JPH0526605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は外周刃に波形が形成された荒削りエン
ドミルに係り、特に、切削加工時における自励的
な再生びびり振動の発生を抑制する技術に関する
ものである。

従来技術 エンドミルの一種に、外周刃が波形曲線形状を
成す荒削り用のものがある。この荒削りエンドミ
ルは、波形曲線形状を成す外周刃によつて切屑が
分断されるため、その排出抵抗が低減される一
方、複数の外周刃で分担切削するところから、被
削材への切込みを深くすることによつて比切削抵
抗が小さくされ、重切削が可能になるとともに能
率的な加工を行うことができる。

ところで、かかる荒削りエンドミルの外周刃
は、例えば特開昭61−284313号公報に記載されて
いるように、一定のねじれ角でねじれ且つ円周方
向において３枚以上に等分割されており、それ等
の外周刃にそれぞれ形成された半径寸法が滑らか
に増減する曲線状の波形は、何れも同一形状を成
し且つ同一ピツチで設けられている。また、その
波形の軸方向における位相は隣接する２枚の外周
刃の間で互いにずらされているが、この位相のず
れ量は、互いに隣接する何れの外周刃間において
も等しくされている。

すなわち、その位相のずれ量は、通常、（波形
のピツチ）を（外周刃の数）で割算した一定量に
設定されており、隣接する外周刃間でその一定量
ずつ位相がずらされることにより、エンドミルの
１周で１ピツチずらされるようになつているので
ある。第５図は４枚刃のエンドミルの一例で、各
外周刃１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄには同じ
ピツチＰで波形が形成されているとともに、それ
等の外周刃１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの相
互間の位相のずれ量P₁，P₂，P₃，P₄は互いに等
しく、１ピツチＰの1/4である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このように互いに隣接する外周
刃間における位相のずれ量が均等であると、切削
加工時に各外周刃は均等に切削を行うため、各外
周刃の切削抵抗は互いに等しく且つ一定周期で変
化し、その一定周期の抵抗変化に伴つて工具，機
構，被削材などが共振して自励的な再生びびり振
動を生じ易いという不都合があつた。上記第５図
のエンドミルについて具体的に説明すると、第６
図に示されているように、外周刃１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄの被削材に対する切込み断面
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの形状や断面積は互いに等しくな
るため、周期的に切削抵抗が変化して自励的な再
生びびり振動を生じ易くなるのである。

そして、かかるびびり振動は工具寿命や切削面
粗さを著しく害するため、これを回避する必要が
あり、そのためには切削条件を軽減しなければな
らず、加工能率が制約されていた。

このようなびびり振動対策として、外周刃の間
隔を不等とした不等分割刃や、ねじれ角を各外周
刃毎に不等とした不等ねじれ角刃などのエンドミ
ルがあるが、再研削に特殊な専用装置を必要とす
る等の問題がある。

また、円筒面上に位置する外周刃をニツク加工
により軸方向において多数に分断した中仕上げ用
エンドミルにおいては、例えば特開昭60−94212
号公報に記載されているように、外周刃に形成す
るニツクの幅やピツチを不均等にして上記びびり
振動を抑制することが提案されているが、外周刃
が角部の無い波形曲線形状を成す重切削性に優れ
た荒削りエンドミルにおいては、その波形形状や
ピツチを不均等とすることは製作上極めて困難で
コスト高となり、容易に適用できない。

問題点を解決するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところは、切削加工時に
おける自励的な再生びびり振動の発生を抑制した
製作容易な荒削りエンドミルを提供することにあ
る。

そして、かかる目的を達成するために、本発明
は、一定のねじれ角でねじれ且つ円周方向におい
て等分割された３枚以上の外周刃を有し、それ等
の外周刃にはそれぞれ半径寸法が滑らかに増減す
る同一形状の波形が同一ピツチで形成されている
とともに、その波形の軸方向における位相は隣接
する２枚の外周刃の間で互いにずらされている荒
削りエンドミルにおいて、互いに隣接する各外周
刃間における前記位相のずれ量を不均等にしたこ
とを特徴とする。

作用および発明の効果 このような荒削りエンドミルにおいては、複数
の外周刃に形成された波形の位相のずれ量が不均
等であるため、それ等の外周刃の被削材に対する
切込み断面形状やその断面積が不均等になる。し
たがつて、切屑の流れ方向や切削抵抗も不均等と
なり、自励的な再生びびり振動の発生が抑制され
て、工具寿命が向上するとともに高能率加工を行
うことが可能となるのである。

一方、本発明の荒削りエンドミルは、上記各外
周刃の波形が同一形状で且つ同一ピツチであるた
め、例えば外周面が軸方向において波形曲線形状
を成す単一の研削砥石を用いて容易かつ安価に製
作できる。また、３枚以上の外周刃が一定のねじ
れ角でねじれ且つ円周方向において等分割されて
いるため、その切刃が摩耗して再研削する際に
は、不等分割刃や不等ねじれ角刃のエンドミルの
ように特殊な専用装置を用いることなく、一般的
な再研削の方式で容易かつ安価に再研削を行うこ
とができる利点がある。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である荒削りエン
ドミル１０を示す正面図である。かかる荒削りエ
ンドミル１０は、フライス盤に把持されるシヤン
ク部１２と刃部１４とから成り、刃部１４には４
枚の外周刃１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ（以
下、特に区別しない場合には単に外周刃１６とい
う）が設けられている。この等の外周刃１６は、
何れも一定のねじれ角γでねじれ且つ円周方向に
おいて等分割、すなわち90゜間隔で形成されてい
るとともに、それ等の外周刃１６には、それぞれ
半径寸法が滑らかに増減する同一形状の波形が同
一ピツチで形成されている。

上記波形の軸方向における位相は、第２図に示
されているように外周刃１６ａ，１６ｂ，１６
ｃ，１６ｄ毎に少しずつずらされ、全部で１ピツ
チＰmmだけずらされている。すなわち、隣接する
外周刃１６ａと１６ｂとの間ではP₁mm，外周刃
１６ｂと１６ｃとの間ではP₂mm，外周刃１６ｃ
と１６ｄとの間ではP₃mm，外周刃１６ｄと１６
ａとの間ではP₄mmだけ、それぞれ同一方向（左
ねじ方向）へずらされているのであり、それ等の
位相のずれ量P₁，P₂，P₃，P₄を加算すると１ピ
ツチＰになるのである。また、これ等の位相のず
れ量P₁，P₂，P₃，P₄は、それぞれ異なる大きさ
に定められている。なお、上記第２図は、各外周
刃１６の軸心に対して直角な方向における凹凸を
軸方向について示した図である。

そして、このような荒削りエンドミル１０は、
図示しないフライス盤にシヤンク部１２を把持さ
れて軸心まわりに回転駆動されることにより、図
示しない被削材に切削加工を施すのであるが、そ
の際の被削材に対する各外周刃１６の切込み断面
を第３図に斜線で示す。かかる第３図は、荒削り
エンドミル１０を２回転させた場合における各外
周刃１６を示したもので、外周刃１６ａ−１，１
６ｂ−１，１６ｃ−１，１６ｄ−１は１回転目の
もので、外周刃１６ａ−２，１６ｂ−２，１６ｃ
−２，１６ｄ−２は２回転目のものである。ま
た、斜線で示されている切込み断面Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄは、それぞれ２回転目の外周刃１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄによるものである。なお、こ
の第３図の送り方向は、被削材に対する荒削りエ
ンドミル１０の相対移動方向を表している。

上記第３図から明らかなように、本実施例の荒
削りエンドミル１０においては、外周刃１６に形
成された波形によつて切屑が分断されるため、そ
の排出抵抗が低減されるとともに、４枚の外周刃
１６による切削箇所が軸方向においてそれぞれ異
なるため、被削材への切込みを深くして比切削抵
抗を小さくすることができ、重切削や高能率加工
が可能なのである。

しかも、本実施例では各外周刃１６に形成され
た波形の位相のずれ量P₁，P₂，P₃，P₄が不均等
であるため、外周刃１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１
６ｄの被削材に対する切込み断面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の形状や断面積が不均等になり、切屑の流れ方向
や切削抵抗も不均等になつて自励的な再生びびり
振動の発生が抑制され、工具寿命が向上するとと
もに、回転速度や送り速度を高めて更に高能率な
切削加工を行うことが可能となるのである。

これに対し、第５図に示されているように、上
記位相のずれ量P₁，P₂，P₃，P₄が互いに等しい
場合、すなわち何れも１ピツチＰの1/4である場
合には、外周刃１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ
の被削材に対する切込み断面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの形
状や断面積は第６図に示されているように互いに
等しくなるため、周期的に切削抵抗が変化して自
励的な再生びびり振動を生じ易くなり、これを回
避するためには、切削条件を軽くして使用しなけ
ればならないなどの不都合があつたのである。な
お、上記第５図および第６図はそれぞれ前記第２
図および第３図に対応する図である。

一方、かかる本実施例の荒削りエンドミル１０
は、４枚の外周刃１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６
ｄの波形が同一形状で且つ同一ピツチであるた
め、例えば外周面が軸方向において波形曲線形状
を成す単一の研削砥石を用いて容易かつ安価に製
作できる。また、それ等４枚の外周刃１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄは一定のねじれ角γでねじ
れ且つ円周方向において等分割されているため、
その切刃が摩耗して再研削する際には、不等分割
刃や不等ねじれ角刃のエンドミルのように特殊な
専用装置を用いることなく、一般的な再研削の方
式で容易かつ安価に再研削を行うことができる。

次に、本発明の効果を更に具体的に明らかにす
るために、前記位相のずれ量P₁〜P₄がそれぞれ
異なる本発明品と、そのずれ量P₁〜P₄が互いに
等しい従来品とを用いて本発明者等が行つた性能
試験の結果を説明する。

先ず、使用した荒削りエンドミルは、刃径が20
mm，刃長が38mm，柄径が20mm，全長が104mm，外
周刃の数が４枚、外周刃のねじれ角が30゜，波形
の高さが0.8mm，波形のピツチが2.6mm，材質が
SKH59（HRCは67）であり、本発明品の波形の
位相のずれ量P₁，P₂，P₃，P₄はそれぞれ0.5mm，
0.8mm，0.6mm，0.7mmで、従来品の波形の位相のず
れ量P₁，P₂，P₃，P₄は何れも0.65mm（１ピツチ
2.6mm／４枚）である。なお、この位相のずれ方
向は何れも左ねじ方向である。また、被削材は
FC25（HRBは86）で、切削条件は、切込み幅が
30mm，切込み深さが10mm，上向き削り，切削油な
しで、使用した機械は堅型フライス盤４番であ
る。

そして、切削回転数（rpm）および切削送り速
度（mm／min）をそれぞれ変更しつつ、びびり振
動の発生状況を調べた結果が第４図である。かか
る第４図において、○および△は本発明品に関す
るもので、●，▲，および■は従来品に関するも
のであり、○および●はびびり振動がなく、△お
よび▲は小さなびびり振動があり、■は大きなび
びり振動があることを表している。また、図中の
斜線で示されている範囲は、上記結果に基づいて
本発明品および従来品についてそれぞれ良好に使
用し得る範囲を示したもので、左下りの斜線が本
発明品の範囲であり、右下りの斜線が従来品の範
囲である。したがつて、本発明品は従来品に比較
して使用可能な範囲が明らかに広くなつており、
その切削条件の選定により高能率加工が可能にな
るとともに、工具寿命の向上を図ることもできる
のである。

以上、本発明の一実施例並びに試験結果につい
て詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施す
ることもできる。

例えば、前記実施例の荒削りエンドミル１０は
４枚刃であるが、３枚刃或いは５枚刃以上の荒削
りエンドミルにも本発明は同様に適用され得る。

また、前記実施例では位相のずれ量P₁〜P₄が
それぞれ異なる大きさに定められているが、例え
ばP₁＝P₃≠P₂＝P₄とするなど、少なくとも４つ
のずれ量P₁〜P₄が不均等であれば本発明の目的
とする効果が得られる。

その他一々例示はしないが、本発明は当業者の
知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である荒削りエンド
ミルの正面図である。第２図は第１図の荒削りエ
ンドミルの外周刃に形成された波形の位相のずれ
を説明する図である。第３図は第１図の荒削りエ
ンドミルによる切込み断面を説明する図である。
第４図は本発明品の一例を用いて使用可能な切削
条件範囲を調べた結果で、従来品との比較におい
て示す図である。第５図は従来の荒削りエンドミ
ルの外周刃に形成された波形の位相のずれを説明
する図で、第２図に対応する図である。第６図は
従来の荒削りエンドミルによる切込み断面を説明
する図で、第３図に対応する図である。 １０……荒削りエンドミル、１６ａ，１６ｂ，
１６ｃ，１６ｄ……外周刃、Ｐ……１ピツチ、
P₁，P₂，P₃，P₄……位相のずれ量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定のねじれ角でねじれ且つ円周方向におい
   て等分割された３枚以上の外周刃を有し、該外周
   刃にはそれぞれ半径寸法が滑らかに増減する同一
   形状の波形が同一ピツチで形成されているととも
   に、該波形の軸方向における位相は隣接する２枚
   の外周刃の間で互いにずらされている荒削りエン
   ドミルにおいて、 互いに隣接する各外周刃間における前記位相の
   ずれ量を不均等にしたことを特徴とする荒削りエ
   ンドミル。