なるね
   じれ角の差を３°〜１２°としたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載のエンドミル。
3. （３）上記外周刃の互いに隣接するものと軸線とを結ん
   だ半径線どうしのなす中心角のうち互いに異なる大小の
   中心角を、外周刃の先端から基端側へ向かうに従って大
   なる中心角が漸次小さくなるとともに小なる中心角が漸
   次大きくなり、外周刃の基端で中心角の大小関係が先端
   と逆となってその差が５°〜２０°となるように変化さ
   せたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載のエンドミル。
4. （４）上記チップポケットの回転方向を向く壁面の外周
   側稜線部に形成される外周刃に、円周方向から見てほぼ
   円弧状をなし、幅が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、深さが０
   ．２５ｍｍ〜０．７５ｍｍのニックを形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載のエンドミル。
5. （５）前記底刃および外周刃の個数を奇数個としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れかに記載のエンドミル。
6. （６）軸線と直交する断面においてエンドミル直径の９
   ０％の直径を有する円を描いたときに、この円と外周刃
   のすくい面との交点から外周刃の外周端縁に伸びる線分
   と、エンドミル本体の軸線から外周刃の外周端縁に伸び
   る線分とのなす角度を５°〜２０°としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載のエンドミル。
7. （７）底刃のすくい面のうち前記ねじれ溝に連続する部
   分を、ねじれ溝に沿って螺旋状をなすねじれ面により構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項のいずれかに記載のエンドミル。