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Info
- Publication number
- 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
- Prior art keywords
- blade
- cutting
- nose
- end mill
- circular arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
- B23C5/1009—Ball 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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
す。
【図７】図７は、本発明の他の実施例の左側面図を示
す。
す。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255487A JPH1080816A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ソリッドボールエンドミル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255487A JPH1080816A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ソリッドボールエンドミル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080816A true JPH1080816A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17279448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8255487A Pending JPH1080816A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ソリッドボールエンドミル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080816A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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