JPH04217415A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被削材の溝入れ加工
等に用いられるエンドミルに係り、詳しくは切削時のび
びり振動の成長を確実に防止できるエンドミルに関する
。

【０００２】

【従来の技術】被削材の溝入れ加工や肩削り加工などに
用いる切削工具として、従来より軸状をなす工具本体の
外周部に複数の溝部が形成され、これら溝部の工具回転
方向を向く壁面と工具外周面との交差稜線部に外周刃が
形成されてなるエンドミルが知られている。そして、こ
のようなエンドミルでは、通常外周刃が工具先端から後
端まで一定の捩れ角で捩れる螺旋状に形成されており、
しかも各外周刃の捩れ角は互いに等しく定められる。

【０００３】ところで、このようなエンドミルを用いた
切削加工では、切削時にびびり振動が発生して加工精度
が劣化し、ときにはびびり振動が大きく成長して工具の
破損を招くことさえある。かかるびびり振動は、工具の
取付安定性や機械剛性あるいは被削材の剛性の不足に起
因する場合もあるが、工具剛性が不足し、あるいは切刃
形状が切削条件に対して適切でない場合にも起こり得る
ため、工具側でも何等かの対策を施す必要があった。

【０００４】そこで、このようなびびり振動の抑制を図
ったエンドミルとして、例えば複数の外周刃の一部を異
なる捩れ角に形成して振動周期を乱すことによりびびり
振動の低減を図ったものや、外周刃の外周側の逃げ角を
小さくして刃先強度の向上を図ったものが提供されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のエンドミルではいまだびびり振動を抑制する効
果が不十分であり、より一層びびり振動を抑制できるエ
ンドミルの提供が望まれていた。

【０００６】加えて、外周刃の逃げ角を小さくした場合
には逃げ面摩耗の増大が避けられないことから工具寿命
が短くなるという欠点があり、しかも、外周刃の再研磨
時の取り代も大きくなるために再研磨時間が長時間化し
、ひいては再研磨時の熱に起因するサーマルクラックが
外周刃近傍に発生することさえあった。

【０００７】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、外周刃の逃げ角を小さくしなくともびびり振
動の発生を効果的に抑制できるエンドミルを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明のエンドミルは、溝部の工具回転方向を向
く壁面の外周側に、工具本体の外周面と凹曲線を描いて
交差する凹部が当該溝部の長手方向に沿って複数形成さ
れ、これら凹部と工具外周面との交差稜線が上記外周刃
とされ、しかも各溝部の凹部は、工具軸線方向に互いに
ずらして配置されてなるものである。

【０００９】ここで、外周刃の再研磨の容易化を図るに
は上記溝部の上記壁面の内周側に当該溝部の長手方向に
沿って平坦に延びる連続面を形成することが好ましい。

【００１０】また、上記外周刃のラジアルレーキ角は任
意に定めて良いが、工具の切れ味を向上させつつ外周刃
の欠損を防止するためには上記各凹部の後端から先端へ
向かう毎に漸次負角方向へ変化を繰り返す構成とするこ
とが好適である。また、特に外周逃げ面の摩耗を減らす
には外周刃の逃げ角を各凹部の後端から先端に向かう毎
に漸次増加を繰り返す構成とすることが好ましい。

【００１１】さらに、上記外周刃の逃げ角は１５°〜２
２°の範囲に設定することが好ましく、また各凹部の間
に、溝部の長手方向に沿って延びる平坦部を設けること
により外周刃の外径を容易に一致させ得る。

【００１２】

【作用】上記構成のエンドミルによれば、工具軸線方向
の任意位置における外周刃のアキシャルレーキ角が互い
に異なるものとなるので、外周刃から伝達される振動の
周期が不規則に変化して振動が互いに打ち消し合い、こ
の結果びびり振動の成長が阻止される。この場合、特に
外周刃の逃げ角を従来のエンドミルよりも大きく設定す
れば、各外周刃の振動が大きくなってかえって振動打ち
消し効果が高まる。

【００１３】

【実施例】以下、図１ないし図６を参照して、本発明の
一実施例を説明する。

【００１４】図１及び図２において符号１は工具本体で
ある。この工具本体１は、当該エンドミルを保持するた
めの円柱状のシャンク２と、このシャンク２と同軸をな
す刃部３とが一体成形されてなるもので、刃部３の先端
面４に形成された先端逃げ面５と工具後端側へ陥没する
ギャッシュ６の壁面との稜線部には４つの底刃７…が周
方向等間隔をおいて形成されている。なお、これら底刃
７は周方向へ不等間隔に配置しても良い。

【００１５】一方、刃部３の外周部には刃部外周面３ａ
から工具径方向中心側へ陥没し、かつ工具先端面４から
工具後端側へ向かって延びる複数の溝部８…が形成され
ている。これら溝部８は、いずれも工具先端から後端側
へ向かうに従って漸次工具回転方向（図２中の矢印Ａ方
向）と反対方向へ一定の捩れ角で捩れる螺旋溝状に形成
されている。

【００１６】そして、図１及び図３に示すように、各溝
部８の回転方向を向く壁面８ａの外周側には多数の凹部
９が溝部８の長手方向に沿って連続的に形成されている
。これら凹部９は、溝部８の上記壁面８ａと刃部３の外
周逃げ面１０との交差稜線部を工具回転方向と反対方向
へ向かって円弧状に切り欠いて形成されたものであり、
これら凹部９と外周逃げ面１０との交差稜線によって刃
部３の外周には工具先端から後端側へ向かって陥没を繰
り返す４条の外周刃１１が周方向に等間隔をおいて形成
されている。また、上記溝部８の上記壁面８ａの内周側
は凹部９によって切り欠かれることなく残されて、溝部
８の長手方向すなわち溝部８の捩れ方向に沿って平坦に
延びる連続面１２とされている。

【００１７】ここで、図４に示すように、各溝部８に形
成された凹部９は、工具軸線Ｏの方向に等ピッチＰで配
設され、各々の稜線に形成された外周刃１１の曲率半径
Ｒも一定とされている。なお、各凹部９は、工具軸線Ｏ
の方向へ等ピッチＰで配置されるとは限らず不等ピッチ
で配設されることもある。そして、各溝部８の凹部９は
隣接する溝部８の凹部９と工具軸線方向に所定の偏差δ
だけずらして配設されている。なお、上記凹部９のピッ
チＰや外周刃１１の曲率半径Ｒは工具径等に応じて適宜
変更されるものである。また、各凹部９の偏差δはピッ
チＰを溝数４で割った値、すなわちδ＝Ｐ／４とされて
いるが、これに限らず不等分に割り振っても良い。

【００１８】さらに、各外周刃１１のアキシャルレーキ
角は各外周刃１１が円弧状に湾曲するために凹部９の先
端側から後端側に向かうほど減少し、凹部９の先端のア
キシャルレーキ角γＡ１が最大で凹部９の後端のアキシ
ャルレーキ角γＡ２が最小となっている。また、凹部９
の中央部のアキシャルレーキ角γＡ３は、凹部９を形成
しなかったと仮定した場合の外周刃１１ａ（図中２点鎖
線で示す）のアキシャルレーキ角γ０と等しくなってい
る。

【００１９】図３に示すように、上記刃部３の外周逃げ
面１０には、外周刃１１に連なる微小幅のマージン１３
が形成されている。そして、外周逃げ面１０のマージン
１３よりも後方の部分は外周刃１１から周方向へ離間す
るに連れて漸次工具径方向中心側に傾斜する傾斜面状に
形成されている。この外周逃げ面１０の傾斜角、すなわ
ち外周刃１１の外周逃げ角φは従来のエンドミルの逃げ
角よりも大きく設定され、具体的には従来のエンドミル
の外周逃げ角が８°〜１２°の範囲に設定されるのに対
して、本実施例の外周逃げ角φは１５°〜２２°の範囲
に設定されている。なお、本実施例のエンドミルでは、
外周逃げ角φが外周刃１１の先端から後端まで一定とさ
れているが、例えば図５（Ａ）〜（Ｃ）に２点鎖線で示
すように、凹部９の後端側から先端側へ向かって漸次大
きくなるように変化させても良い。

【００２０】さらに、上記外周刃１１のラジアルレーキ
角は、図５に示すように凹部９の後端から先端に向かう
毎に負角方向への変化を繰り返し、凹部９の先端のラジ
アルレーキ角γＲ１が負角方向に最も大きく、凹部９後
端でのラジアルレーキ角γＲ２が正角方向に最も大きく
なっている。このラジアルレーキ角の変化は、凹部９を
削り落とす際の壁面８ａに対する工具の向きを変格させ
ることによって得られるもので、具体的には凹部９を加
工する砥石を、凹部９の後端から先端へ向かうに従って
漸次ラジアルレーキ角が負角側へ変化する方向に傾斜さ
せることによって実現されている。なお、本実施例では
凹部９の先端におけるラジアルレーキ角γＲ１が負角に
、凹部９の後端におけるラジアルレーキ角γＲ２が正角
に設定されているが、これに限らず、凹部９の先端のラ
ジアルレーキ角γＲ１も正角となる範囲で、あるいは凹
部９の後端のラジアルレーキγＲ２も負角となる範囲で
変化させても良いことは勿論である。

【００２１】しかして、以上のように構成されたエンド
ミルにおいては、外周刃１１のアキシャルレーキ角が凹
部９に沿って繰り返して変化し、しかも各溝部８間で凹
部９の軸方向位置が変化しているため、例えば図４のＢ
−Ｂ線上で比較した場合から明らかなように、工具軸線
方向の同一位置における各外周刃１１のアキシャルレー
キ角が一致しないこととなる。従って、外周刃１１から
伝達される振動の周期が不規則に変化し、この結果、振
動が互いに打ち消し合ってびびり振動の成長が抑制され
る。しかも、本実施例では特に外周刃１１の外周逃げ角
φが従来のエンドミルよりも大きく設定されているので
、各外周刃１１から伝達される振動がかえって大きくな
り、この結果、振動の打ち消し合いが一層効果的に発揮
されてびびり振動の抑制が確実に達成され、これに伴っ
て工具送り量を増大させて加工効率の向上を図ることが
できる。

【００２２】また、本実施例では工具軸線方向の同一位
置における各外周刃１１のアキシャルレーキ角が互いに
異なるため、工具が一回転する間に被削材（図示せず）
はアキシャルレーキ角が異なる４種類の外周刃１１によ
って削り取られることとなり、これにより切削状態の品
位が向上する。

【００２３】すなわち、外周刃１１による切削の状況は
アキシャルレーキ角に応じて変化し、アキシャルレーキ
角が大きい程外周刃１１が被削材に食いつきがちに切削
が進行し、反対にアキシャルレーキ角が小さい程外周刃
１１が被削材を押し潰すように切削が進行する。従って
、仮に外周刃１１のアキシャルレーキ角が一定であれば
被削材の加工は、上記切削状態のいずれかに偏ったまま
で単調に進行する。ところが、本実施例ではいずれの外
周刃１１も工具軸線方向に逐次アキシャルレーキ角が変
化しているため、各外周刃１１による切削は、アキシャ
ルレーキ角が大きい場合の切削と小さい場合の切削との
釣り合いが取れた状況で進行し、この結果、加工状態の
品位が向上するのである。

【００２４】さらに、本実施例では外周刃１１のアキシ
ャルレーキ角の変化に応じてラジアルレーキ角をも変化
させているので工具の切れ味を良好に維持しつつ外周刃
１１の欠損を防止できるという効果も得られる。すなわ
ち、外周刃１１の切れ味はアキシャルレーキ角やラジア
ルレーキ角が正角方向へ大きくなるほど向上するが、特
に凹部９の後端側では先端側に比してアキシャルレーキ
角が小さいためにラジアルレーキ角を正角方向に大きく
して切れ味を補う必要がある。ところが、凹部９の先端
側ではアキシャルレーキ角が大きいためにあえてラジア
ルレーキ角を正角方向に大きくしなくとも良好な切れ味
が得られる。そこで、本実施例では、凹部９の先端側に
向かうに従って漸次ラジアルレーキ角を負角方向に変化
させることにより、刃先角を漸次増加させて刃先強度を
向上させ、これにより工具全体として良好な切れ味を確
保すると同時に外周刃１１の欠損も防止しているのであ
る。なお、この場合特に刃先強度が不要であれば、既述
のごとく外周逃げ角φを凹部９の先端側へ向かう程増大
させて逃げ面摩耗を防止することもできる。

【００２５】また、本実施例では外周刃１１の逃げ角φ
が従来のエンドミルより大きいので、外周刃１１の再研
磨時の取り代が減少して再研磨に要する時間が短縮され
る。すなわち、図６に示すように外周刃１１の逃げ角が
従来通りφ０に設定されているときには、すくい面側を
再研磨する場合において、摩耗量Ｗに対して凹部９をＬ
０だけ落として外周刃１１をＰ０まで追い込む必要が生
じるが、外周逃げ角がφの場合には同一摩耗量Ｗに対し
て凹部９をＬ１（Ｌ１＜Ｌ０）だけ落とすことによって
Ｐ１に外周刃１１が形成でき、この結果、再研磨量が大
幅に減少するのである。なお、上記では凹部９を再研磨
する場合を説明したが、外周逃げ面１０側を再研磨する
場合でも同様に再研磨量が減少することは勿論である。 また、本実施例では特に溝部８の壁面８ａの内周側に連
続面１２を残しているので、外周刃１１の再研磨時に連
続面１２を研削盤の刃受け部材と当接させることにより
工具を安定して支持でき、この結果再研磨時の工具の振
れを防止して再研磨の精度を向上させることができると
いう効果をも得られる。

【００２６】さらにまた、本実施例では外周刃１１で生
成される切屑が各凹部９に対応して不連続に成長し分断
されるため、切屑排出性が向上して切屑の噛み込みが減
少するという効果もある。

【００２７】なお、本実施例はあくまで本発明の一実施
例を示すものであり、例えば外周刃１１の数やシャンク
２、底刃７の形状、あるいは凹部９の数等は適宜変更さ
れ得るものである。また、特に本実施例では各凹部９の
連なる部分を、２つの円弧が交差する鋭利な凸部のまま
としているが、これに限らず例えば図７に示すように各
凹部９の間に溝部８の長手方向に延びる平坦部２０を形
成し、この平坦部２０と工具外周逃げ面１０との交差稜
線部によって外周刃１１に溝部８の捩れ方向に延びる部
分を形成しても良い。この場合には各外周刃１１の外径
を容易に一致させることができるという利点がある。ま
た、このような平坦部２０を設けた場合には、平坦部２
０の長さＳを適宜変化させることで各凹部９の工具軸方
向のピッチを任意に変化させることができる。さらに、
本実施例では溝部壁面８ａを周方向に削り込むことによ
って凹部９を形成しているが、本発明はこれに限るもの
でなく、例えば図８及び図９に示すように溝部壁面８ａ
の外周側に凸部２１を形成し、この凸部２１を溝部長手
方向に沿って連続的に円弧状に切り欠くことにより凹部
９を形成しても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
各外周刃のアキシャルレーキ角が凹部の先端から後端に
向かう毎に変化し、しかも工具軸線方向の同一位置にお
ける各外周刃のアキシャルレーキ角が異なるために各外
周刃から伝達される振動が互いに打ち消し合ってびびり
振動の成長が抑制され、特に外周刃の外周逃げ角を従来
のエンドミルより大きくした場合には振動打ち消し効果
を一層高めてびびり振動を確実に抑制し、加工精度を大
幅に向上させることができる。しかも外周刃の逃げ角が
大きく設定される場合には、外周刃の再研磨時の取り代
が減少して再研磨に要する時間が短縮される。

【００２９】加えて、各外周刃のアキシャルレーキ角が
軸線方向に変化しているために、各外周刃による切削状
況が単調に進行しなくなくなり、この結果切削状態が改
善される。

【００３０】また、外周刃のラジアルレーキ角を変化さ
せた場合には工具の切れ味を良好に維持しつつ外周刃の
欠損を防止でき、これに加えて外周刃の外周逃げ角をも
変化させた場合には外周逃げ面の摩耗量を減少させるこ
とができる。

【００３１】さらに、溝部の回転方向を向く壁面の内周
側に連続面を形成した場合には外周刃の再研磨時に連続
面を支持することにより、工具の振れを防止して再研磨
の精度を向上させることができる。そして、溝部長手方
向に隣接する凹部の間に平坦部を形成した場合には、外
周刃の外径を容易に一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のエンドミルの側面図である
。

【図２】図１のＩＩ方向からの矢視図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である
。

【図４】図１に示すエンドミルの外周の展開図である。

【図５】図１の示すエンドミルの凹部の軸直角断面を示
す図で、（Ａ）は図４のＶＡ−ＶＡ線における断面図、
（Ｂ）は図４のＶＢ−ＶＢ線における断面図、（Ｃ）は
図４のＶＣ−ＶＣ線における断面図である。

【図６】図６は外周刃の再研磨時の取り代を説明するた
めの外周刃の軸直角断面図である。

【図７】図７は本発明の他の実施例における外周刃の側
面図である。

【図８】図８は本発明のさらに他の実施例における工具
外周部分の斜視図である。

【図９】図９は図８のＩＸ−ＩＸ線における断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　工具本体 ８　　溝部 ８ａ　　溝部の回転方向を向く壁面 ９　　凹部 １１　　外周刃 １２　　連続面 ２０　　平坦部 γＡ１　　アキシャルレーキ角 γＡ２　　アキシャルレーキ角 γＲ１　　ラジアルレーキ角 γＲ２　　ラジアルレーキ角 φ　　外周逃げ角

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工具本体の外周部に工具先端から後端
   側へ向かって延びる複数の溝部が形成され、これら溝部
   の工具回転方向を向く壁面と工具本体の外周面との稜線
   部に外周刃が形成されてなるエンドミルであって、上記
   各溝部の上記壁面の外周側に、上記工具本体の外周面と
   凹曲線を描いて交差する凹部が当該溝部の長手方向に沿
   って複数形成され、これら凹部と工具外周面との交差稜
   線が上記外周刃とされ、しかも各溝部の凹部は、工具軸
   線方向に互いにずらして配置されていることを特徴とす
   るエンドミル。
2. 【請求項２】　　上記溝部の上記壁面の内周側に、当該
   溝部の長手方向に沿って平坦に延びる連続面が形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
3. 【請求項３】　　上記外周刃のラジアルレーキ角が、各
   凹部の後端から先端へ向かう毎に漸次負角方向へ変化を
   繰り返していることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載のエンドミル。
4. 【請求項４】　　上記外周刃の逃げ角が各凹部の後端か
   ら先端に向かう毎に漸次増加を繰り返すことを特徴とす
   る請求項３に記載のエンドミル。
5. 【請求項５】　　上記外周刃の逃げ角が１５°〜２２°
   の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１ない
   し請求項４のいずれかに記載のエンドミル。
6. 【請求項６】　　上記溝部の長手方向に隣接する上記凹
   部の間に、当該溝部の長手方向に沿って延びる平坦部が
   設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項
   ５のいずれかに記載のエンドミル。