JPH0751917A - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予め金属炭化物粉末と金属粉末の混和物を
金型に充填する際に外周の切れ刃を形成する山脈状の凸
部（３）と切り粉案内用の溝（５）を成形された超硬合
金チップ（１１）を使用し、この超硬合金チップ（１
１）に外周切れ刃、底刃を形成してから、エンドミルボ
デイ（３）の刃台部（４）にネジ手段で機械的に簡単に
嵌合、軸着することにより、エンドミル研削加工時に溝
（５）加工を省略できるようにした、ソリッドタイプエ
ンドミルと同等な高性能な新規なエンドミル（１）を提
供する。 【構成】 鋼製ボデイ（３）の刃台部（４）に、この
刃台部（４）と同形の断面を有する内孔（６）が形成さ
れた、山脈状凸部（７）と切り粉案内用の溝（８）を有
し、外周切れ刃（９）と底刃（１０）を形成される超硬
合金チップ（１１）が嵌合、軸着され、溝（８）部分に
穿設されたネジ貫通孔（１２）にネジ（１３）を通し、
ネジ穴（５）に螺合せしめることにより上記超硬合金チ
ップ（１１）が機械的に刃台部（４）に固着されてなる
エンドミル（１）。

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
ドミルの製造時の生産性を高めた新しい構造に関するも
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、工具本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
れ刃と、その先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き入れ
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チップ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、直径１０〜
６０ｍｍの鋼製のボデイと呼ばれる軸体の先端部側に、
幅が数〜２０ｍｍ、深さが数〜１０ｍｍの断面Ｖ字状を
なし、捩じれ角が通常２０度から３０度の複数状のスパ
イラル状の溝を有し、この溝の辺縁に添って予め捩じれ
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
た超硬合金チップに、工具研削盤を用いてすくい面研
摩、逃げ面研摩を施して超硬合金の外周切れ刃および底
刃が形成されている。

【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
ボデイを使用せず、ボデイ自体に超硬合金丸棒チップを
使用し、この超硬合金丸棒チップに工具研削盤を用いて
溝加工、切れ刃の逃げ面加工を施し、また先端面に底刃
を形成している。一般にこのようなエンドミルをソリッ
ドエンドミルと称している。

【０００５】上記これらのエンドミルはろう付けタイプ
の場合、酸素アセチレン溶接のような特殊な技能を必要
とするうえ、鋼材温度が７００度Ｃを越えるための作業
環境の悪化の問題がある。またこの高温から常温に冷却
する過程で、ボデイの鋼材と超硬合金チップの線膨張係
数の差のため超硬合金チップ内に応力が生じ、超硬合金
チップに亀裂が発生するなどの製造上の困難が多い。さ
らにろう付けエンドミルはボデイに形成する溝数に幾何
学的制約があるため、一般に刃数が６枚以下とせざるを
得ず、高硬度材を切削加工するための多刃エンドミルを
作成するのが困難である。

【０００６】さらに従来のろう付けエンドミルは、超硬
合金チップの切れ刃の先端が鋼製ボデイの刃台部の外周
面より僅か１ｍｍしか飛びだしていないうえ、切れ刃の
逃げ面加工（刃先から軸心へ向かう傾斜）を施している
から、刃先が使用により磨耗した場合、再研磨をするこ
とが困難で、一旦超硬合金チップが損耗したり磨耗した
ときはエンドミル全体を廃棄する必要があり、不経済で
あった。

【０００７】他方ソリッドエンドミルの場合は、任意の
捩じり角で多刃のエンドミルを形成することができ高性
能を発揮するが、素材が高価なため直径が２０ｍｍを越
える大サイズでは実用化が困難で、ほとんど使用されて
いない。このため近年のように、特殊な耐熱鋼材や焼き
入れ鋼材など強度の高い鋼材が多用されるとき、大サイ
ズ切削加工用工具面での技術開発が遅れ気味であった。
上記ソリッドエンドミルの場合は、通常超硬合金丸棒チ
ップに工具研削盤を使用して溝入れ、外周切れ刃の加工
および底刃の加工を行うが、直径が２０ｍｍを越える大
サイズでは複数条の溝入れ加工に長時間を要すうえ、研
削用のダイヤモンド砥石の磨耗が大きく製造コストが高
くつくという大きな問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したろう付けエン
ドミルとソリッドエンドミルのもつ難点を解決するため
に、本願人は筒状の超硬合金チップを鋼製ボデイに嵌着
して、この超硬合金チップの外周に外周切れ刃を、また
先端面に親刃（センターカット刃）を含む底刃を形成
し、超硬合金の使用量を減じながらソリッドエンドミル
と同等の性能を発揮できる、大サイズ化が可能な新しい
タイプのエンドミルを提案した。（特許願受付番号２９
３１２１０３１８９） しかしながら充実した円筒状の大サイズ超硬合金チップ
に対し、工具研削盤でダイヤモンド砥石を使用して深い
溝を多数条研削加工することは、ソリッドエンドミルと
同様に長時間を要しかつダイヤモンド砥石の磨耗のた
め、製造に多額の費用を要することになり、不経済であ
る。本発明は前記したエンドミルをより低コストで製造
できる新規な構造を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属炭化物粉
末と金属粉末を配合して混和し、金型に充填してプレス
し筒状に成形する際に、あらかじめ金型の外金枠の内壁
に、超硬合金チップの外周に形成すべき溝に合致したス
パイラル条をなす凸壁を配置固定し、一体に成形された
筒状の超硬合金チップの断面が、歯車状の有溝形状に作
成するようにして、超硬合金チップへの工具研削盤によ
る溝形成加工を極力省略し、合わせて超硬合金素材の使
用量を削減することのできる、新規な超硬合金チップを
鋼製ボデイの刃台部に嵌合軸着し、溝部分に設けたネジ
貫通孔にネジを挿入し、上記ネジを前記刃台部に螺合固
定することにより前述した課題を解決したものである。

【００１０】本発明のエンドミルは１端が盲状に形成さ
れ、エンドミル先端面のセンターカット刃を設けること
が可能ならしめる構造と、両端が開放された筒状とし、
センターカット刃が不要な構造の超硬合金チップを使用
したものとの両方の形状とからなる。１端が盲状に形成
された超硬合金チップを使用したものは、突っ込み加工
が可能なスクエアーなものと、先端を半球状としボール
エンドミルを形成可能としたものがある。

【００１１】上記本発明のエンドミルは、鋼製のボデイ
の１端に形成される刃台部に上記超硬合金チップの内孔
を嵌合し軸着され、溝部分に設けられたネジ貫通孔を利
用してネジ手段により固定される。しかるのち工具研削
盤を用いて上記超硬合金チップの外周の山脈状の凸部に
すくい面と逃げ面研摩を旋し外周切れ刃を、また先端面
に底刃が形成されている。この超硬合金チップには金型
内で成形されるときに、予め溝が形成されてなるから溝
研削加工はほぼ省略することが可能となる。超硬合金チ
ップは刃台部上での回動をより強固に不能とするため
に、内孔は断面を楕円としたり、キー溝を形成するなど
して非真円とし、同形の刃台部に嵌合して回動不能に作
成される場合もある。

【００１２】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を形成された超硬合金チップ
を、刃台部に嵌合してネジで固定した構造のエンドミル
の場合は、ネジを弛めて上記超硬合金チップを一旦取り
外し、刃部にチタン、ボロンあるいはダイヤモンド等の
強化被膜層を形成し、再び鋼製ボデイに装着嵌合するこ
とができるから、大サイズのエンドミル全体をコーテイ
ング炉に装填する必要がなく、コーテイング費用の節減
を図ることもできる。

【００１３】本発明のエンドミルは上述のような構造で
あるから、銀ろう付けにより超硬合金チップを加熱した
ときのクラックの発生などは全く起こすことが無いばか
りでなく、銀ろう付け作業に要求される特殊な技能や銀
ろう材料も不要となり、エンドミル製造のコストを低減
することができる。

【００１４】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。また本発明のエンドミルに使用する超硬合金チップ
は円筒状の充実した断面を有するものに比べ、溝部分の
素材が少ないから超硬合金原料の使用量を低減でき、コ
バルトのような希少資源の使用量も減らすことが可能と
なり、省資源効果が大きい。

【００１５】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
オンプレーテイ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（立方晶ボロンナイト
ライド）、ＴｉＣＮ（チタンカーボナイトライド）、Ｔ
ｉＡｌＮ（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磨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。

【００１６】本発明のエンドミルは上記のような構造で
あるから、超硬合金チップを装着嵌合させる際に、超硬
合金チップと刃台部の嵌合界面にエポキシ、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すれば
刃台部に対する超硬合金チップの固定力を、より強固に
して一体化されたエンドミルが得られ、切削加工の精度
の向上に有利となる。

【００１７】

【作用】本発明のエンドミルは刃部を形成後ボデイから
取り外し、付け替えることができるから、万一超硬合金
チップが損傷しても、超硬合金チップのみを取り替えて
使用することができ、ボデイ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。また超硬合金チッ
プの刃部の形成を専用の軸体を使用して行い、スロウア
ウエイチップのごとく、他のボデイに組み立てて使用し
ても良い。

【００１８】本発明のエンドミルに使用する超硬合金チ
ップは、金型の外金枠に設ける凸壁の形状、数および捩
じり角を適当に選定することにより、ソリッドエンドミ
ルのごとく任意の形状の溝や刃を形成することができる
うえに、外周切れ刃の捩じれ角も０〜４５度の範囲で選
定して作製できるので、直径の小さいエンドミルでも刃
数を６〜１２枚と多くすることができ、切削性能を著し
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造コストが低廉で
あり、産業上の効果が大きい。

【００１９】さらにまた、本発明のエンドミルは、従来
のろう付けタイプのエンドミルのように超硬合金チップ
の切れ刃の刃台部からの飛び出し量が１ｍｍというよう
に小さくなく、刃部となっている山脈状の凸部は超硬合
金そのものであるから、数〜１０回の再研磨が可能であ
り、切削加工における、工具の使用数を減らすことが可
能となり加工費の低減が計れる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例を示している図にもとず
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は同上エンドミルの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に示している
ように、シャンク部（２）を有する鋼製のボデイ（３）
の先端側が刃台部（４）に形成され、ネジ穴（５）が穿
設されている。そしてこの刃台部（４）に予め金型で成
形される際に上記刃台部（４）に嵌合される内孔（６）
と、捩じれた山脈状の凸部（７）およびこの凸部（７）
に平行な溝（８）が形成され、なおかつこの溝（８）の
部分にネジ貫通孔（１２）を穿設された筒状をなす超硬
合金チップ（１１）が装着されて、ネジ（１３）をネジ
穴（５）に螺合することによって固定されている。

【００２１】超硬合金チップ（１１）の回動を防止する
ためには、内孔（６）の断面形状を楕円としたり、キー
溝などの凹凸を設けるなど非真円としても良い。本実旋
例では外径５０ｍｍ、内孔（６）の直径２５ｍｍ、長さ
６０ｍｍの６枚刃の構造として、溝（８）の深さは５ｍ
ｍのＷが７０％以上のＷＣ−Ｃｏ系の合金で形成された
超硬合金チップ（１１）が使用されている。

【００２２】超硬合金チップ（１１）の外周の山脈状の
凸部（７）には図示しないが、工具研削盤を用いてすく
い面、逃げ面加工が施され外周切れ刃（９）が形成され
る。超硬合金チップ（１１）の先端は図１では直角の盲
壁状に形成してあるが、ボールエンドミルを作製すると
きは半球状とすれば良く、またセンターカット刃（底刃
の親刃）を必要としないときは盲壁を設ける必要が無
い。

【００２３】また図示を省略しているが、超硬合金チッ
プ（１１）をボデイ（３）の刃台部（４）に嵌合、軸着
して上記のエンドミル（１）を形成してから、一旦取り
外し、超硬合金チップ（１１）の表面にＰＶＤ法、ＣＶ
Ｄ法あるいはＩＶＤ法によって、ＴｉＮやＴｉＣあるい
はダイヤモンドなどの硬質の強化被膜層を形成し、これ
をボデイ（３）の刃台部（４）に再び取り付けてエンド
ミルとすることも容易である。このようにして超硬合金
チップ（１１）の表面に強化被膜層が形成されたエンド
ミル（１）は、その刃の耐磨耗性や耐チッピング性が一
層向上し切削加工性の優れたエンドミル（１）となる。

【００２４】なお上記実施例では、１つのボデイ（３）
を加工して刃台部（４）を形成した態様を示している
が、専用の軸体を使用して超硬合金チップ（１１）に外
周切れ刃（９）、底刃（１０）を加工した後、この超硬
合金チップ（１１）を他のボデイ（３）に嵌合軸着して
エンドミル（１）となしても本発明を満足できることは
勿論である。

【００２５】

【発明の効果】このように本発明のエンドミル（１）
は、一体に成形された状態で外周に外周切れ刃を形成す
るための山脈状の凸部（７）と、これに平行な切り粉案
内用の溝（８）が形成されている超硬合金チップ（１
１）を使用してなるから、工具研削盤を使用してのエン
ドミル刃の研削加工過程で溝（８）の加工工程を殆ど省
略することができる。従って、研削盤加工の時間を大幅
に短縮し、ダイヤモンド砥石の消耗も少なくなり、エン
ドミル（１）製造のコストを大きく低減できる。さら
に、本発明のエンドミル（１）の超硬合金チップ（１
１）は刃台部（４）に溝（８）に形成されたネジ貫通孔
（１２）を利用して、ネジ（１３）で固着されるから、
ろう付け作業を省略し特殊な技能に頼ることなく、超硬
合金チップ（１１）のクラックなども起こさずにソリッ
ドエンドミルと同等の高品質のエンドミル（１）を作成
できる。

【００２６】さらに本発明のエンドミル（１）はボデイ
（３）の刃台部（４）への着脱が簡単に行えるので、超
硬合金チップ（１１）のみを取り外して強化被膜層のコ
ーテイングに供することができ、コーテイングに要する
費用を低減できるうえ、切削加工時に超硬合金チップ
（１１）が損傷してもボデイ（３）が再使用可能である
から、最小限の損失で済ますことができる。従って切削
加工に伴う費用を大幅に低減でき産業上有益である。

【００２７】さらにまた、本発明のエンドミル（１）
は、刃部が超硬合金で構成されているが、外周の溝
（８）部分は金型で成形される当初から超硬合金を充実
していないから、エンドミル全体に占める超硬合金の使
用量が少なく、直径５０〜７０ｍｍの大サイズエンドミ
ルとなしてもソリッドタイプのエンドミルと比べて希少
金属のコバルトの使用量を少なくすることができ、省資
源効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンドミルの超硬合金チップがボデイ
に固着された態様を示す部分断面図である。

【図２】本発明のエンドミルの超硬合金チップの底面図
である。

【符号の説明】

１．エンドミル、 ２．シャンク部、 ３．ボデイ、
４．刃台部 ５．ネジ穴、 ６．内孔、 ７．山脈状の凸部、 ８．
溝、 ９．外周切れ刃 １０．底刃、 １１．超硬合金チップ、 １２．ネジ貫
通孔、 １３．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に
   刃台部が形成され、この刃台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部断面と同形の断面
   を有する内孔を備えた超硬合金チップが嵌合され、その
   超硬合金チップが前記溝部分に設けたネジ貫通孔にネジ
   を通し前記刃台部に螺合、固定されてなることを特徴と
   するエンドミル。
2. 【請求項２】上記刃台部の断面が楕円、小判型、長円に
   形成されるかまたはキー溝を形成され、非真円であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
3. 【請求項３】上記外周切れ刃および底刃を有する超硬合
   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】上記刃台部と超硬合金チップの嵌合界面に
   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。