JPH04289012A - 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、外周にねじれを有する複数の切れ刃が形成
され、かつ底刃にボール刃状の切れ刃が形成された高硬
度材切削用のボールエンドミルに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の、フライス盤などの工作機械を用いて、鋼材をは
じめ一般材料の曲面を切削するこの種のエンドミルとし
ては、第２図に示すボールエンドミルがある。これらは
一般には仮想円筒上に配置する、ねじれ角θａと正のす
くい角θｒをもつシャープな外周切れ刃と、それに続く
大きな刃溝１４を有し、またその先端には外周切れ刃に
つながるこれに類似形状をもつボール状の底刃を有する
ものである、そのため被削材への切り込みが容易でかつ
切り屑の排出性がよく、きわめて作業性の優れるもので
ある。ここで、切れ刃の刃形は被削材の性質に合わせて
角度を適宜設定して最適形状で使用することができる。

たとえば硬さが高くて被切削性が劣る材料に対しては、
シャープな切れ刃では損耗が激しいうえ、切削中のチッ
ピングが生じやすい。そのため、すくい角θｒや逃げ角
θｃを小さくして切れ刃の強度を上げ、また刃溝を浅く
して工具剛性を高めて切れ刃の損耗を軽減しチッピング
を防止するなど、切れ刃諸元を改善して用いていた。

エンドミルにおいては、とくに高硬度材を切削する場合
は刃数の多いほど工具寿命が長くなることが知られてい
る。したがって刃数を増すことも改善策の一つであった
。さらに被削材の硬さが高くなって切れ味が低下すると
、刃数や切れ刃諸元の改善と同時に切り込み量やその他
の切削条件を下げる方法がとられていた。

高硬度材の切削に際しては工具材料として被削材に対し
て十分な硬さと強度をもつ材料が要求されている。エン
ドミル用工具材料としてはハイス、超硬合金が一般的で
あるが高硬度材用としてはＴｉＮなどの硬質物質をコー
ティングした超硬合金がよく用いられる。しかしこの場
合でも従来刃形のエンドミルに適用すると被削材硬さＨ
ＲＣ５５が切削できる限度があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高硬度材の切削加工に対する期待は多岐の分野で高まり
つつある。しかしながら、たとえば焼入れした工具鋼の
ようにＨＲＣ６０にも達する高硬度材になると、すくい
角、逃げ角あるいは刃数などの切れ刃諸元を工夫しよう
としても、従来形状のエンドミルでは実用にそぐわぬ値
となり、また切削条件を変化させてももはや対応できな
い。

そのため多くの場合は研削加工または放電加工が用いら
れたが、これらは加工速度が遅く加工能率に問題があっ
た。

また切削加工で用いる工具材料について言えば、超高硬
度材用としてセラミックス、ＣＢＮ、ダイヤモンドなど
があるが、これらはきわめて高い硬さをもつものの比較
的もろい性質を示し、断続切削となるエンドミル加工で
は切削中にチッピングを生じやすい。さらに、これらは
被加工性が悪くて工具形状を自由に得られないため、微
小な切削など限られた用途しか利用できないという問題
があった。

〔本発明の目的〕

本発明は以上の欠点をなくし、製作が容易で焼入れ材な
どの高硬度材の曲面仕上げ切削に適当なボール刃のエン
ドミルを提供しようとするものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、切れ刃部の軸直
角断面形状が３角形以上の多角形をなし、各頂点が軸線
方向に作る稜がねじれた切れ刃を形成した高硬度材切削
用エンドミルの先端に、この外周切れ刃と等価の性能を
もつボール刃を設けたものである。

すなわち、外周刃につながる、すくい角が０゜〜−６０
゜のボール刃状の底刃を設けたものである。

この角度は、ボール刃先端に向かうに従って直径が小さ
くなることを考慮して、負に漸減してもよい。

さらにボール刃状の切れ刃は５゜〜３０゜の範囲の逃げ
角をもつよう設定したものである。

また、ボール刃状の切れ刃は、連続している必要はなく
エンドミル直径の１／３ないし１／１０の直径まで伸び
る外周ボール刃と、ボール刃のノーズ中心を通りエンド
ミル直径の１／３ないし１／１０の直径まで延びる中心
ボール刃とを分離していてもよい。

なお、さらに工具材料にＴｉＮなどの硬質物質をコーテ
ィングした超硬質合金を用いて上記の刃形との相乗効果
により高硬度材の切削を可能にするという技術的手段を
講じたものである。

〔作用〕

本発明を第１図で説明する。ボール部切刃の形状をわか
り易くするために、ボール部中心から４５゜方向の切刃
断面を第１図Ｃに示すと、ボール部のすくい角θｒは−
４５゜であり、逃げ角θｃは１２゜である。従って刃物
角θｔは１２３゜となる。第２図に示す従来のボールエ
ンドミルの場合４５゜方向のすくい角θｒは５゜、逃げ
角θｃは１２゜であるため、刃物角θｔは７３゜となる
。

一方、ＨＲＣ６０にも及ぶ高硬度材の切削には刃物角を
９０゜〜１３０゜にすれば、削れるということが同一出
願人の出願になる特願平１−１５７４９９で明らかであ
る。すなわち、本発明のボール部の刃物角もこの範囲内
にあり高硬度材の切削に十分な切刃強度を有している。

ボール部の刃溝深さは、従来のボールエンドミルと同様
中心に向かうほど浅くなるが、仕上げ切削に限れば機能
上の問題はない。さらに、外周刃部の断面形状は第１図
Ｄに示すように６角形であるため断面強度も強く切削時
のびびりも少ないためボール刃の刃先にも振動を与える
ことが少なくなりチッピング等の異常摩耗が抑制できる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である。工具本体の外周部に
は軸直角断面が正６角形を形成し、その先端ボール部は
４５゜方向のすくい角が−４５゜および逃げ角が１２゜
の切刃を有するボールエンドミルである。超硬合金製の
本ボールエンドミルの表面にＴｉＮコーティングを施し
た本発明品と第２図に示す従来の超硬ボールエンドミル
とを硬さＨＲＣ６０に調質した金型材ＳＫＤ１１の切削
で比較した。工具寸法は直径１２ｍｍすなわち半径６ｍ
ｍボール刃のもので切込みを軸方向０．１ｍｍとし乾式
切削で行なった結果を第５図に示す。従来の超硬エンド
ミルでは２．５ｍでボール部の切刃が激しくチッピング
を生じたのに対し、本発明品は５０ｍ切削後も摩耗幅は
０．１５ｍｍと少なかった。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ボール部の切刃強度が高
く工具剛性も優れることから、従来のボールエンドミル
では切削できなかったような焼入れた高硬度金型材の曲
面切削が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは本発明の一実施例を示し、Ａ図
はその正面図、Ｂ図は側面図、Ｃ図はボールの４５゜方
向の刃先断面図Ｄは外周刃部の断面図である。第２図Ａ
、Ｂ、Ｃ、Ｄは従来のボールエンドミルの一例を示す。 第３図Ａ、Ｂ及び第４図Ａ、Ｂは本発明の他の実施例を
示す。第５図は本発明のボールエンドミルと従来のボー
ルエンドミルとの切削比較結果を示す説明図である。 １１……本体　１２……切れ刃稜 １３……底刃　１４……刃溝 θａ……ねじれ角　θｒ……すくい角 θｃ……逃げ角　θｔ……刃物角

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具本体の外周にねじれを有する複数の切
   れ刃が形成され、該切れ刃部の軸直角断面形状が３角形
   以上の多角形をなし、各頂点が軸線方向に作る稜が仮想
   円筒に内接する切れ刃を形成する高硬度材切削用のエン
   ドミルであって、かつ上記切れ刃の先端に円弧状の底刃
   をもつことを特徴とするエンドミル。
2. 【請求項２】底刃がボール刃状であって、その切れ刃の
   刃直角断面で測定したすくい角が０゜〜−６０゜の負の
   値であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   エンドミル。
3. 【請求項３】外周切れ刃をなす稜に繋がり、かつエンド
   ミル直径の１／３ないし１／１０の直径まで延びる外周
   ボール刃と、ボール刃のノーズ中心を通りエンドミル直
   径の１／３ないし１／１０の直径ま延びる中心ボール刃
   とを分離して備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第２項記載のエンドミル。
4. 【請求項４】底刃に、エンドミル半径よりも小さな半径
   のコーナ丸みを設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第３項記載のエンドミル。
5. 【請求項５】工具材料にコーティングを施した超硬質合
   金を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第４項記載のエンドミル。