JPH0724620A - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンドミル全体が超硬合金で製作されたソリ
ッドタイプと、ろう付けタイプのエンドミルの両者の技
術的特徴を保有した高性能なエンドミルを提供する。 【構成】 シャンク部(2) を備えた鋼製ボディ(3) の先
端部をシャンク部(2) よりも小径にして回り止め機能を
具備した断面形状刃台軸部(4) を形成し、この刃台軸部
(4) にスパイラル状の溝(6) 、外周切れ刃(7) および底
刃(8) を有し上記刃台軸部(4) の断面形状と同形の中芯
孔を備えた超硬合金チップ(9) を嵌合し、その超硬合金
チップ(9) の上端面を上記シャンク部(2) と刃台軸部
(4) との境界位置に形成された支承面(10)に当接させて
刃台軸部(4) の自由端面側からネジ手段により締め付け
固定し、超硬合金チップ(9) が着脱可能なエンドミル
(1) となした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は 被削材の側面を切削加
工したり、溝を切削加工するための切削工具であるエン
ドミルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フライス加工機により回転を与えながら
被削材の側面を切削加工したり、溝を切削加工するため
の切削工具として、工具母体の基部にシャンク部を備
え、先端部に向かって捩じれたスパイラル状の外周切刃
と、その端面に底刃を備えた「エンドミル」が汎用され
ている。通常エンドミルには、鋳鉄や柔らかい合金鋼を
切削加工するために使用されるハイス（高速度鋼）で作
成されたものと、硬度の高い合金鋼や焼入れされた硬い
被削材を切削加工するために刃部に超硬合金チップをろ
う付けして固着したいわゆるろう付けエンドミル、およ
び全体が超硬合金で作製された超硬ソリッドエンドミル
がある。

【０００３】従来のろう付けエンドミルは図４に示して
いるように、直径１０〜６０mmの鋼製のボディと呼ばれ
る軸体(20)の先端部側に、幅が数mm〜２０mm、深さが数
mm〜１０mmの断面Ｖ字状をなし捩じれ角が通常２０度ま
たは３０度の複数条のスパイラル状の溝(21)を有し、こ
の溝(21)の辺縁に沿って予め捩じれ角に対応してスパイ
ラル状に形成された断面矩形の超硬合金チップ(22)が銀
ろう等によりろう付けされ、この捩じれた超硬合金チッ
プ(22)に、すくい面研磨、逃げ面研磨を施して超硬合金
の外周切刃(23)および底刃(24)が形成されている。

【０００４】また直径が３〜２０mmの細いエンドミルの
場合においては、ろう付け作業が困難なことから鋼製ボ
ディ（ボディ）を使用せず、ボディ自体に超硬合金丸棒
を使用し、この超硬合金丸棒を研削盤を用いて溝加工、
切れ刃の逃げ面加工、また端面に底刃を形成している。
一般にこのようなエンドミルをソリッドエンドミルと称
されている。

【０００５】これらのエンドミル、例えば図４に示した
ように溝の辺縁に沿って断面矩形の超硬合金チップをろ
う付けするタイプにおいては、エンドミルの直径が小さ
い場合には刃の数に制限があり高硬度材の切削が困難と
なるという問題があり、ソリッドエンドミルの場合は刃
の数を多くすることができるが、素材が高価なため大サ
イズのものが作製できないなどの問題がある。この問題
を解決するためにさきに本願人が特願平５−４２２８９
号において、鋼製ボディの一端に小径部を設け、この部
分に円筒状の超硬合金チップを嵌合させてろう付けし、
これに外周切れ刃および底刃を形成して一体化したエン
ドミルを提案した。このエンドミルは従来のろう付けエ
ンドミルとソリッドエンドミルの長所を兼ね備えた構造
となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら提案した
上記のエンドミルにおいては、ろう付け作業という高い
技能を有する熟練技能者が必要なこと、銀ろう材料とい
う高価な材料を使用すること、銀ろうで強固に固着され
ているため刃部に欠けや摩耗などの損傷が生じたときに
超硬合金チップを交換することができないこと、チタン
コーティングやアルミナコーティングなどの強化被膜層
を形成するときにボディやシャンクを含む全体をコーテ
ィング用の窯に入れる必要があり、窯の容積効率が悪く
コーティング費用が高価になる難点がある。

【０００７】本発明は、上記したろう付けタイプのエン
ドミルの難点を解消し、一般的な直径（１０mm以上）の
エンドミルでありながらソリッドタイプの技術的長所を
具備し、しかもろう付けエンドミルと同程度の低価格で
製作できる高性能なエンドミルを提供することを目的と
してなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、刃部即ち超硬
合金チップを交換可能な構造とし、望ましくは刃部のみ
にコーティングを施したのちボディに嵌合固定できるよ
うになすことにより上記課題を解決したものであって、
シャンク部を備えた鋼製ボディの先端部をシャンク部よ
りも小径にして回り止め機能を具備した断面形状の刃台
軸部となし、この刃台軸部にスパイラル状の溝、外周切
れ刃および底刃を有し上記刃台軸部の断面形状と同形の
中芯孔を備えた超硬合金チップを回動不能に嵌合し、そ
の超硬合金チップの上端面を上記シャンク部と刃台軸部
との境界位置に形成された支承面に当接して刃台軸部の
自由端面側からネジ手段によって締め付け固定して一体
化したことを特徴としているものである。

【０００９】上記刃台軸部の断面形状および超硬合金チ
ップの中芯孔（嵌合孔）の形状は、刃台軸部に超硬合金
チップを嵌合したとき超硬合金チップが刃台軸部に対し
て回動不能となる形状、例えば小判型、長円、周面に溝
または突条を備えた形状となっている。

【００１０】またボディのシャンク部と刃台軸部との境
界部分の支承面は、刃台軸部の表面に対して鋭角な錐状
に形成するとともに超硬合金チップの上端外周をこの支
承面に合致するような傾斜面となすことが好ましく、こ
れによって超硬合金チップの支承面積が大きくなり、外
周切れ刃や溝を形成する切削工程のときに超硬合金チッ
プに外力が働いても超硬合金チップにズレが生じなくな
り、高精度に仕上げることができる。

【００１１】本発明のように、複数のスパイラル状の
溝、外周切れ刃および底刃が形成された超硬合金チップ
を刃台軸部に嵌合してネジ締め固定した構造のエンドミ
ルにおいては、ネジを緩めて外すことにより超硬合金チ
ップを刃台軸部から抜き出すことができる。したがって
超硬合金チップに溝および切れ刃を形成後一旦取り外
し、超硬合金チップのみをコーティング加工に供し、コ
ーティングが終了したのち再び装着嵌合して一体のエン
ドミルとなすことができ、また超硬合金チップのみの交
換が可能となる。そして超硬合金チップを装着嵌合させ
る際に、超硬合金チップと刃台軸部の界面にエポキシ、
シアノアクリレート、ボンドなどの接着剤を介在させて
固定してすればより刃台軸部に超硬合金チップがより強
固に一体化されたエンドミルがえられ、切削精度の向上
に有利となる。

【００１２】本発明のエンドミルはこのような構成であ
るから、銀ろう付けにより超硬合金チップを加熱した際
のクラックの発生などは全く起こすことがないばかりで
なく、銀ろう付け作業に要求される特殊な技能も不要と
なり、製作コストを低減することができる。

【００１３】本発明に適用する超硬合金としては特に限
定を要するものではなく、汎用されている金属炭化物粉
末と金属粉末を適当に配合して焼結してなる合金、例え
ば、Ｗ（タングステン）が７０％以上のＷＣ−Ｃｏ系、
ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系あるいはＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−
Ｃｏ系が挙げられる。またサーメットも使用可能であ
る。

【００１４】切れ刃および底刃を形成した超硬合金チッ
プの表面には、チタン、ボロンあるいはダイヤモンド等
の超硬質強化被膜層を形成し、より硬度の高い被削材の
切削加工に供することができる。即ち、刃部を含む超硬
合金チップの表面に、ＰＶＤ（物理的気相蒸着）、ＣＶ
Ｄ（化学的気相蒸着）、ＩＶＤ（イオン注入蒸着）、イ
オンプレーティングなどの方法により、ＴｉＮ（チタン
ナイトライド）、ＴｉＣ（チタンカーバイド）、ＳｉＣ
（シリコンカーバイド）、ＣＢＮ（立体晶ボロンナイト
ライド）、ＴｉＣＮ（チタンカーボナイトライド）、Ｔ
ｉＡＩＮ（チタンアルミナイトライド）、ダイヤモンド
などによる強化被膜層を形成することにより、高硬質の
被削材の切削加工時における耐摩耗性および耐チッピン
グ性（耐刃こぼれ性）を改善することができる。

【００１５】

【作用】鋼製のボディはエンドミルに靱性を保有させて
衝撃等によるエンドミルの切損を防止する。そして超硬
合金チップは円筒状であるから、任意の形状の溝や刃を
形成することができるうえに外周刃の捩じれ角も０〜４
５度の範囲で任意に選定して製作でき、直径の小さいエ
ンドミルにおいても刃数を６〜１２枚と多くすることが
できるから切削性を著しく向上させる作用を奏する。ま
た高価な超硬合金は刃部のみに使用してあるからエンド
ミル製作コストが低廉であり、しかもソリットタイプと
同等の切削性能を発揮する。

【００１６】さらに超硬合金チップの刃部のみをボディ
から取り外し、付け替えることができるから、エンドミ
ルが万一損傷しても、刃部のみを取り替えて使用するこ
とができ、ボディを再使用することにより損失を最小限
に押さえることができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を示している図にもとづ
いて説明すると、図１は本発明のエンドミルの部分断面
図そして図２は刃部の底面図を示している。本発明のエ
ンドミル(1) は図１示しているように、シャンク部(2)
を有する鋼製のボディ(3)の先端部側がシャンク部(2)
よりも小径の刃台軸部(4) が形成され、この刃台軸部
(4) の端面中心部にネジ孔(5) が穿設されている。そし
てこの刃台軸部(4) にスパイラル状の溝(6) 、外周切れ
刃(7) および底面側に底刃(8) が形成された円筒状の超
硬合金チップ(9) が嵌合されてシャンク側は支承面(10)
に当接され、先端側から押さえ金具(11)を当て、ネジ(1
2)を刃台軸部(4) のネジ孔(5) に螺合して締め付けする
ことによって固定されている。

【００１８】図３は超硬合金チップ(9) のの嵌合部分の
断面図を示している。

【００１９】本実施例では上記刃台軸部(4) 断面形状
は、図３に示すように真円の両側面(13)(13)を平面化し
た小判型をなし、超硬合金チップ(9) の中芯孔もこれと
合致して嵌合するように作られており、刃台軸部(4) に
超硬合金チップ(9) を嵌合したとき、超硬合金チップ
(9) は刃台軸部(4) の周囲で回動不能となる構造となっ
ている。

【００２０】さらに具体的に説明すると本実施例におい
ては、直径４２mmの鋼製ボディ(3)の先端部側５０mmを
直径２５mmの小径の刃台軸部(4) となし、平面化した両
側面(13)(13)間の寸法は２０mmとなっている。そしての
この刃台軸部(4) に、Ｗが７０％以上のＷＣ−Ｃｏ系の
合金で形成されたところの外径が４０mm、長さが５０m
m、中芯孔が刃台軸部(4) の断面形状と同形の円筒状の
超硬合金チップ(9) が嵌合されていて、超硬合金チップ
(9) の先端面に押さえ金具(11)を当接し、太さ８mmのネ
ジ(12)を刃台軸部(4) のネジ孔(5) に螺合させて締め付
け、刃台軸部(4)に超硬合金チップ(9) を固定してエン
ドミル(1) となしている。

【００２１】そして円筒状の超硬合金チップ(9) の外周
には工具研削盤を用いて、深さが約３mmの８条のスパイ
ラル状（ねじり角３０度）の溝(6) および外周切れ刃
(7) が形成され、底面側にそれぞれの外周切れ刃(7) の
底に８個の底刃(8) が形成されている。

【００２２】また図示を省略しているが、超硬合金チッ
プ(9) をボディ(3) に取り付けて上記のエンドミル刃を
形成したのち一旦取り外し、超硬合金チップ(9) の表面
にＰＶＤ法、ＣＶＤ法、あるいはＩＶＤ法によって、Ｔ
ｉＮやＴｉＣあるいはダイヤモンド等の硬質の強化被膜
層を形成し、これをボディ(3) に再び取り付けてエンド
ミルとすることも容易であり、このようにして超硬合金
チップ(9) の表面に強化被膜層が形成されたエンドミル
は、その刃の耐摩耗性や耐チッピング性が一層向上し、
より切削性の良好なエンドミル(1) となる。

【００２３】なお上記実施例においては、１つのボディ
(3) を加工して刃台軸部(4) を形成した態様を示してい
るが、刃台軸部(4) を別個に製作してボデイ(3) に任意
の手段で嵌着して一体化し、その刃台軸部(4) に超硬合
金チップ(9) を嵌合固定しても本発明を満足できること
は勿論である。

【００２４】

【発明の効果】このように本発明のエンドミル(1) は、
シャンク部(2) を備えた鋼製ボディ(3) の先端部がシャ
ンク部(2) よりも小径にして回り止め機能を具備した断
面形状の刃台軸部(4) が形成され、この刃台軸部(4) に
スパイラル状の溝(6) 、外周切れ刃(7) および底刃(8)
を有し上記刃台軸部(4) の断面形状と同形の中芯孔を備
えた超硬合金チップ(9) が回動不能に嵌合され、その超
硬合金チップ(9) の上端面が上記シャンク部(2) と刃台
軸部(4) との境界位置に形成された支承面(10)に当接さ
れて刃台軸部(4) の自由端面側からネジ手段によって締
め付け固定されてなるものであるから、超硬合金チップ
(9) には刃数およびねじり角度が任意形状の切れ刃を形
成することができ、ソリッドエンドミルと同等の高性能
なエンドミル(1) を得ることかできるばかりでなく、ろ
う付け作業を省略し特殊な技能に頼ることなく、安価に
エンドミルを製造することができる。その上、ろう付け
作業による超硬合金チップ(9) の加熱も行わないので熱
的歪みや応力割れなどの発生がなく、安定した品質の製
品となる。

【００２５】さらに本発明のエンドミル(1) の構造にお
いては、ボティ(3) への超硬合金チップ(9) の着脱が簡
単に行えるので、超硬合金チップ(9) のみをコーティン
グすることができ、コーティングに要する費用を削減で
きるうえ、切削加工時に超硬合金チップ(9) が損傷して
も直ちに交換でき、ボディ(3) の再使用が可能であるた
め最小限の損失で済ますことができる。したがって切削
加工に伴う費用を大幅に低減でき産業上有益となる。

【００２６】さらにまた本発明のエンドミル(1) は、刃
部全体が超硬合金で構成されているがエンドミル全体に
占める超硬合金の割合が少なく、直径３０〜５０ｍｍの
だ大サイズのエンドミルとなしてもソリッドタイプのエ
ンドミルに比べて超硬合金に含まれる希少金属のコバル
トの使用量が少ないことから省資源効果が顕著となり、
またボディ(3) が鋼製であり優れた靱性を保有している
から、衝撃等によるエンドミルの切損を効果的に防止
し、高速切削加工に好適となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンドミルの部分断面図である。

【図２】図１の底面図である。

【図３】図１における超硬合金チップの嵌合部分におけ
る断面図である。

【図４】従来のエンドミルの底面図である。

【符号の説明】

１．エンドミル ２．シャンク部 ３．鋼製のボデ
ィ ４．刃台軸部 ５．ネジ孔 ６．スパイラル状の溝 ７．外周切れ
刃 ８．底刃 ９．超硬合金チップ １０．支承面 １１．押さえ
金具 １２．ネジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャンク部を備えた鋼製ボディの先端部
   がシャンク部よりも小径にして回り止め機能を具備した
   断面形状の刃台軸部が形成され、この刃台軸部にスパイ
   ラル状の溝、外周切れ刃および底刃を有し上記刃台軸部
   の断面形状と同形の中芯孔を備えた超硬合金チップが回
   動不能に嵌合され、その超硬合金チップの上端面が上記
   シャンク部と刃台軸部との境界位置に形成された支承面
   に当接されて刃台軸部の自由端面側からネジ手段によっ
   て締め付け固定されていることを特徴とするエンドミ
   ル。
2. 【請求項２】 上記回り止め機能を具備した刃台軸部の
   断面が、小判型、長円、周面に溝または突条を備えた形
   状をなしていることを特徴とする請求項１記載のエンド
   ミル。
3. 【請求項３】 上記外周切刃および底刃を有した超硬合
   金チップの表面に、チタン、ボロンあるいはダイヤモン
   ド等の硬質の強化被膜層が形成されていることを特徴と
   する請求項１記載のエンドミル。
4. 【請求項４】 上記刃台軸部および支承面と超硬合金チ
   ップとの嵌合界面、にシアノアクリレート、エポキシ等
   の接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１記
   載のエンドミル。