JPH0410970Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、回転中心部から外周に至る略四半
分の円弧をなす切刃が焼結合金からなる複数の切
刃チツプによつて構成されたボールエンドミルに
関する。

［従来の技術］ 従来、この種のボールエンドミルとしては、第
３図および第４図に示すものが提供されている。
これらの図に示すボールエンドミルは、軸線Ｘを
中心として回転せしめられる工具本体１の先端部
に、円弧状をなす切刃２ａ…を有する３つの切刃
チツプ２…を、周方向へ120°をもつて互いに離間
させるとともに、径方向および軸線Ｘ方向へ互い
にずらし、図中二点鎖線で示すように、切刃２ａ
…の回転軌跡が全体としてほぼ四半分の円弧をな
すように配置したものである。そして、各切刃チ
ツプ２は、超硬合金からなる基板３と、CBN焼
結体（超高硬度焼結体）からなるチツプ４とから
構成され、チツプ４の円弧状をなす周縁稜が切刃
２ａとされ、最も軸線Ｘ寄りに配置された切刃チ
ツプ２の切刃２ａの端縁２ｂは、軸線Ｘから径方
向へ僅かに離間せしめられている。

このように構成されたボールエンドミルにおい
ては、CBN焼結体からなるチツプ４に切刃２ａ
を形成しているので、耐磨耗性に優れており、高
速切削に適しているという利点がある。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記のようなボールエンドミルにお
いては、切刃の軸線側端縁に多大なスラスト荷重
が作用し、かつその部分の切削速度が極めて小さ
いため、ボールエンドミルを横送りした際にその
端縁が被削材の壁部に強くこすられる。ところ
が、上記エンドミルでは、切刃がCBN焼結体に
よつて構成されているため、極めて硬い半面靱性
に乏しい。このため、切刃の端縁に上記のような
スラスト荷重が作用したり、被削材の壁部に強く
こすられた場合に、その部分が容易に欠損してし
まうという問題があつた。

この考案は上記事情を考慮してなされたもの
で、CBN焼結体が有する優れた耐磨耗性を保持
しつつ、切刃の軸線側の端縁の欠損を未然に防止
することができるボールエンドミルを提供するこ
とを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この考案は、その目的を達成するために、次の
ような構成としている。すなわち、本考案に係る
ボールエンドミルは、超硬合金からなる切刃チツ
プを工具本体の最も軸線寄りの位置に配置し、超
高硬度焼結体からなる切刃チツプを外周側に配置
したものとしている。

［作用］ 上記構成のボールエンドミルにあつては、切削
速度の速い工具本体の外周側に耐磨耗性に優れた
超高硬度焼結体からなる切刃チツプを配置し、最
も軸線寄りの位置に比較的靱性の高い超硬合金か
らなる切刃チツプを配置しているので、高速切削
を行うことができるのは勿論のこと、切刃の軸線
側端縁に多大なスラスト荷重が作用し、また被削
材に強くこすらてもその部分が欠損することがな
い。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例を第１図および第２
図を参照しながら説明する。

第１図および第２図はこの考案に係わるボール
エンドミルの一実施例を示すものである。この実
施例においても、工具本体５の先端部に、円弧状
をなす切刃６ａ，７ａ，８ａを有する３つの切刃
チツプ６，７，８が、周方向へ120°をもつて互い
に離間するとともに、径方向および軸線Ｘ方向へ
互いにずらし、図中二点鎖線で示すように、切刃
６ａ，７ａ，８ａの回転軌跡が全体としてほぼ四
半分の円弧をなすように配置されている。

上記切刃チツプ６，７，８のうち、工具本体５
の外周側に配置された切刃チツプ７，８は、とも
に超硬合金からなる基板７ｂ，８ｂと、CBN焼
結体（超高硬度焼結体）からなるチツプ７ｃ，８
ｃとから構成され、チツプ７ｃ，８ｃの円弧状を
なす周縁稜が切刃７ａ，８ａとされている。そし
て、切刃チツプ７，８は工具本体５にろう付され
ている。また、最も軸線Ｘ寄りの切刃チツプ６
は、超硬合金からなるものであつて、その円弧状
をなす周縁稜が切刃６ａとされ、切刃６ａの端縁
６ｂを軸線Ｘから径方向へ僅かに離間させた状態
で工具本体５にろう付されている。

ここで、切刃６ａの長さＬは、ボールエンドミ
ルの外径をＤとしたときに、1/10Ｄ〜1/20に設定
するのが望ましい。すなわち、Ｌが1/10Ｄを下回
る場合には、切刃チツプ７の切刃７ａの軸線Ｘ側
端縁における切削速度が遅くなるため、その部分
が被削材の壁部に強くこすられて欠損が生じ易く
なり、Ｌが1/20Ｄを上回る場合には、切刃チツプ
６の切刃６ａの外周側端縁における切削速度が速
くなるため、切刃チツプ６が早期に摩耗してしま
うからである。

上記構成のボールエンドミルにあつては、切削
速度の速い工具本体５の外周側に超高硬度焼結体
を用いた切刃チツプ７，８を配置し、最も軸線Ｘ
寄りの位置に比較的靱性の高い超硬合金からなる
切刃チツプ６を配置しているので、高速切削を行
うことができるのはもちろんのこと、切刃６ａの
軸線Ｘ側端縁に多大なスラスト荷重が作用し、ま
た、その部分が被削材に強くこすらても欠損する
ことがない。

なお、上記実施例では、切刃チツプ６を超硬合
金によつて一体に形成しているが、例えば、第４
図に示すボールエンドミルにおいて、最も軸線寄
りに配置された切刃チツプ２の軸線側の端部を超
硬合金によつて形成し、外周側の端部をCBN焼
結体によつて構成してもよい。また、外周側の切
刃チツプ７，８は、CBN焼結体に限るものでは
なく、WBN焼結体、あるいはダイヤモンド焼結
体等の超高硬度焼結体を用いても上記と同様の効
果を得ることができる。また、切刃チツプを工具
本体にろう付しているが、楔とクランプねじによ
つて着脱自在に装着してもよい。

ここで、本考案の効果を明らかにすべく切削試
験を行つたので以下に説明する。

第１図に示すボールエンドミルと、このボール
エンドミルと同一形状で切刃がすべて同一組成の
CBNで構成されたもの２種類とを用意し、被削
材を同一条件の下で切削して逃げ面摩耗量を測定
した。このときの結果を第５図に示す。なお、本
考案に係るボールエンドミルは本考案品と、比較
例としてのボールエンドミルを比較品１，２とし
て表示する。

ここで、切削条件及び本考案品の具体的材質は
下記の通りである。また、逃げ面摩耗量の値は誤
差を排除すべく本考案品、比較品１，２いずれも
10本づつ試験して平均値を算出した。さらに、第
５図における「欠損」の表示は、切刃チツプの部
分的欠陥によるものを排除するため、一の切刃チ
ツプで３箇所以上欠損が生じた時点で「欠損」と
判断している。なお、比較品１，２の相違は
CBNの組成の相違によるもので、比較品１より
も比較品２の方が靱性が高いものを使用してい
る。

−切削条件− ・ 工具径Ｄ ……30mm ・ 最も軸線寄りの切刃長さＬ ……５mm ・ 切削速度（工具外周部） ……500ｍ／min. ・ 工具送り速度 ……4000mm／min. ・ 工具回転数 ……5300r.p.m. ・ 工具径方向への切込量 ……0.5mm／１パス （ピツクフイード量） ・ 被削材材質 ……鋳鉄 （JIS FC−25相当） ・ 被削材取代 ……14mm ・ 本考案品の材質 超硬合金……超微粒超硬合金 （三菱マテリアル製品名：UF20） CBN……TiC系セラミツクスをバインダに使
用したCBN材 （三菱マテリアル製品名：MB710） −試験結果− 第５図からも明らかなように、すべての切刃チ
ツプがCBNで構成されている比較品１，２では
切削開始後２時間に満たない範囲でチツピングが
頻繁に発生し、靱性の低い比較品１で1.5時間、
靱性のより高い比較品２でも２時間をやや越した
程度で最も軸線寄りの切刃チツプが欠損し、きわ
めて短時間で工具寿命が尽きている。

これに対して、工具の軸線寄りに超硬合金製の
切刃チツプを配置した本考案品では、外周側に配
置されるCBN製の切刃チツプと、最も軸線寄り
の超硬合金製の切刃チツプのいずれにおいても、
切削開始後19時間を経過しても欠損が発生せず、
すべての切刃チツプが継続使用可能であつた。以
上の結果から、本考案品によれば工具外周側に配
置されるCBN製の切刃チツプの優れた切削性能
を十分発揮させて高速切削を行いつつ切刃欠損を
防止して工具寿命を大幅に高め得ることが確認さ
れた。

また、超硬合金製の切刃チツプの逃げ面摩耗量
がCBN製の切刃チツプの２倍程度で収まつてい
ることから、すべての切刃チツプをCBNで構成
した場合に比して各切刃チツプの寿命が大幅に接
近し、工具の経済性が大幅に高まつていることも
明白である。ちなみに、比較品１，２では工具外
周側の切刃チツプがまだ十分使用できるにも拘ら
ず、最も軸線寄りの切刃チツプの寿命が短時間で
尽きるために工具全体も短時間で廃棄せざるを得
ず、きわめて経済性が悪い。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案のボールエンドミ
ルでは、最も軸線寄りの位置に配置された切刃チ
ツプを超硬合金によつて構成し、他の切刃チツプ
を超高硬度焼結体によつて構成しているので、工
具外周側に配置される超高硬度焼結体製の切刃チ
ツプの優れた切削性能を十分に利用して高速切削
を行いつつ、超硬合金製の切刃チツプの高い靱性
を利用して工具軸線寄りの切刃チツプの欠損を防
止し、これにより工具寿命を飛躍的に高めること
ができる。しかも、各切刃チツプをすべて超高硬
度焼結体で構成した場合に比して各切刃チツプの
寿命が大幅に接近するので、工具の経済性も高ま
る。さらに、一部の切刃チツプに、安価かつ加工
性が良い超硬合金を使用しているため、すべての
切刃チツプを高価（材料費で超硬合金の約10倍程
度）かつ加工性が悪い超高硬度焼結体で構成した
場合に比して工具の原料費及び製造費がともに低
下し、この点でも工具の経済性が一層高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示す
図であつて、第１図はボール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図お
よび第４図は従来のボールエンドミルの一例を示
す図であつて、第３図はボールエンドミルを示す
側面図、第４図は第３図の方向矢視図、第５図
は本考案に係るボールエンドミルと従来のボール
エンドミルとを比較した切削試験における切削継
続時間と逃げ面摩耗量との関係を示す図である。 １……工具本体、２……切刃チツプ、２ａ……
切刃、５……工具本体、６，７，８……切刃チツ
プ、６ａ，７ａ，８ａ……切刃。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 軸線を中心として回転せしめられる工具本体の
   先端部に、円弧状をなす切刃が形成された複数の
   切刃チツプを、径方向および軸線方向へ互いにず
   らし、上記切刃の回転軌跡が全体として略四半分
   の円弧をなすように配置してなるボールエンドミ
   ルにおいて、上記切刃チツプのうち最も軸線寄り
   の位置に配置された切刃チツプを超硬合金によつ
   て構成し、他の切刃チツプを超高硬度焼結体によ
   つて構成してなることを特徴とするボールエンド
   ミル。