JPH04304918A - End mill - Google Patents

End mill

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JPH04304918A
JPH04304918A JP9156791A JP9156791A JPH04304918A JP H04304918 A JPH04304918 A JP H04304918A JP 9156791 A JP9156791 A JP 9156791A JP 9156791 A JP9156791 A JP 9156791A JP H04304918 A JPH04304918 A JP H04304918A
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JP
Japan
Prior art keywords
angle
peripheral
end mill
range
tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP9156791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Sakai
坂井 茂
Hiroshi Watanabe
浩志 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NS Tool Co Ltd
Original Assignee
NS Tool Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04304918A publication Critical patent/JPH04304918A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/20Number of cutting edges
    • B23C2210/205Number of cutting edges six

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an end mill cutting a high hardness material of HRC 60-70 with excellent efficiency. CONSTITUTION:A rake angle in the diameter direction of an outer peripheral tooth 5 is set in the range of -10 deg.--19 deg. 30' and a relief angle in the range of 15 deg.-23 deg. and a warp angle phi in the range of 35 deg.-45 deg. in the end mill that the outer peripheral tooth 5 is integrally formed with a tool main body 1. A sintered hard alloy equivalent to JIS classification K kind 03-05 is used as the material of the tool main body 1.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、螺旋状の外周刃を備
えたエンドミルに係り、詳しくは高硬度の焼入材料を切
削できるエンドミルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an end mill equipped with a spiral peripheral cutting edge, and more particularly to an end mill capable of cutting hardened materials of high hardness.

【0002】0002

【従来の技術】従来、例えば金型等、高硬度領域(HR
C60〜70程度をいうものとする。)まで焼入処理さ
れた被削材の加工は専ら研削加工や放電加工によって行
われるのが通例であったが、最近では剛性を高めたエン
ドミルを被削材に対して微小量切り込んで切削加工する
ことも試みられている。そして、このような用途に供さ
れるエンドミルとしては、例えば刃部を断面正六角形状
に形成したものなど、外周刃の径方向すくい角を負角と
して刃部の断面積を増大させ、これにより工具剛性を極
力高めるようにしたものが提供されており、この場合の
外周刃の径方向すくい角としては−20゜ を越える負
角に設定されるのが通例であった。
[Prior Art] Conventionally, high hardness areas (HR), such as molds, etc.
It shall be about C60 to 70. ) The machining of workpieces that have been quenched to a level of There are also attempts to do so. In end mills used for such purposes, for example, the blade part is formed to have a regular hexagonal cross section, and the cross-sectional area of the blade part is increased by making the radial rake angle of the peripheral cutting edge a negative angle. Tools that are designed to increase tool rigidity as much as possible are provided, and in this case, the radial rake angle of the peripheral cutting edge is usually set to a negative angle exceeding -20°.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
エンドミルにおいては、外周刃の径方向すくい角を余り
負角側へ大きく設定すると外周刃の切れ味が顕著に劣化
して過剰な切削抵抗が加わり、加工時のエンドミルの倒
れが大きくなる。他方、外周刃の径方向すくい角を余り
小さく設定すると外周刃近傍の剛性が著しく低下してび
びり振動が生じ易くなり、外周刃の欠け、脱落が生じ易
くなる。そして、外周刃に脱落が生じた場合にはもはや
円滑な切削を継続することができなくなる。この発明は
このような背景の下になされたもので、外周刃の切れ味
を過度に劣化させることなく外周刃の強度を確保して高
硬度材料を円滑に切削できるエンドミルを提供すること
を目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such end mills, if the radial rake angle of the peripheral blade is set too large to the negative angle side, the sharpness of the peripheral blade will deteriorate significantly and excessive cutting resistance will be added. , the end mill tilts more during machining. On the other hand, if the radial rake angle of the outer peripheral cutter is set too small, the rigidity near the outer peripheral cutter will be significantly reduced, making chatter vibration more likely to occur, and the outer peripheral cutter will be more likely to chip or fall off. If the peripheral blade falls off, it is no longer possible to continue smooth cutting. This invention was made against this background, and an object thereof is to provide an end mill that can ensure the strength of the peripheral blade without excessively deteriorating the sharpness of the peripheral blade and can smoothly cut high-hardness materials. do.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、発明者は外周刃の径方向すくい角度の適正範囲を探
るべく径方向すくい角が少しづつ異なるエンドミルを複
数本用意し、切削抵抗等を調査した。この結果を表1に
示す。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the inventor prepared a plurality of end mills with slightly different radial rake angles in order to find the appropriate range of the radial rake angle of the peripheral cutting edge, and etc. were investigated. The results are shown in Table 1.

【0005】[0005]

【表1】[Table 1]

【0006】そして、かかる結果より外周刃の切れ味を
過度に損なうことなく刃先を強化できる径方向すくい角
の範囲として−10゜ 〜−19゜ 30’の範囲を見
い出し、さらに、かかる効果を損なわないように、外周
刃の逃げ角を15゜ 〜23゜ の範囲に、捩れ角を3
5゜ 〜45゜ の範囲に設定し、かつ、上記工具本体
の材質としてJIS分類K種03〜05に相当する超硬
合金を使用したものである。
[0006] From these results, we have found a range of radial rake angle of -10° to -19° 30' that can strengthen the cutting edge without excessively impairing the sharpness of the peripheral cutting edge, and furthermore, we have found a range of -10° to -19° 30' that does not impair this effect. As shown, the clearance angle of the peripheral cutter is in the range of 15° to 23°, and the torsion angle is 3.
The angle is set in the range of 5° to 45°, and a cemented carbide corresponding to JIS classification K class 03 to 05 is used as the material of the tool body.

【0007】[0007]

【作用】上記構成によれば、外周刃の径方向すくい角が
従来の−20゜ よりも小さい負角とされているので外
周刃の切れ味が高い。また、逃げ角が15゜ 〜23゜
 とされているので、逃げ角不足による外周刃の早期摩
耗が抑制されるとともに、外周刃の刃先角度も十分確保
されて外周刃の欠けも防止される。さらに、捩れ角が3
5゜ 〜45゜ の範囲とされているので外周刃が確実
に被削材に食い付くことになる。
[Function] According to the above structure, since the radial rake angle of the peripheral cutting edge is a negative angle smaller than the conventional -20°, the cutting edge of the peripheral cutting edge is high. Further, since the clearance angle is set to 15° to 23°, early wear of the peripheral blade due to insufficient clearance angle is suppressed, and a sufficient cutting edge angle of the peripheral blade is ensured to prevent chipping of the peripheral blade. Furthermore, the twist angle is 3
Since the angle is set in the range of 5° to 45°, the peripheral cutting edge will reliably bite into the workpiece.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1〜図4において符号1は工具本体である。 この工具本体1は、JIS分類K種03〜05(JIS
  B  4053)に相当する超硬合金を円柱状に形
成してなるもので、軸線方向後端側に位置するシャンク
2と、軸線方向先端側に位置する刃部3とから構成され
ている。シャンク2は、当該エンドミルを図示せぬ機械
主軸に把持させるためのものである。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIGS. 1 to 4, reference numeral 1 indicates a tool body. This tool body 1 is JIS classification K type 03 to 05 (JIS
It is made of cemented carbide corresponding to B 4053) in a cylindrical shape, and consists of a shank 2 located on the rear end side in the axial direction and a blade portion 3 located on the front end side in the axial direction. The shank 2 is for holding the end mill by a machine main shaft (not shown).

【0009】図1及び図3に示すように、刃部3の外周
部には工具先端及び外周に開口する複数条(図では6条
)の螺旋溝4が形成され、これら螺旋溝4の周方向一端
側には工具軸線Oを中心とする螺旋を描く外周刃5が形
成されている。上記螺旋溝4は、各外周刃5から工具回
転方向(図中矢印A方向)側へ連なるすくい面6と、外
周刃5から工具回転方向反対側へ連なる逃げ面7とを有
してなるもので、すくい面6は外周刃5から工具回転中
心P0側へ向かうに従って、外周刃5と工具回転中心P
0とを結ぶ仮想中心線L1よりも漸次工具回転方向側へ
突出して外周刃5に負の径方向すくい角γを与えている
。そして、この径方向すくい角γとしては、−10゜ 
〜−19゜ 30’の範囲が用いられる。−10゜ よ
りも小さい負角とすると外周刃5の刃先強度が損なわれ
るおそれがあり、他方、−19゜ 30’よりも大きい
負角に設定すると外周刃5の切れ味が過度に劣化するお
それが生じるからである。
As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of spiral grooves 4 (six grooves in the figure) opening at the tool tip and the outer periphery are formed on the outer periphery of the blade 3. An outer circumferential cutter 5 that draws a spiral around the tool axis O is formed at one end in the direction. The spiral groove 4 has a rake face 6 that extends from each peripheral cutter 5 toward the tool rotation direction (direction of arrow A in the figure), and a flank surface 7 that extends from the outer peripheral cutter 5 toward the opposite side of the tool rotation direction. As the rake face 6 goes from the outer peripheral cutter 5 toward the tool rotation center P0, the outer peripheral cutter 5 and the tool rotation center P0
0 and gradually protrudes toward the tool rotation direction side relative to the virtual center line L1 connecting the outer circumferential cutter 5 with a negative radial rake angle γ. This radial rake angle γ is -10°
A range of -19°30' is used. If the negative angle is smaller than -10°, the cutting edge strength of the peripheral blade 5 may be impaired.On the other hand, if the negative angle is set to be larger than -19°30', the sharpness of the peripheral blade 5 may deteriorate excessively. This is because it occurs.

【0010】また、螺旋溝4の逃げ面7は、外周刃5か
ら工具回転方向反対側へ向かって、順次、第1、第2の
逃げ面8、9が形成されてなるものである。第1の逃げ
面8は、外周刃5から離間するに従って工具中心側へ一
定勾配で後退せしめられ、その逃げ角α、すなわち、外
周刃5の接線L2に対する第1の逃げ面8の傾斜角は1
5゜ 〜23゜ の範囲に設定されている。15゜ に
満たないと逃げ角不足による外周刃5の早期摩耗が避け
られず、他方23゜を越えると外周刃5の刃先角が不足
して欠損や脱落が生じ易くなるからである。なお、図中
符号10は第2の逃げ面9とすくい面5とを結ぶ溝底面
であり、工具径方向中心側へ湾曲する曲面状に形成され
ている。
The flank 7 of the helical groove 4 is formed by forming first and second flanks 8 and 9 in sequence from the peripheral cutter 5 toward the opposite side in the tool rotation direction. The first flank 8 is moved back toward the tool center at a constant slope as it moves away from the peripheral cutter 5, and the clearance angle α, that is, the inclination angle of the first flank 8 with respect to the tangent L2 of the peripheral cutter 5 is 1
It is set in the range of 5° to 23°. If it is less than 15 degrees, premature wear of the peripheral cutter 5 due to insufficient relief angle is unavoidable, while if it exceeds 23 degrees, the cutting edge angle of the peripheral cutter 5 is insufficient, making it easy to break or fall off. Note that reference numeral 10 in the figure is a groove bottom surface connecting the second flank surface 9 and the rake surface 5, and is formed in a curved shape that curves toward the center in the tool radial direction.

【0011】さらに上記螺旋溝4のすくい面6の工具軸
線に対する捩れ角は各螺旋溝4の相互間において等しく
、かつ螺旋溝4の先端から後端まで一定とされている。 そして、刃部3の外径も先端から後端まで一定とされ、
これにより、各外周刃5の工具軸線Oに対する捩れ角φ
も先端から後端まで一定でかつ相互に等しくなっている
。ここで、捩れ角φとしては35゜ 〜45゜ の範囲
が好適に用いられる。35゜ に満たないと各外周刃5
の切削抵抗が高くて欠け等を招くおそれがあり、他方4
5゜ を越えると外周刃5の被削材に対する接触長さが
過剰に増加して被削材への食い付き性が劣化し、かつ外
周刃5の摩耗が促進されるからである。
Further, the helical angle of the rake face 6 of the helical groove 4 with respect to the tool axis is equal between each helical groove 4 and constant from the tip to the rear end of the helical groove 4. The outer diameter of the blade portion 3 is also constant from the tip to the rear end,
As a result, the torsion angle φ of each peripheral cutter 5 with respect to the tool axis O
are also constant and equal from the tip to the back. Here, a range of 35° to 45° is preferably used as the twist angle φ. If the angle is less than 35°, each peripheral cutter 5
The cutting resistance of 4 is high and may cause chipping, etc.
This is because if the angle exceeds 5°, the contact length of the peripheral blade 5 with the work material increases excessively, the biting ability of the peripheral blade 5 to the work material deteriorates, and wear of the peripheral blade 5 is accelerated.

【0012】図1、図2及び図4に示すように、刃部3
の先端には上記螺旋溝4に対応してギャッシュ11が形
成され、刃部先端面のギャッシュ11に臨む位置には6
枚の底刃12が形成されている。これら底刃12は、工
具中心から外周側へ向かうに従って工具軸線方向先端側
へ突出せしめられている。そして、底刃12はその外周
側が工具回転方向と反対側へ屈曲せしめられており、こ
れにより底刃12は工具径方向に対して2段の傾斜角κ
1、κ2を有している。また、上記ギャッシュ11の底
面11aは工具外周側へ向かう程工具後端側へ後退し、
その後退角θは15゜ とされている。
As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the blade portion 3
A gash 11 is formed at the tip of the blade corresponding to the spiral groove 4, and a gash 11 is formed at the tip of the blade at a position facing the gash 11.
Two bottom blades 12 are formed. These bottom blades 12 are made to protrude toward the tip side in the tool axis direction as they go from the center of the tool toward the outer circumference. The outer peripheral side of the bottom cutter 12 is bent in the opposite direction to the tool rotation direction, so that the bottom cutter 12 has a two-step inclination angle κ with respect to the tool radial direction.
1, has κ2. Further, the bottom surface 11a of the gash 11 retreats toward the rear end of the tool as it goes toward the outer circumference of the tool,
Its receding angle θ is 15°.

【0013】しかして、以上の構成からなるエンドミル
においては、外周刃5の径方向すくい角γが従来よりも
小さい負角に設定されることによってその切れ味が向上
する一方で、逃げ角αが外周刃の刃先強度を損なわない
範囲に設定され、しかも捩れ角φも外周刃5の切れ味を
損なわない範囲に設定され、さらに工具材質にJIS分
類K種03〜05相当の超硬合金が使用されているので
外周刃5の欠けや脱落を防止しつつ切れ味を向上させて
高硬度材料を効率良く切削できる。
[0013] However, in the end mill constructed as described above, the radial rake angle γ of the peripheral cutting edge 5 is set to a smaller negative angle than the conventional one, thereby improving its cutting quality, while the clearance angle α is It is set within a range that does not impair the strength of the cutting edge of the blade, and the helix angle φ is also set within a range that does not impair the sharpness of the peripheral edge 5, and furthermore, the tool material is a cemented carbide equivalent to JIS classification K class 03 to 05. This prevents the peripheral blade 5 from chipping or falling off, improves sharpness, and efficiently cuts high-hardness materials.

【0014】本発明の効果を明かにすべく、本発明にか
かるエンドミルと従来のエンドミルとを用いて同一条件
で一定時間切削試験を行った後、外周刃の欠損状況を調
査した。その結果を図5及び図6に示す。なお、ここで
使用した本発明に係るエンドミルと従来のエンドミルと
の相違としては、本発明に係るエンドミルの外周刃の径
方向すくい角が−19゜ 、刃数が8枚であるのに対し
て、比較例のエンドミルでは外周刃の径方向すくい角が
−9゜ 、刃数が6枚とされる点のみであり、その他の
寸法は同一に設定した。また、切削条件は同一である。 なお、被削材としては硬度HRC61のものを用いた。
In order to clarify the effects of the present invention, cutting tests were conducted for a certain period of time under the same conditions using an end mill according to the present invention and a conventional end mill, and then the state of damage to the peripheral cutting edge was investigated. The results are shown in FIGS. 5 and 6. The difference between the end mill according to the present invention used here and the conventional end mill is that the end mill according to the present invention has a radial rake angle of -19° and a number of teeth of 8. In the end mill of Comparative Example, the only difference is that the radial rake angle of the peripheral cutter is -9° and the number of teeth is 6, and other dimensions are set to be the same. Moreover, the cutting conditions are the same. Note that the work material used had a hardness of HRC61.

【0015】図5に示すように、本発明に係るエンドミ
ルでは、外周刃5に切屑Cの付着物が散見されるものの
、外周刃自体の欠けや脱落は見あたらない。これに対し
て図6に示すように従来のエンドミルでは外周刃5に大
きな脱落が生じて欠損部20が形成されており、これに
より本発明の優位性が明かとなった。
As shown in FIG. 5, in the end mill according to the present invention, although there are some chips C attached to the peripheral blade 5, no chipping or falling off of the peripheral blade itself is found. On the other hand, as shown in FIG. 6, in the conventional end mill, a large amount of detachment occurred in the outer peripheral cutter 5 and a defective part 20 was formed, which clearly shows the superiority of the present invention.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、外周
刃が一体成形されたエンドミルにおいて、外周刃の径方
向すくい角を−10゜ 〜−19゜ 30’の範囲に、
逃げ角を15゜ 〜23゜ の範囲に、捩れ角を35゜
 〜45゜ の範囲に設定し、かつ、工具の材質として
JIS分類K種03〜05に相当する超硬合金を使用し
たものであるため、外周刃の切れ味を損なうことなく外
周刃の欠け、脱落を防止して高硬度材料を効率良く切削
できるという優れた効果を奏する。
As explained above, the present invention provides an end mill in which the peripheral cutting edge is integrally molded, with the radial rake angle of the peripheral cutting edge being set in the range of -10° to -19° 30'.
The clearance angle is set in the range of 15° to 23°, the helix angle is set in the range of 35° to 45°, and the tool material is made of cemented carbide corresponding to JIS classification K class 03 to 05. Therefore, it has the excellent effect of preventing the peripheral blade from chipping or falling off without impairing the sharpness of the peripheral blade, and enabling efficient cutting of high-hardness materials.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本願発明に係るエンドミルの側面図である。FIG. 1 is a side view of an end mill according to the present invention.

【図2】図1のII方向からの矢視図である。FIG. 2 is a view taken from the direction II in FIG. 1;

【図3】図1のIII−III線における断面図である
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1;

【図4】図1の底刃部分の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the bottom blade portion of FIG. 1;

【図5】本願発明に係るエンドミルで高硬度材料の切削
を一定時間継続したときの外周刃稜の状態を示す拡大図
である。
FIG. 5 is an enlarged view showing the state of the outer peripheral edge when cutting a high-hardness material is continued for a certain period of time with the end mill according to the present invention.

【図6】従来のエンドミルで高硬度材料の切削を一定時
間継続したときの外周刃稜の状態を示す拡大図である。
FIG. 6 is an enlarged view showing the state of the outer peripheral edge when a conventional end mill continues cutting a high-hardness material for a certain period of time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  工具本体 5  外周刃 γ  径方向すくい角 α  逃げ角 φ  捩れ角 O  工具軸線 1 Tool body 5 Peripheral blade γ Radial rake angle α Relief angle φ Torsion angle O Tool axis

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  工具本体の外周部に工具軸線を中心と
する螺旋を描く外周刃が一体成形されてなるエンドミル
において、上記外周刃の径方向すくい角を−10゜ 〜
−19゜ 30’の範囲に、逃げ角を15゜ 〜23゜
 の範囲に、捩れ角を35゜ 〜45゜ の範囲に設定
し、かつ、上記工具本体の材質としてJIS分類K種0
3〜05に相当する超硬合金を使用したことを特徴とす
るエンドミル。
1. An end mill in which a peripheral cutter that draws a spiral around the tool axis is integrally molded on the outer periphery of a tool body, wherein the radial rake angle of the outer peripheral cutter is -10° to -10°.
-19° 30', the relief angle is set in the range 15° to 23°, the helix angle is set in the range 35° to 45°, and the material of the tool body is JIS classification K class 0.
An end mill characterized in that a cemented carbide corresponding to No. 3 to No. 05 is used.
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