JPH0451928Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、ボールエンドミルに関し、特に点接
触のみで被削材の切削を行うことにより、被削材
との接触面積を減少させ、重切削を可能とすると
共に、広範囲の回転数において対応させ、生産性
と加工精度とを著しく向上し、さらに被削材に対
する汎用性を著しく拡大することができ、加工範
囲を拡大し、これによつて加工性と、生産性を大
幅に向上させ得るボールエンドミルに関するもの
である。

〈従来の技術〉 従来より、金型の彫込等にボールエンドミルが
使用されているが、主に切刃形状に起因して、生
産性、加工精度および被削材に対する汎用性の点
で不満足な点があつた。

すなわち、第３図に良く示されているように、
従来のボールエンドミルａの底切刃ｂは、その曲
率半径ｒが、主に加工上の理由から、ボールエン
ドミルａの直径Ｄに比して約100％以上あり、比
較的大きく形成されている。

このため、被削材に対する切込みが底切刃ｂの
始端から終端にかけて比較的早く移行し、同刃ｂ
に衝撃荷重が作用することになる。従つて、チツ
ピングを生じ安く、しかも重切削を行うのが不可
能であるという欠点がある。

また、底切刃ｂの曲率半径ｒが大であることか
ら、同刃ｂと被削材との接触が線接触状態とな
り、接触面積が大きいため、切削拡大が大となる
欠点がある。

さらに、同刃ｂの曲率半径が大であるため、同
刃ｂと被削材との接触面積が大であることと相俟
つて、切屑が同刃ｂに押付けられるようになり、
切屑切削抵抗が大であるばかりでなく、切屑の排
出が流れ難く、切屑がスムースに行われ難いとい
う欠点がある。

従つて、これらの欠点に起因して、切削速度が
低く抑制されるため、生産性が低いばかりでな
く、切削面の加工精度も不良であるという問題点
がある。

そこで、これらの問題点を解消するものとし
て、外周部の切刃曲線より中心部の切刃曲線の方
を大きな曲率半径に形成したものが提案された
（実公昭58−35366号）。しかし、これは該切刃の
曲線は点接触を意識したものでなく、切刃の外周
部では直線状態にある等被削材との接触が線接触
状態にあるため、大なる切削抵抗によつて低生産
性となることや、切屑排出性不足に起因する切刃
への切削切断用切欠きの設定が必要となる等の問
題点がある。

また、このようような問題点を解決するものと
して、ボールエンドミルの先端部における切刃の
底面視形状を円弧状に形成したものが提案された
（実開昭60−100111号公報）。しかし、該切刃は周
切刃がボールエンドミルの先端部にまで延伸され
た底切刃と周切刃とが一体に形成されたものであ
る為、該切刃の曲率半径が大なるものに限定され
た。従つて、該切刃は、被切削材との接触面積が
大となり、上記従来技術の問題点が依然として解
消されないものであつた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 このような従来技術の欠点に鑑み、本考案の主
な目的は、切削抵抗を著しく減少させ、切削性を
向上させて切削速度を向上させ、さらに切屑の排
出性を高め、送り量を増大化させ、重切削を可能
として加工範囲を拡大することができ、しかも広
範囲の回転数において対応でき、これによつて生
産性が高く、しかも、加工精度に優れ、また被削
材に対する汎用性を著しく拡大することができ、
さらに工具寿命を伸長化し得るボールエンドミル
を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、ボールエ
ンドミル本体の先端部に底切刃が設けられている
と共に、同本体の外周から先端部にかけて周切刃
が設けられているボールエンドミルにおいて、底
切刃の形状が被削材に点接触しながら該被削材を
切削可能な曲率半径をもつ回転方向に凸なる円弧
状に形成され、かつ該曲率半径が、底面視におい
てボールエンドミル本体の直径の約25％〜75％
（1/4〜3/4）の範囲であつて、底切刃の始端から
終端までの全長にわたつて略一定であり、かつ底
切刃の回転方向最先端部（頂点）が、ボールエン
ドミル本体２の直径の1/2円の近傍に位置し、さ
らに底切刃の終端間の距離がボールエンドミル本
体の直径の約80％付近にあり、しかも円弧状に形
成された底切刃の始端と終端とが、軸中心からの
同一の放射線上にあることを特徴とするボールエ
ンドミルを提供することにより達成される。

〈作用〉 このように、被削材に対して点接触しながら切
削可能な曲率半径を持つ円弧状に底切刃を形成す
ることにより、ボールエンドミルを用いて点接触
のみで被削材の切削を行うことになり、該切刃と
被削材との接触面積を微少化することにより、切
削抵抗が激減して、切削時に同刃に加わる衝撃荷
重が激減して、チツピングが阻止される。このた
め、切削性が向上して切削速度が向上し、さらに
切屑の排出性が高められ、送り量が増大化し、重
切削が可能となり加工範囲が拡大することにな
る。

しかも、広範囲の回転数において対応できるよ
うになり、切削抵抗も著しく減少し、また切屑の
排出の流れもスムースになる。この結果、被削材
に対する汎用性を著しく拡大することができると
共に、生産性が大幅に上昇し、しかも加工精度が
著しく優れたものとなり、さらに工具寿命が大幅
に伸長化する。

さらに加えて、底切刃の終端をボールエンドミ
ル本体の外周まで延伸することなく、底切刃の終
端間の距離がボールエンドミル本体の直径の約80
％付近にあるように構成した為、底切刃の終端が
ボールエンドミル本体の外周まで延伸されている
場合に比して、底切刃の始端と終端との周速の差
が可及的に短縮され、底切刃全体に加わる荷重が
減少するばかりでなく、底切刃各部に加わる荷重
の差が小さくなり、底切刃に作用する応力が減少
する。この為、工具寿命が伸長化されると共に、
工具交換の機会が著しく減少するから、生産性が
向上する。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して、本考案を特定の
実施例について詳述する。

第１図〜第２図は、ボールエンドミル１は、後
端にシヤンク２を有するボールエンドミル本体３
の先端部４が半球状に形成されている。

該先端部４には、底切刃用チツプポケツト５と
周切刃用チツプポケツト６とが、底面視において
交叉方向に夫々一対づつ相対向して設けられてい
る。

該底切刃用チツプポケツト５の回転方向後側に
は、底切刃用チツプ７がロー付等の手段により固
着され、また上記周切刃用チツプポケツト６の回
転方向後側には、周切刃用チツプ８がロー付等の
手段により固着されされている。

該底切刃用チツプ７は、回転方向先端に底切刃
９を有している。

該底切刃９は、底面視において、始端９ａが回
転中心（軸中心）付近にあつて、被削材に点接触
しながら同材を切削可能な曲率半径Ｒの円弧状に
形成され、しかも、同半径Ｒが円弧の全長にわた
つて略同一である回転方向に凸なる曲線に構成さ
れている。さらに、同刃９は、その始端９ａと終
端９ｂとが、軸中心からの同一の放射線上にあ
り、かつ該終端９ｂ間の距離Leがボールエンド
ミル本体３の直径Ｄの約80％付近にあり、しかも
ボールエンドミル本体３の直径Ｄの1/2円の近傍
に、同刃９の回転方向最先端部（頂点）が位置す
る円弧状に形成されている。上記曲率半径は、ボ
ールエンドミル本体３の直径Ｄの約25％〜75％
（1/4〜3/4）の範囲で選択すればよく、これは被
削材の材質と底切刃９の材質、その他の条件によ
つて変化させればよい。

一方、前記周切刃用チツプ８は、先端に周切刃
１０を有している。

該周切刃１０は、底面視において始端１０ａ間
の距離Lrがボールエンドミル本体３の直径Ｄの
約70％付近にあつて、終端１０ｂがボールエンド
ミル本体３の外周上に於て、始端１０ａを通る軸
中心からの放射線より回転方向後方に位置し、第
１図に良く示されているように、側面視において
終端１０ｂが始端１０ａより後方に位置する右捩
れ角（正の掬い角）に形成されている。

従つて、底切刃９の終端部と周切刃１０の始端
部とは、夫々回転軌跡上において、ボールエンド
ミル本体３の直径Ｄの約５％ずつ放射方向にオー
バラツプ（Lo）した状態に形成されている。

上記底切刃用チツプ７と周切刃用チツプ８の材
質としては、タングステンカーバイド（WC）を
主成分とした超硬合金が好適であるが、被削材の
材質その他の条件により、このほか高速度鋼（ハ
イス）、サーメツト、セラミツクその他の材質の
中から適宜選択すればよい。

また、本実施例においては、これらのチツプ
７，８がボールエンドミル本体３にロー付にて固
着されたものについて示したが、該チツプ７，８
は、同本体３にクランクボルト等により着脱自在
に設けたもの（スローアウエイタイプ）であつて
もよい。

さらに、本実施例においては、底切刃９と周切
刃１０とが夫々２枚刃の形式のものについて適用
したが、それら切刃９，１０が一枚刃の形式のも
のや、３枚刃以上の多刃形式のものにも適用でき
るものである。

また、本実施例においては、各底切刃９相互が
同一曲率半径Ｒのものについて適用したが、該各
切刃９の曲率半径Ｒが前記条件を充足するものな
らば、相互に異なる曲率半径のものであつてもよ
い。

さらに、本実施例においては、底切刃９の始端
９ａがボールエンドミル本体３の軸中心から僅か
に離隔したものについて適用したが、同軸中心に
一致するものでもよい。

また、本実施例においては、各周切刃９がボー
ルエンドミル本体３の軸中心に対して点対称に形
成したものについて適用したが、同軸中心に対し
て偏心させて形成したものであつてもよい。

更に、本実施例に於ては、底切刃９の終端９ｂ
がボールエンドミル本体３の直径Ｄの内側に位置
するものについて示したが、該終端９ｂが該本体
３の外周まで延伸されたものにも適用することが
できる。

次に、本実施例の実施例について説明する。

従来例と本実施例との比較切削試験は、堅型フ
ライス盤により、次の工具仕様と被削材仕様とに
より行つた。

(1) 工具仕様 ボールエンドミルの直径 ：Ｄ＝50mm 従来例の曲率半径 ：ｒ＝50mm 本実施例の曲率半径 ：Ｒ＝25mm 底切刃始端と軸中心との距離 ：１＝１mm 底切刃形式 ：２枚刃形式 周切刃形式 ：２枚刃形式 底切刃用チツプの取付 ：ロー付固着 底切刃用チツプの材質 ：超硬合金M20 (2) 被削材仕様 材質 ：FC−25 上記切削試験の結果は、次の通りである。

切削速度 送り 切削抵抗 （ｍ／min） （mm／rev） 本実施例 156 536 0.65 従来例 80 400 １ 上記切削試験の結果より、本実施例のものは、
従来例のものに比べて、切削時に受ける衝撃が少
なく、かつ切削抵抗も減少し、しかも切屑の排出
もスムースであることが判明した。この結果、何
等不具合を生ずることなく、切削速度と送り量を
顕著に高めることができ、しかも工具寿命を大幅
に伸長させることができ、かつ切削面の加工精度
を著しく向上させることができる。

〈考案の効果〉 このように本考案によれば、底切刃の形状を特
定の円弧状としたため、被削材に対して点接触し
ながら切削することにより、該切刃と被削材との
接触面積が微少となり、切削抵抗が激減して、切
削時における切刃に加わる荷重が減少し、衝撃荷
重を回避することができ、広範囲の回転数におい
て対応でき、さらに切削抵抗の減少による重切削
の可能化によつて、被削材に対する汎用性を著し
く拡大することができる利点がある。

また、これによつて、切屑の排出を円滑化する
ことができる。この結果、チツピングの発生を阻
止して工具寿命を伸長化すると共に、工具交換を
せずに鋼材や鋳鉄等の幅広い範囲の被削材を切削
することができる利点がある。

さらに、切削速度と送りを上昇させることによ
り、重切削可能となつたことと相俟つて加工範囲
が拡大する利点がある。

この結果、生産性が大幅に向上すると共に、さ
らに切削面の加工精度が著しく向上し、しかも工
具寿命を伸長化し得るという大なる効果がある。

この切削抵抗の減少によつて、送り量を比較的
大きくとるようにすることが出来、切削速度を増
大させることが出来る為、従来不可能であつた高
速での切削が可能となり、生産性を向上させるこ
とができる。

さらに加えて、本願考案は、底切刃の終端をボ
ールエンドミル本体の外周まで延伸することな
く、底切刃の終端間の距離がボールエンドミル本
体の直径の約80％付近にあるように構成した為、
底切刃の終端がボールエンドミル本体の外周まで
延伸されている場合に比して、該底切刃の始端と
終端との周速の差が可及的に短縮され、底切刃全
体に加わる荷重が減少するばかりでなく、該底切
刃各部に加わる荷重の差が小さくなり、底切刃に
作用する応力が減少する。この為、工具寿命が伸
長化されると共に、工具交換の機会が著しく減少
するから、生産性を向上させることが出来ると共
に、生産コストと工具コストとを安くすることが
出来る利点がある。

また、このように、底切刃の終端間の距離を所
定長さとする構成を採用することにより、広範囲
の回転数において幅広く使用可能となり、どの様
な切削速度においても応力集中を回避でき、切刃
の強度を向上させることが出来ると共に、生産性
の向上と加工精度の向上とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に基ずく底切刃が設けられたボ
ールエンドミルの側面図である。第２図は第１図
の底面図である。第３図は従来例の底切刃をもつ
ボールエンドミルの底面図である。 １……ボールエンドミル、２……シヤンク、３
……ボールエンドミル本体、４……先端部、５…
…底切刃用チツプポケツト、６……周切刃用チツ
プポケツト、７……底切刃用チツプ、８……周切
刃用チツプ、９……底切刃、９ａ……始端、９ｂ
……終端、１０……周切刃、１０ａ……始端、１
０ｂ……終端、Ｄ……ボールエンドミル本体の直
径、Ｒ……底切刃の曲率半径、Le……底切刃の
終端間の距離、Lr……底切刃の始端間の距離、
Lo……回転軌跡上における底切刃終端部と周切
刃始端部との放射方向のオーバラツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ボールエンドミル本体の先端部に底切刃が設
   けられていると共に、同本体の外周から先端部
   にかけて周切刃が設けられているボールエンド
   ミルにおいて、 底切刃の形状が被削材に点接触しながら該被
   削材を切削可能な曲率半径をもつ回転方向に凸
   なる円弧状に形成され、かつ該曲率半径が、底
   面視においてボールエンドミル本体の直径の約
   25％〜75％（1/4〜3/4）の範囲であつて、底切
   刃の始端から終端までの全長にわたつて略一定
   であり、かつ底切刃の回転方向最先端部（頂
   点）が、ボールエンドミル本体２の直径の1/2
   円の近傍に位置し、さらに底切刃の終端間の距
   離がボールエンドミル本体の直径の約80％付近
   にあり、しかも円弧状に形成された底切刃の始
   端と終端とが、軸中心からの同一の放射線上に
   あることを特徴とするボールエンドミル。 (2) 各底切刃は、相互に異なる曲率半径のもので
   あることを特徴とする第１項に記載のボールエ
   ンドミル。 (3) 底切刃を有する底切刃チツプが、ボールエン
   ドミル本体にロー付け固着されていることを特
   徴とする第１項または第２項に記載のボールエ
   ンドミル。 (4) 底切刃が、２枚刃の形式であることを特徴と
   する第１項〜第３項の何れかに記載のボールエ
   ンドミル。