JPH04275816A - スローアウェイ式エンドミル - Google Patents
スローアウェイ式エンドミルInfo
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- JPH04275816A JPH04275816A JP3035927A JP3592791A JPH04275816A JP H04275816 A JPH04275816 A JP H04275816A JP 3035927 A JP3035927 A JP 3035927A JP 3592791 A JP3592791 A JP 3592791A JP H04275816 A JPH04275816 A JP H04275816A
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- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
- B23C5/109—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft with removable cutting inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/16—Milling-cutters characterised by physical features other than shape
- B23C5/20—Milling-cutters characterised by physical features other than shape with removable cutter bits or teeth or cutting inserts
- B23C5/22—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts
- B23C5/2204—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert
- B23C5/2208—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts
- B23C5/2213—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts having a special shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
- B23C2200/04—Overall shape
- B23C2200/0405—Hexagonal
- B23C2200/0411—Hexagonal irregular
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
- B23C2200/12—Side or flank surfaces
- B23C2200/125—Side or flank surfaces discontinuous
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2200/00—Details of milling cutting inserts
- B23C2200/36—Other features of the milling insert not covered by B23C2200/04 - B23C2200/32
- B23C2200/367—Mounted tangentially, i.e. where the rake face is not the face with largest area
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
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- B23C2210/0407—Cutting angles
- B23C2210/0421—Cutting angles negative
- B23C2210/0428—Cutting angles negative axial rake angle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
- B23C2210/04—Angles
- B23C2210/0407—Cutting angles
- B23C2210/0442—Cutting angles positive
- B23C2210/045—Cutting angles positive axial rake angle
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ねじれ溝に沿って本
体外周に複数個のスローアウェイチップを切刃の回転軌
跡が本体の軸線方向に連続するように装着して構成され
るスローアウェイ式エンドミルに関する。
体外周に複数個のスローアウェイチップを切刃の回転軌
跡が本体の軸線方向に連続するように装着して構成され
るスローアウェイ式エンドミルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のエンドミルは、正ねじれ
(右回転工具は右ねじれ)の溝に沿って本体外周に菱形
のスローアウェイチップを定ピッチで配列してある。図
11にその様子を部分的に示す。菱形のスローアウェイ
チップ25は、正ねじれ溝22の縁部に配置し、底面と
鋭角コーナ側の2側面を座溝23の主座面と側部拘束面
で支え、皿ねじ24で本体21に止着してある。チップ
のすくい面は平面であり、アキシャルレーキ角θは全チ
ップとも同一になっている。
(右回転工具は右ねじれ)の溝に沿って本体外周に菱形
のスローアウェイチップを定ピッチで配列してある。図
11にその様子を部分的に示す。菱形のスローアウェイ
チップ25は、正ねじれ溝22の縁部に配置し、底面と
鋭角コーナ側の2側面を座溝23の主座面と側部拘束面
で支え、皿ねじ24で本体21に止着してある。チップ
のすくい面は平面であり、アキシャルレーキ角θは全チ
ップとも同一になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のこの種のエンドミルは、アキシャルレーキ角が全チッ
プとも同じになっているので、切削時の垂直分力が大き
く、工具振動(いわゆるビビリ)に大きな影響が出てい
る。この振動に関しては、切刃が本体の先端側から喰付
くことなども無視できない影響を及ぼしており、切削性
能の向上に限界を生じさせる結果を招いている。この発
明の第1の目的は、かかる課題を解決することにある。
のこの種のエンドミルは、アキシャルレーキ角が全チッ
プとも同じになっているので、切削時の垂直分力が大き
く、工具振動(いわゆるビビリ)に大きな影響が出てい
る。この振動に関しては、切刃が本体の先端側から喰付
くことなども無視できない影響を及ぼしており、切削性
能の向上に限界を生じさせる結果を招いている。この発
明の第1の目的は、かかる課題を解決することにある。
【0004】また、上述した従来のエンドミルは、チッ
プの配列間隔を狭めると座溝間の壁厚Wが薄くなり、チ
ップの支持安定性が悪化して切刃が欠け易くなる。一方
、座壁の厚みWを厚くすると後続刃による補完切削が必
要なため有効刃数が減って高能率加工が望めず、このよ
うに、切刃の保護と高能率加工が両立しないと云う課題
もある。この発明の第2の目的はかかる課題も併せて解
決することにある。
プの配列間隔を狭めると座溝間の壁厚Wが薄くなり、チ
ップの支持安定性が悪化して切刃が欠け易くなる。一方
、座壁の厚みWを厚くすると後続刃による補完切削が必
要なため有効刃数が減って高能率加工が望めず、このよ
うに、切刃の保護と高能率加工が両立しないと云う課題
もある。この発明の第2の目的はかかる課題も併せて解
決することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明では、第1の目
的を達成するために、円柱状本体の先端外周に複数の逆
ねじれ溝を設け、その溝に沿って本体外周に山形状のす
くい面を持つスローアウェイチップを、山形状すくい面
を構成する2つの面のうち第1の面が正のアキシャルレ
ーキ角、第2の面が第1の面とほぼ等しい角度の負のア
キシャルレーキ角をもつ向きに装着する。
的を達成するために、円柱状本体の先端外周に複数の逆
ねじれ溝を設け、その溝に沿って本体外周に山形状のす
くい面を持つスローアウェイチップを、山形状すくい面
を構成する2つの面のうち第1の面が正のアキシャルレ
ーキ角、第2の面が第1の面とほぼ等しい角度の負のア
キシャルレーキ角をもつ向きに装着する。
【0006】かかるエンドミルは、使用するスローアウ
ェイチップの形状を特定することによって第2の目的も
同時に達成できる。即ち、スローアウェイチップは同一
頂角をもつ山形状側面を相互間距離が等しい3つのノー
ズ間にそれぞれ形成したもの又はその山形状側面を平行
な2側面の両端間に180度背を向けて中心対称に形成
したものとし、略六角形のこのチップを山形状側面の1
つが上記山形状すくい面となる向きに配置し、このチッ
プの底面と正のアキシャルレーキ角のすくい面(第1の
面)に連なるものから数えて1番目と3番目の側面を本
体側の座溝で拘束すると、チップの安定した支持と有効
刃数の増加が可能になる。
ェイチップの形状を特定することによって第2の目的も
同時に達成できる。即ち、スローアウェイチップは同一
頂角をもつ山形状側面を相互間距離が等しい3つのノー
ズ間にそれぞれ形成したもの又はその山形状側面を平行
な2側面の両端間に180度背を向けて中心対称に形成
したものとし、略六角形のこのチップを山形状側面の1
つが上記山形状すくい面となる向きに配置し、このチッ
プの底面と正のアキシャルレーキ角のすくい面(第1の
面)に連なるものから数えて1番目と3番目の側面を本
体側の座溝で拘束すると、チップの安定した支持と有効
刃数の増加が可能になる。
【0007】なお、正、負のアキシャルレーキ角は5度
程度までのずれならばほぼ等しい範囲として許容できる
が、同一角であるに越したことはない。
程度までのずれならばほぼ等しい範囲として許容できる
が、同一角であるに越したことはない。
【0008】
【作用】すくい面が山形状になっていると、切削時に正
、負のアキシャルレーキ角をもつ切刃部に生じる垂直分
力が互いに打ち消されてほぼ0になり、ビビリの抑制に
対して有効に働く。また、山形状の切刃によると切屑厚
みが変化して切削の剪断振動が干渉し合うため、これに
よる消振作用も生まれる。
、負のアキシャルレーキ角をもつ切刃部に生じる垂直分
力が互いに打ち消されてほぼ0になり、ビビリの抑制に
対して有効に働く。また、山形状の切刃によると切屑厚
みが変化して切削の剪断振動が干渉し合うため、これに
よる消振作用も生まれる。
【0009】さらに、逆ねじれ溝に沿ったチップ配列に
より、切刃の喰付が先端側に比べて撓み難い本体の取付
部側(後部側)から開始され、このこともビビリの抑制
に効果を奏する。
より、切刃の喰付が先端側に比べて撓み難い本体の取付
部側(後部側)から開始され、このこともビビリの抑制
に効果を奏する。
【0010】このほか、山形状切刃による切屑は、中凹
状の湾曲した形になり直進性を有するため、すくい面か
らすぐに離れて円滑に排出される。そのため、溶着が少
なく、切削抵抗と切削熱も下がり、すくい面摩耗も減少
する。
状の湾曲した形になり直進性を有するため、すくい面か
らすぐに離れて円滑に排出される。そのため、溶着が少
なく、切削抵抗と切削熱も下がり、すくい面摩耗も減少
する。
【0011】次に、請求項2で特定した略六角形のスロ
ーアウェイチップを用いると座溝の側面拘束部が鋭角の
くさび溝となる。そのため、多方向からチップに働く力
をもれなく受けることができ、また、有効刃数を増やす
ために同列の隣合うチップを充分に近づけても座壁は薄
くならず、不足のない強度が得られる。
ーアウェイチップを用いると座溝の側面拘束部が鋭角の
くさび溝となる。そのため、多方向からチップに働く力
をもれなく受けることができ、また、有効刃数を増やす
ために同列の隣合うチップを充分に近づけても座壁は薄
くならず、不足のない強度が得られる。
【0012】
【実施例】図1乃至図5にこの発明のエンドミルの一具
体例を示す。図に示すように、円柱状本体1の先端側外
周に逆ねじれ溝(図は右回転のエンドミルであるので左
ねじれ溝)2を周方向に定間隔で複数設けてある。そし
て、このねじれ溝にスローアウェイチップ5を嵌め、そ
のチップを中心孔5e(図4参照)に通した皿ねじ4で
本体1に固定してある。
体例を示す。図に示すように、円柱状本体1の先端側外
周に逆ねじれ溝(図は右回転のエンドミルであるので左
ねじれ溝)2を周方向に定間隔で複数設けてある。そし
て、このねじれ溝にスローアウェイチップ5を嵌め、そ
のチップを中心孔5e(図4参照)に通した皿ねじ4で
本体1に固定してある。
【0013】スローアウェイチップ5は、図3及び図4
に示すように、相互間距離が等しい3つのノーズ間に面
5aと5bから成る山形状の側面5cをそれぞれ有して
おり、上面5dと山形状側面5cの交差稜が切刃6とし
て使用される。このチップは側面を上面に鋭角に交わら
せたポジティブ形チップである。
に示すように、相互間距離が等しい3つのノーズ間に面
5aと5bから成る山形状の側面5cをそれぞれ有して
おり、上面5dと山形状側面5cの交差稜が切刃6とし
て使用される。このチップは側面を上面に鋭角に交わら
せたポジティブ形チップである。
【0014】このスローアウェイチップ5は、図3に示
す向き、即ち、面5aがθの正のアキシャルレーキ角を
もつすくい面、面5bがθの負のアキシャルレーキ角を
もつすくい面となる向きに装着される。このときのθの
値は5〜35度が好ましい。山形状側面5cの山の頂角
αを110〜170度にすれば、θはその好数値内に収
まる。
す向き、即ち、面5aがθの正のアキシャルレーキ角を
もつすくい面、面5bがθの負のアキシャルレーキ角を
もつすくい面となる向きに装着される。このときのθの
値は5〜35度が好ましい。山形状側面5cの山の頂角
αを110〜170度にすれば、θはその好数値内に収
まる。
【0015】本体側の座溝3は、スローアウェイチップ
の底面と正のアキシャルレーキ角をもつ面5aに連なる
ものから数えて1番目と3番目の側面5b、5bを支え
るようにしてある。このため、座溝3がβ(<90度)
のくさび角をもつことになり、座壁7の厚みも厚くなっ
てチップの支持安定性が良くなる。また、そのために座
溝間の距離を縮めて隣合うチップを図のように本体軸方
向にlの範囲でオーバラップ配置にすることも可能にな
る。この場合、同列のチップのみで切刃の軌跡が本体の
軸線方向に連続する。このため、後続刃を補完切削にま
わす必要がなく、有効刃数が最大限に増すが、オーバラ
ップ量lがあまり大きいと座壁7の強度に影響する。逆
に少しぐらいなら隣接チップが離間していても有効刃数
には大した影響が出ない。これを考えると、オーバラッ
プ量lは1mm以下、離間量は2mm以下が好ましい。
の底面と正のアキシャルレーキ角をもつ面5aに連なる
ものから数えて1番目と3番目の側面5b、5bを支え
るようにしてある。このため、座溝3がβ(<90度)
のくさび角をもつことになり、座壁7の厚みも厚くなっ
てチップの支持安定性が良くなる。また、そのために座
溝間の距離を縮めて隣合うチップを図のように本体軸方
向にlの範囲でオーバラップ配置にすることも可能にな
る。この場合、同列のチップのみで切刃の軌跡が本体の
軸線方向に連続する。このため、後続刃を補完切削にま
わす必要がなく、有効刃数が最大限に増すが、オーバラ
ップ量lがあまり大きいと座壁7の強度に影響する。逆
に少しぐらいなら隣接チップが離間していても有効刃数
には大した影響が出ない。これを考えると、オーバラッ
プ量lは1mm以下、離間量は2mm以下が好ましい。
【0016】このほか、山形状側面5cの頂角部は、当
該部の刃先強度を上げるためにR面としておくのが望ま
しい。
該部の刃先強度を上げるためにR面としておくのが望ま
しい。
【0017】8は、本体1の最先端に装着する底刃用の
スローアウェイチップである。
スローアウェイチップである。
【0018】本実施例では、図5に示すような対向2辺
に丸みのついた菱形ポジティブチップを使用し、上面8
aと側面8b間の稜と側面8b、8c間の稜で切刃を構
成している。
に丸みのついた菱形ポジティブチップを使用し、上面8
aと側面8b間の稜と側面8b、8c間の稜で切刃を構
成している。
【0019】図6乃至図9は他の実施例である。このエ
ンドミルに用いたスローアウェイチップ15は、平行な
2側面5f、5fの両端間に面5aと5bから成る山形
状側面5cを180度背を向けて形成した形になってい
る。この場合もチップは六角形であり、図9に示すよう
にくさび角βのついた座溝3で底面と2つの側面5f、
5aを支持しているため、図1のエンドミルと同様の作
用、効果が得られる。
ンドミルに用いたスローアウェイチップ15は、平行な
2側面5f、5fの両端間に面5aと5bから成る山形
状側面5cを180度背を向けて形成した形になってい
る。この場合もチップは六角形であり、図9に示すよう
にくさび角βのついた座溝3で底面と2つの側面5f、
5aを支持しているため、図1のエンドミルと同様の作
用、効果が得られる。
【0020】スローアウェイチップ15は、山形状側面
をV形に凹ませて4コーナ使いにしてあるが、2コーナ
を切刃とする形状であってもよい。
をV形に凹ませて4コーナ使いにしてあるが、2コーナ
を切刃とする形状であってもよい。
【0021】18は、底刃用のスローアウェイチップで
あって、上面と側面の交差稜を円弧にし、これを切刃と
している。
あって、上面と側面の交差稜を円弧にし、これを切刃と
している。
【0022】なお、実施例はいずれも一般的な右回転の
エンドミルである。左回転のエンドミルはねじれ溝2を
右ねじれにしてその溝の回転方向後方側のエッジ部に上
述した如きスローアウェイチップを装着すればよい。
エンドミルである。左回転のエンドミルはねじれ溝2を
右ねじれにしてその溝の回転方向後方側のエッジ部に上
述した如きスローアウェイチップを装着すればよい。
【0023】以下に、本発明品と従来品の切削抵抗につ
いての比較実験結果を記す。本発明品は図1に示す形状
のものであって、山形状すくい面のアキシャルレーキ角
θは正負各15度にしてある。また、チップのオーバラ
ップ量lは0.5mmとし、同列のチップのみで切刃の
軌跡が本体軸方向に連続するようにしてある。
いての比較実験結果を記す。本発明品は図1に示す形状
のものであって、山形状すくい面のアキシャルレーキ角
θは正負各15度にしてある。また、チップのオーバラ
ップ量lは0.5mmとし、同列のチップのみで切刃の
軌跡が本体軸方向に連続するようにしてある。
【0024】実験は、50mm径のエンドミルで、厚み
(図10のh)8mmの被削材(S50C)を回転数=
500rpm、送り=0.25mm/刃、径方向切込み
5mmの条件で削り、このときのX分力(送り分力)、
Y分力(背分力)、Z分力(垂直分力)を調べた。図1
0のグラフがそのデータを示している。これから判るよ
うに、本発明品と従来品にはZ分力に明確な差が出てい
る。即ち、従来品はZ分力が一方向にのみ働いているが
、本発明品では互いに打ち消し合う逆向きのZ分力が生
じている。
(図10のh)8mmの被削材(S50C)を回転数=
500rpm、送り=0.25mm/刃、径方向切込み
5mmの条件で削り、このときのX分力(送り分力)、
Y分力(背分力)、Z分力(垂直分力)を調べた。図1
0のグラフがそのデータを示している。これから判るよ
うに、本発明品と従来品にはZ分力に明確な差が出てい
る。即ち、従来品はZ分力が一方向にのみ働いているが
、本発明品では互いに打ち消し合う逆向きのZ分力が生
じている。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、この発明のエンドミ
ルは、スローアウェイチップのすくい面に、正、負ほぼ
等しいアキシャルレーキ角をつけて切削時の垂直分力、
剪断振動を小さくすると共に、ねじれ溝を逆ねじれにし
て切刃の喰付きが撓みの少ない本体の後部側から進行す
るようにしたので、切削中の振動が小さくなって切削性
能が向上する。
ルは、スローアウェイチップのすくい面に、正、負ほぼ
等しいアキシャルレーキ角をつけて切削時の垂直分力、
剪断振動を小さくすると共に、ねじれ溝を逆ねじれにし
て切刃の喰付きが撓みの少ない本体の後部側から進行す
るようにしたので、切削中の振動が小さくなって切削性
能が向上する。
【0026】特に、チップ形状を略六角形にし、くさび
角のついた座溝でこれを受けるようにしたものは、チッ
プの支持安定性の確保と有効刃数の増加の両立も同時に
実現できるため高速、高送りの加工が可能となり、加工
能率の向上、加工コストの削減等につながると云う効果
がある。
角のついた座溝でこれを受けるようにしたものは、チッ
プの支持安定性の確保と有効刃数の増加の両立も同時に
実現できるため高速、高送りの加工が可能となり、加工
能率の向上、加工コストの削減等につながると云う効果
がある。
【図1】実施例の側面図
【図2】図1のエンドミルの正面図
【図3】図1のエンドミルのチップ配列を展開して示す
図
図
【図4】図1のエンドミルに用いた外周スローアウェイ
チップの斜視図
チップの斜視図
【図5】図1のエンドミルに用いた先端スローアウェイ
チップの斜視図
チップの斜視図
【図6】他の実施例の側面図
【図7】図6のエンドミルの正面図
【図8】図6のエンドミルのチップ配列を展開して示す
図
図
【図9】図6のエンドミルに用いた外周スローアウェイ
チップの斜視図
チップの斜視図
【図10】切削抵抗の比較実験データを示す図
【図11
】従来のエンドミルの一部を示す図
】従来のエンドミルの一部を示す図
1、21 本体
2 逆ねじれ溝
3、23 座溝
4、24 皿ねじ
5、8、15、18、25 スローアウェイチップ5
a、5b、5f、8b、8c 側面5c 山形状側
面 5d、8a 上面 6、26 切刃 7 座壁 22 正ねじれ溝 θ アキシャルレーキ角 α 山の頂角 β 座溝3のくさび角
a、5b、5f、8b、8c 側面5c 山形状側
面 5d、8a 上面 6、26 切刃 7 座壁 22 正ねじれ溝 θ アキシャルレーキ角 α 山の頂角 β 座溝3のくさび角
Claims (3)
- 【請求項1】 円柱状本体の先端外周に複数の逆ねじ
れ溝を設け、その溝に沿って本体外周に山形状のすくい
面を持つスローアウェイチップを、山形状すくい面を構
成する2つの面のうち第1の面が正のアキシャルレーキ
角、第2の面が第1の面とほぼ等しい角度の負のアキシ
ャルレーキ角をもつ向きにして所定ピッチで配列し、本
体側の座溝部に着脱自在に装着してあるスローアウェイ
式エンドミル。 - 【請求項2】 上記スローアウェイチップは、頂角が
110〜170度の範囲内にある同一形状の山形状側面
を相互間距離が等しい3つのノーズ間にそれぞれ形成し
たもの又はその山形状側面を平行な2側面の両端間に1
80度背を向けて中心対称に形成したものとし、略六角
形のこのチップを山形状側面の1つが上記山形状すくい
面となる向きに配置し、このチップの底面と正のアキシ
ャルレーキ角のすくい面(第1の面)に連なるものから
数えて1番目と3番目の側面を本体側の座溝で拘束する
ようにしてある請求項1記載のスローアウェイ式エンド
ミル。 - 【請求項3】 同一ねじれ溝に沿うスローアウェイチ
ップを、隣合うものが本体の軸方向に1mm以下の範囲
でオーバラップするか又は2mm以下の範囲で離間する
状態に配列した請求項2記載のスローアウェイ式エンド
ミル。
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