JPH04128115U

JPH04128115U - ラフイングエンドミル

Info

Publication number: JPH04128115U
Application number: JP4253491U
Authority: JP
Inventors: 由光長島
Original assignee: 日立ツール株式会社
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1992-11-24

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、ラフィングエンドミルにおいてホ
ーニングすることにより、バリや切刃の研削熱による低
硬度部を除去し性能向上を計る。【構成】波状ラフィングエンドミルにおいて、切刃研
削加工後、１０００〜３０００番の砥粒でホーニングを
行い、その後、耐摩耗性硬質物質を被覆し、従って切刃
に微細なバリ、欠け、研削痕、低硬度部などの有害な状
態のままで被覆処理したラフィングエンドミルに比較
し、優れた切削性能を示すものである。さらに高速度鋼
においても、切り刃のチッピング、クレーター損傷の防
止により切り刃の欠損を軽減し、その効果は顕著であ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はラフィングエンドミルの改良に関するもので、さらに詳しくは、実用新案登録願５７−１４３８９７号によって示した切刃部をホーニング処理することにより刃先強化する手法を、波状型のラフィングに応用したものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のラフィングエンドミルは、ハイスを中心にしたソリッド形、超硬合金を使用してロー付形及びＴＡ形が実用化され、この内ソリッド形、ロー付形ラフィングエンドミルは、鋭利な切刃で使用されている。これらは比較的小径に用いられる。これらソリッド、ロー付形ラフィングエンドミルにおいて鋭利な切り刃とする理由は、第１に主たる切刃である外周刃の被削材への食い込みや被削材からの離脱時に、上すべり現象やバリなどを軽減するためであり、次に切刃部とチャック部が離れているために出来るだけ切削抵抗を少なめようとしていたため、などである。

【０００３】このようにラフィングエンドミルとして鋭利な切刃を求めていたにもかかわらず、従来は以下の様な欠点があった。すなわち高速度鋼を工具材料に用いたラフィングエンドミルでは、製造時の切刃の研削条件によるが、通常切刃にバリが残存しやすく、使用初期の切れ味に影響した。また、超硬合金製ラフィングエンドミルでは、超硬合金の改良、特に超微粒子超硬合金の開発に伴って実用上重要な役割をするようになった。超硬合金製ラフィングエンドミルは一般的に鋳鉄系の切削には現在では、ほとんどの場合で用いられているが、鋼系の切削においては、高硬度鋼で本質的に不可能な分野以外はあまり使用されていない。また実際には、ＴＡタイプの切り刃がチッピング等により欠損しても交換できるようにしたかたちとして実用化されているのが現状である。

【０００４】これは、周知の通り超硬合金は高速度鋼に比べ耐摩耗性は優れるものの、未だ靱性に劣り、従って一般の鋼などの切削においては、切刃のチッピングや折損が生じやすいためである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

そのため、本考案者らは高速度鋼のエンドミルにおいてさえ、切削後の切刃損傷状態を詳細に観察すると、鋼切削では主に波状切り刃と切削により生じるクレーター摩耗との最も接近する部分に微細なチッピングが集積された状態より、クラックを生じ、波状切り刃の先端部は正常摩耗（または、こすり摩耗）なのに切り刃全体が欠けてしまうというのが通常である。

【０００６】従来より切削工具のうち、超硬合金製エンドミルではホーニングにより切刃のチッピング防止などを行ない効果を得ていたが、本考案の対象とするラフィングエンドミル類、特にソリッド形においては、あまりにも“鋭利な切刃”が常識化され適用されたことはなかった。さらに、本来鋭利さを要求されている高速度鋼ラフィングエンドミルの切刃は、実質的には、研削後の未使用時のみ鋭利であるとしても過言でなく切削開始とともに、切刃チッピングが生じ条件により数ｍも削れずびびりを生じた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

以上の点に鑑み、実用に供し得る程度のホーニングを予め付与したラフィングエンドミルを前願にて提供したものであるが、本考案は、さらに高速度鋼製エンドミルにおいても、耐摩耗性、耐溶着性などの性質を有する硬質物質を主として切刃に被覆し、さらに性能向上を計ったものである。

【０００８】すなわち、本考案は、すくい面方向の面取り量が逃げ面方向の面取り量の０．５〜２倍であり、かつ、すくい面方向の面取り巾が０．０２〜０．０５ｍｍに切刃部をホーニングし、Ａｌ、Ｓｉ、周期率表第４ａ、５ａ、６ａ族遷移金属の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、および炭化硼素、硬質窒化硼素、硬質炭素さらにこれらの固容体または混合体からなる群のうちから選ばれた１種または２種以上の硬質物質を１層または２層以上の多層で０．２〜２０μｍの厚みで覆されたことを特徴とするラフィングエンドミルである。

【０００９】本考案は刃部母体が高速度鋼で形成されたソリッド形ラフィングエンドミルに適用したときに、より一層の効果がある。特に高速度鋼のなかでもより高硬度を計った粉末高速度鋼に関しては顕著である。

【００１０】請求の限定範囲につき以下実施例をあわせて詳述する。耐摩耗性の向上あるいは、低速切削時の構成刃先などの生成を防止、及び波状切り刃に特有な切り刃が非直線のもので集中するために生じるすくい面クレータ損傷の防止、等の目的として、波状切り刃部分にホーニングを施し、更にＡｌ₂ Ｏ₃、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）Ｃｒ炭化物、ＣＢＮ、ダイヤモンドなど公知の被覆が被覆用硬質物質として本考案にも被覆される。

【００１１】まず、ホーニング形状および量は、波状切り刃部分のため、捻れているのみのエンドミルよりは大幅に狭められる。図１はラフィングエンドミルの切刃ホーニング部の拡大図であり、１はラフィングエンドミル、２はすくい面、３は逃げ面、４はホーニング面を示すもので、曲面状に面取りしたもの、図２は同様に直線的に面取りした後、２と４および３と４の接続部を曲面状に面取りしたものである。

【００１２】すくい面方向の面取り量ａ、逃げ面方向の面取り量ｂについて検討した。外径８および１６ｍｍの４枚刃スクェアー形ねじれラフィングエンドミル（粉末高速度鋼製）を、φ８ラフィングエンドミルのときａ／ｂ＝１／１、２／１となるようブラシ法にて曲面状に面取りし、φ１６ラフィングエンドミルにおいてはａ／ｂ＝２／１では、刃付研削治具と万能工具研削機とにより、直線状に面取り後、ブラシ法で曲面状に面取りしたものを作成した。

【００１３】次にこれらラフィングエンドミルとホーニング処理をしないラフィングエンドミルとをイオンプレーティング法によりＴｉＮを１．２μの厚み（逃げ面部）で被覆した。被削材Ｓ５０Ｃ（ＨＲＣ＝２３）で肩削り、ダウンカットの切削テストを切削油を用いて表１の条件で行なった。その結果を図３に示す。図３の欠損率はチッピングまたは欠損した切刃の長さの合計長さを使用、切刃全長に対する百分率で示したものである。

【００１４】

【表１】

【００１５】 φ８の、ラフィングエンドミルについては、ａ／ｂ＝１／１のホーニングにおいてはホーニング量が２０〜５０μｍで欠損率が低下し、特に２０〜３０μが望ましいことは明らかである。また２／１のホーニング量では２０〜５０μｍで欠損率が低下し、特に２０〜４０μが望ましいことは明らかである。 φ１６のラフィングエンドミルについてはａ／ｂ＝２／１で曲線状に面取りしたものは、約７０μｍがホーニング量の上限であるが、特に４０〜５０μｍのホーニング量で欠損率が低下し顕著な性能で示された。

【００１６】このときの被覆層構造は、前記硬質物質の群から選ばれた１種を被覆したものでも、例えば第１層としてＴｉＮを、第２層としてＡｌ₂Ｏ₃などを被覆した２層構造、さらには第１層と第２層の中間に両者の固溶体層を設け両者の密着性を更に向上させた３層構造のものなどが本考案として効果があるが、被覆層の厚みは、全体として０．２μ以下では効果が少なく、また２０μ以上では、被覆層が剥離しやすい。特に微小切込みを主体とする小径のラフィングエンドミルにおいての被覆厚みは０．３〜２μが望ましい。以下、実施例をもとに詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】

外径１０ｍｍの２枚刃スクウェアー形ねじれラフィングエンドミルを用い、実施例１と同様にして、種々ホーニング形状、量のものを作成し、実施例１とは別のイオンプレーティング法によりＴｉＣＮを０．７〜１μの厚みで被覆した試料および非被覆の試料を作成した。これらを被削材Ｓ５０Ｃ（ＨＲＣ＝２３）で肩削り、ダウンカットの切削テストを切削油を用い、以下条件で行なった。送り＝０．５ｍｍ／ｒｅｖ、軸方向切込み＝２０ｍｍ、半径方向切込み＝２ｍｍ、切削長さ＝３ｍの結果を図３に示す。図中の記号は表２の通りである。

【００１８】

【表２】

【００１９】ａ／ｂの比率およびすくい面ホーニング量の適切な組合わせにより、切刃損傷は著しく低減される被覆ラフィングエンドミルは、ａ／ｂ＝１／１でａ＝３０μ ｍのもの、およびａ／ｂ＝１／２でａ＝５０μｍの２種を行なったが前者は、摩耗量０．０５ｍｍ、後者は、０．０８ｍｍであり、逃げ面のホーニング量を大きくした場合には、耐摩耗性がやや劣る傾向にある。

【００２０】本考案は、硬質物質の被覆のため、逃げ面方向の面取り量がすくい面方向の面取り量の２倍までは効果があるが、これ以上になると波状部の損傷が著しく、また、すくい面方向の面取り量が逃げ面方向の面取り量の２倍までは効果があるがこれ以上では、チッピングを生じやすく、以上のことからすくい面方向の面取り量が逃げ面方向の面取り量の０．５〜２倍とするものである。さらに上記比率において、すくい面方向の面取り量は、０．０２ｍｍ以下では、ホーニングの効果がなくチッピングしやすく、また０．０５ｍｍ以上では、大径のラフィングエンドミルでは、一部効果があるものの一般的には、切削抵抗増により、びびりの原因となるため、すくい面方向の面取り量を０．０２〜０．０５ｍｍとするものである。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、高速度鋼製ラフィングエンドミルにおいても、切刃研削加工後、１０００〜３０００番の砥粒でホーニングすることにより、バリや切刃の研削熱による低硬度部を除去し、その後、耐摩耗性硬質物質を被覆する本考案は、従来のホーニングを行なわず、従って切刃に微細なバリ、欠け、研削痕、低硬度部などの有害な状態のままで被覆処理したラフィングエンドミルに比較し、優れた切削性能を示すものである。さらに、本考案は適切な被覆を施すことにより、クレーター損傷を軽減させたため、特に鋼切削での寿命増効果が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ホーニング処理されたラフィングエン
ドミルの切刃部分拡大断面図であり、曲面状ホーニング
の場合を示す。

【図２】図２は、ホーニング処理されたラフィングエン
ドミルの切刃部分拡大断面図であり、直線状ホーニング
を示す。

【図３】図３は、表１での結果を示す図である。

【図４】図４は、実施例での結果を示す図である。

【図５】図５は、実施例での摩耗状態を示す図である。

【符号の説明】

１ラフィングエンドミル２すくい面３逃げ面４ホーニング面５すくい面方向のホーニング量６逃げ面方向のホーニング量

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】波状切り刃を有する被覆ラフィングエン
ドミルにおいて、その切刃部のホーニングがすくい面方
向の面取り量が逃げ面方向の面取り量の０．５〜２倍で
あり、かつすくい面方向の面取り量が０．０２〜０．０
５ｍｍである事を特徴とするラフィングエンドミル。
【請求項２】実用新案登録請求の範囲第１項による被
覆層が、Ａｌ、Ｓｉ、周期率表第４ａ、５ａ、６ａ族遷
移金属の炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、および炭化
硼素、硬質窒化硼素、硬質炭素さらにこれらの固容体ま
たは混合体からなる群のうちから選ばれた１種または２
種以上の硬質物質を１層または２層以上の多層で０．２
〜２０μの厚みで被覆した事を特徴とするラフィングエ
ンドミル。
【請求項３】実用新案登録請求の範囲第１項における
エンドミルの刃部基体が高速度鋼で形成されたソリッド
形である事を特徴とするラフィングエンドミル。