JPH1080816A - ソリッドボールエンドミル - Google Patents

ソリッドボールエンドミル

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JPH1080816A
JPH1080816A JP8255487A JP25548796A JPH1080816A JP H1080816 A JPH1080816 A JP H1080816A JP 8255487 A JP8255487 A JP 8255487A JP 25548796 A JP25548796 A JP 25548796A JP H1080816 A JPH1080816 A JP H1080816A
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JP
Japan
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blade
cutting
nose
end mill
circular arc
Prior art date
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Pending
Application number
JP8255487A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Kishimoto
潔 岸本
Shuji Minamino
修司 南野
Takeshi Imoto
武志 井本
Ryosuke Okanishi
良祐 岡西
Yasushi Sakamoto
靖 坂本
Yasuo Konya
康夫 紺谷
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.)
Moldino Tool Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Tool Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tool Engineering Ltd filed Critical Hitachi Tool Engineering Ltd
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Publication of JPH1080816A publication Critical patent/JPH1080816A/ja
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
    • B23C5/1009Ball nose end mills

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金型などの3次元曲面加工の高速仕上げに用
いて、優れた加工面の寸法精度、仕上げ面粗さを得るソ
リッドボ−ルエンドミルを提供する。 【構成】 1枚あるいは2枚の、ノ−ズに達する切れ刃
には正規の位置にボ−ル刃の円弧中心を与え、他の1枚
以上のノ−ズに達しない切れ刃の円弧中心を正規の円弧
中心から軸方向後方に10〜30μm後退させることに
より構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として工作機械で用
いるボ−ルエンドミルに関する。
【0002】
【従来の技術】金型などの3次元曲面加工においては作
業時間の短縮が望まれており、特に、仕上げ切削におい
て手作業の機械化が指向されていて、高速切削の要求が
強い。この用途にはソリッドボ−ルエンドミルがよく使
用され、仕上げ精度を確保するには2枚刃を用いるのが
一般的であった。また、高速切削の要求を満たすものと
して超硬合金を素材としたソリッドボ−ルエンドミルが
あり、さらにコ−ティングを施して用いるものがある。
ソリッドボ−ルエンドミルは、ボ−ル刃の円弧半径をノ
−ズを基点として刃付け研削することにより精度のよい
円弧半径を付与することができる利点があり、同様に、
精度のよい円弧半径を得るには刃数は2枚刃程度に少な
い方がバラツキの要因が少なく、都合がよい。また、ね
じれ角は大きくすると切削性を向上させることができ、
高速切削用のエンドミルには有利であるため、通常のソ
リッドボ−ルエンドミルには20°以上のねじれ角が与
えられている。一例として、図1に示す実開平7−20
211号のボ−ルエンドミルは、2枚刃でボ−ル刃球面
部のねじれ角を20°〜30°、外周部のねじれ角を3
5°〜45°とし、さらに心厚をエンドミル径の0.8
〜0.9倍とたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、従来のソリ
ッドボ−ルエンドミルは3次元曲面加工の高速仕上げに
用いた場合、2枚刃であると高速切削においては送り速
度に限度がある。4枚刃にして一層高速化を図る方法も
考えられるが、刃数が増すほど精度のよい円弧半径を得
るのが困難となり、かつ精度維持が難しい。その上ノ−
ズ付近では親刃のみが切れ刃となるため、必ずしも多数
刃の効果が現われるとは限らない。また、切削性をよく
して高速切削に対応するため、ねじれ角を大きくするこ
とはボール刃の外周付近を用いた切削では奏効するもの
のノーズ部分で切削する場合は大きな効果を顕わさな
い。また、大きなねじれ角は円弧切れ刃を精度良く研削
することを難しくするという問題があった。更に、刃数
を多く、すなわち切れ刃間隔は狭くすることが好まし
い。しかしながらボ−ルエンドミルにおいてはノ−ズに
切れ刃が収斂するから必ずしも好ましいとは限らない。
これは切削性とともに切り屑排出性にも係わる問題であ
る。
【0004】
【本発明の目的】本発明は、以上の問題を解消するため
になされたものであり、特に金型などの3次元曲面加工
の高速仕上げに用いて、優れた加工面の寸法精度、仕上
げ面粗さを得るソリッドボ−ルエンドミルを提供するも
のである。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明は、ボ−ルエンド
ミルの多数刃化において生じる弊害を排除し、高速高送
りに対応する仕上げ用のボ−ル刃を提供するものであっ
て、多数刃のうち仕上げ面を生成する切れ刃を限定して
設けたものである。すなわち、ねじれを有する複数の外
周切れ刃と、これに連接する略1/4円の円弧状のボ−
ル刃とからなるソリッドのボ−ルエンドミルにおいて、
ノ−ズまで達する1枚あるいは2枚の切れ刃、すなわち
親刃には正規の位置にボ−ル刃の円弧中心を与え、ノ−
ズに達しない他の1枚以上の切れ刃、すなわち子刃の円
弧中心を親刃の円弧中心から軸方向後方に10〜30μ
m後退させて設けたものである。また、ノ−ズと子刃と
の間の切れ刃の存在しない間隙をボ−ル刃の円弧半径の
1/7〜1/4の値としたものである。さらに、ねじれ
角を20°未満としたという技術的特徴を与えたもので
ある。
【0006】
【作用】3次元曲面を切削するボ−ルエンドミルは、切
削送り方向が一定でないためどの方向に対しても切削性
が保障されていなければならない。水平方向に切削する
場合は、切れ刃先端の回転中心部分すなわちノ−ズ部分
の切削が主となり、ノ−ズの切削性が仕上げ精度を支配
する。また急傾斜面の場合は、ボ−ル刃の外周部分が切
削し、この部分は切削速度が大きいから、十分な切れ刃
強度が必要である。
【0007】本発明によれば、1枚あるいは2枚の親刃
を精度良く研削すればよいから切れ刃の寸法精度の狂い
による影響は軽微であり、またソリッドであってねじれ
角を20°未満としてあるから研削の作業性がよく、研
削精度の測定も容易である。主として外周部分による切
削の際の切削力によるエンドミルの変形やびびりは、子
刃の円弧中心を親刃の円弧中心から軸方向後方に10〜
30μm後退させて設けることにより緩和した。ノ−ズ
部分による切削では2枚刃のエンドミル並みの切削性が
得られ、かつノ−ズと子刃との間の切れ刃が存在しない
間隙をボ−ル刃の円弧半径の1/7〜1/4の値とし
て、従来以上にノ−ズに接近して子刃を設けてあるから
ノーズ近傍まで多数刃の効果が得られ高速高送りであっ
ても良好な仕上げ面を確保できるのである。切れ刃の損
傷に起因する現象は、多数の切れ刃へ負担を分散して長
寿命化を図ってあり、さらに、適切な工具材料やコ−テ
ィングの選択により改善できることは言うまでもない。
【0008】ここで、高速仕上げ切削に用いるボ−ルエ
ンドミルは、エンドミル寸法にもよるが、おおむね切り
込みが0.2〜0.5mm、テ−ブル送り速度1000
mm/min以上が指針となる。すなわち、本発明にお
いては、上記の切り込みであっても子刃も切削に関与す
るため、1刃当たりの送りが小さくなって良好な仕上げ
面を確保できるのである。子刃の円弧中心を親刃の円弧
中心から軸方向後方に10〜30μm後退させて設けた
のは、仕上げ用ボ−ルエンドミルの一般的な工作精度が
±10μm程度であること、また、30μmを超えると
親刃と子刃とで切削量の相違が無視できなくなることで
制限をうける。また、ノ−ズと子刃との切れ刃が存しな
い間隙をボ−ル刃の円弧半径の1/7〜1/4の値とし
たのは、仕上げ切削で求められる円弧半径の1/30以
下の微小な切り込みにおいても子刃の切削を可能にする
ためであって、ただしボ−ル刃の円弧半径の1/7未満
の値では親刃のチップポケットが実質0に等しくなり、
ノ−ズ部において切削の用をなさないのである。ねじれ
角を20°未満としたのは、上記のように微小な切り込
みではねじれ角の本来の役割である切削性を高めて切り
屑排除を円滑にし、重切削を可能にするという効果が、
仕上げ切削の用途においては必ずしも要しないためで、
むしろエンドミル本体の工作精度を高める方が優先され
るためである。
【0009】
【実施例】図2、図3は本発明の一実施例であり、超微
粒子超硬合金製の直径10mm、刃長25mm、全長1
00mm、刃数4枚刃、ねじれ角15°のソリッドボ−
ルエンドミルで、2枚の親刃と2枚の子刃とを設けたも
のである。その要部は図4、図5に示すように、各々の
円弧半径は±10μmの許容差で仕上げてあり、親刃に
対して子刃は25μm軸方向後方に後退させている。ノ
−ズと子刃との間隙は1.2mmである。この場合切り
込みが0.16mm以上であれば子刃も切削し4枚刃と
して機能する。
【0010】この工具をマシニングセンタを用いて3次
元切削に供した。被削材には硬さ42HRCに調質した
SKD61を選び、回転数10000rpm、送り速度
2000mm/min、切り込み0.3mmで、凹曲面
を走査倣い切削を行なった。高硬度被削材の曲面切削に
もかかわらず、工具寸法が明確に被削材に転写され、良
好な加工精度を得た。また切削仕上げ面も滑らかで良好
であった。尚、使用後のエンドミル切れ刃を観察すると
4枚の切れ刃全てに逃げ面摩耗が認められ、明らかに切
削に関与していることが確認できた。比較に供した従来
のボ−ルエンドミルで、外周ねじれ角が30°の2枚刃
のものは、切れ味は良いものの、特に斜面切削のとき切
れ刃が被削材に食い込み勝手に働き、びびり振動を生じ
て仕上げ面が荒れ気味となった。
【0011】
【発明の効果】以上のように、特に金型などの3次元曲
面加工の高速仕上げに用いて、優れた加工面の寸法精
度、仕上げ面粗さを得るソリッドボ−ルエンドミルにお
いて改善がなされた結果、ボ−ル刃の半径精度がよく、
1刃送りが小さくできて高速切削用に適する、従って、
加工面の寸法精度、仕上げ面粗さがよいという優れた効
果を顕わすボ−ルエンドミルが得られたのである。ま
た、本願発明では4枚刃のソリッドボールエンドミルを
中心に説明してきたが、同様な構成を例えば図6に示す
ような3枚刃、図7に示すような6枚刃に適用すること
もでき、すなわち刃数によりチップポケットを広くし切
り屑の排出性を高めたり、また、刃数を多くすることに
より高送りの効果を一層高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は従来品の一例でその正面図を示す。
【図2】図2は、本発明の一実施例でその正面図を示
す。
【図3】図3は、図2の左側面図を示す。
【図4】図4は、図2の部分拡大図を示す。
【図5】図5は、図2の上面図の部分拡大図を示す。
【図6】図6は、本発明の他の実施例の左側面図を示
す。
【図7】図7は、本発明の他の実施例の左側面図を示
す。
【符号の説明】
1 本体 2 刃部 3 外周刃 4 ボ−ル刃 5 親刃 6 子刃 7 ノ−ズ 8 外周刃のねじれ角 9 ノーズと子刃との間の間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡西 良祐 大阪市淀川区野中北1丁目13番20号 日立 ツ−ル株式会社大阪工場内 (72)発明者 坂本 靖 大阪市淀川区野中北1丁目13番20号 日立 ツ−ル株式会社大阪工場内 (72)発明者 紺谷 康夫 大阪市淀川区野中北1丁目13番20号 日立 ツ−ル株式会社大阪工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ねじれを有する複数の外周切れ刃と、こ
    れに連接する略1/4円の円弧状のボ−ル刃とからなる
    ソリッドのボ−ルエンドミルにおいて、ノ−ズまで達す
    る1枚あるいは2枚の切れ刃、すなわち親刃にはボ−ル
    刃の円弧中心を与え、ノ−ズに達しない他の1枚以上の
    切れ刃、すなわち子刃の円弧中心を親刃の円弧中心から
    軸方向後方に10〜30μm後退させて設けたことを特
    徴とするソリッドボ−ルエンドミル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のソリッドボ−ルエンドミ
    ルにおいて、ノ−ズと子刃との間の切れ刃の存在しない
    間隙をボ−ル刃の円弧半径の1/7〜1/4の値とした
    ことを特徴とするソリッドボ−ルエンドミル。
  3. 【請求項3】 請求項1ないし2記載のソリッドボ−ル
    エンドミルにおいて、ねじれ角を20°未満としたこと
    を特徴とするソリッドボ−ルエンドミル。
JP8255487A 1996-09-05 1996-09-05 ソリッドボールエンドミル Pending JPH1080816A (ja)

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