JPS5835806B2

JPS5835806B2 - ボ−ルエンドミル

Info

Publication number: JPS5835806B2
Application number: JP14972577A
Authority: JP
Inventors: 隆貫羽山
Original assignee: NIPPON TOOL WORKS
Current assignee: NIPPON TOOL WORKS
Priority date: 1977-12-12
Filing date: 1977-12-12
Publication date: 1983-08-05
Also published as: JPS5481583A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はボールエンドミルに関する。

ボールエンドミルはフライス（型彫盤）専用の切削工具
として使用され、主に倣い削り加工の際に用いられる。

従来の代表的なボールエンドミルの切刃１の配置は第１
図ａ＝ｄｉこ示すようにいくつかある。

すなわち、同図ａ、ｂは２枚刃の、ソリッドタイプ、同
図Ｃは多数刃のソリッドタイプ、同図ｄはチップ２を本
体３に鑞付けしたチップドタイプ等があわ、多くの場合
、切刃１は本体３の中心を中心に点対称に配置されてい
る。

また、特殊な例として第１図ｅに見られるようなニック
４付（切欠き付）のものもあるが、この場合も同一切削
平面上の中心部と外周部には切刃１が存在し、基本的に
は連続した切刃（エツジ）の一種とみなすことができる
。

以上のように、中心部から外周部まで連続１７た切刃を
有する従来のボールエンドミルにおい゛（＝は特に切削
速度が小さい中心付近の切削性が外周部に比して著しく
悪く、作業の能率化を妨げている。

。本願発明者は上記にかんがみ、ボールエンドミルにお
いて、中心部切削と外周部切削とを別々の切刃で行なう
ことにボールエンドミルを開発した。

（特願昭５ｌ−１５５９６１）本願発明者は上記発、明にさらに改良をすすめ中心部切
削用切刃はある曲率を必要とするが、この曲率は丸棒を
斜に切断して形成した平坦な楕円の縁や楕円形断面の棒
を軸に対して直角に切断して得た平坦な楕円の縁を用い
ることができることに気が付いた。

したがって、本発明の目的とするところに、中心部と外
周部とで切刃の切削作用を平均することによ０、耐久性
の優れたボールエンドミルを提供することにある。

また、本発明の他の目的とするところは、中心部の正確
確実な切削を行なうことのできるボールエンドミルを提
供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、複数の切刃
をもち、少なくとも一つの切刃は中心部の切削をするよ
うにボールエンドミル本体の端面回転中心位置近傍に設
け、他の切刃は前記切刃の切削領域の外周部に重複する
ようにボールエンドミル本体の端面回転中心近傍から外
周方向に亘って延びるように設けたボールエンドミルに
おいて、前記中心部切削用切刃は断面が円形又は楕円形
の棒状チップからな０、これをボールエンドミル本体の
軸方向に泊って埋設し、その切削端面は平坦な傾斜面を
もち、かつ楕円形の輪郭をもつとともにその周縁の一部
がボールエンドミルの回転中心に位置し、円周方向に向
って後方に傾く傾斜角を有するように構成したものであ
って、以下実施例によ０本発明の詳細な説明する。

第２図ａ＝ｄは本発明によるボールエンドミルの原理的
構成を示すもので、同図ａはボールエンドミルを先端側
から視たものであり、同図ｂ−ｄはそれぞれ正面図、底
面図、平面図である。

同図において、丸棒からなるボールエンドミル本体１０
の先端には２つの凹部１１，１２が設けられ、これら凹
部１１，１２の内壁には中心部切削用チップ１３および
外周部切削用チップ１４がそれぞれ鑞付けによって固定
されている。

前記中心部切削用チップ１３は断面円形の丸棒からなる
とともに、第３図に示すように、その先端は平坦な傾斜
面１５（傾斜角θ、第２図す参照）となるとともに輪郭
は楕円形となっている。

また、前記傾斜面１５は逃げ角γを有する逃げ面（ラン
ド）となっている。

また、この逃げ面には第２逃げ角γ２を有する刃の背
面１６が形成されている。

さらに、前記逃げ面の最先端は第２図ａ、ｂ、ｄで示す
ように本体１０の回転中心に一致している。

そして、この傾斜面１５の周縁の一部が中心部切削用切
刃１７を形作っている。

一方、前記外周部切削用チップ１４は第２図す。

Ｃで示すように板状物で形成される。

この板状物の先端の一隅はシャンク１０の回転中心から
れずかに離れた位置に位置するとともに、この−隅から
半径方向に延びる先端部分は円弧状の弧面切削部と軸に
平行に延びる周面切削部とを連続して有する外周部切削
用切刃１８を形作っている。

また、この外周部切削用切刃１８にも逃げ面１９、刃の
背面２０が設けられている。

このような２つの中心部切削用切刃１７、外周部切削用
切刃１８は、第４図に示すように、それぞれ中心部領域
の切削および外周部領域の切削を行なうとともに、互い
にその境界面ではハツチングで示すように共通切削領域
２１を有するようになっている。

この結果、切削面は中心から外周に向かって連続的に切
削される。

ここで、中心部切削用チップ１３の先端が平坦であって
も円弧状の切削ができる理由について簡単に説明する。

今、第５図ａ ”−ｃに示すように、本体１０に取り付
ける中心部切削用チップ１３の半径をｒ（直径をｄ）、
外周部切削用チップ１４の弧面切削部の半径をＲ（直径
をＤ）とする。

また、中心部切削用チップ１３の傾き角をαとする。

ただし、説明の便宜上α−〇０として以下説明する。

また、第６図ａ”−ｃに中心部切削用チップ１３の一部
拡大図を示す。

この図にあって、同図ａは中心部切削用チップ１３を先
端側から見た正面図、同図すは右側面図、さらに同図Ｃ
は同図すのＣ−ｃｌにおける断面図である。

ここで、γは逃げ角、θは傾斜角を示す。

第６図から、各部はつぎの数式で与えられる。

したがって、Ｚ−Ｘ面において、２の軌跡が所定のボー
ルエンドミルの半径Ｒに一致すればよい。

また、Ｚ−Ｘ面におけるＣ点の座標は第７図に示すよう
に、Ｃ（Ｚ、ｒ）で示される。

ここで傾斜角θは近似的につぎのように設定することが
できる。

第７図において、点Ａは、また、傾斜角θの場合の円弧
と傾斜部との誤差△Ｚはつぎの式で与えられる。

したがって、ここで、上記の式によって、弧面切削部の直径りを１０
ｍｍ、２０ｍｖｔ、３０ｍｍ、４０ｍｒｔｔ、
５０ｍｒｒｔに変化させた１〜■の場合の各位置での
誤差を計算する。

この場合各数値は下表のように定めておく。このような
数値で求めた△２をグラフ化したものが第８図で示すグ
ラフである。

同グラフでわかるように、回転中心に近づくにつれて切
削過多が目立ち、回転中心から外れるにつれて９削不足
量が多くなる。

これをモデル化したのが第９図で示す説明図である。

同図においてクロスハツチング領域が切削過多領域２２
、ハツチング領域が切削不足領域２３である。

したがって、この切削不足領域２３は外周部切削用チッ
プ１４で切削すればよい。

しかし、切削過多領域２２はその切削過多量によっては
許容するζ−とができない。

各側における切削過多量の最大値（△ｚｍａｘ）は第１
０図で示すようになっている。

しかし、ボールエンドミルに要求される一般的な許容誤
差は±０．０５〜±０．１ｕｒｎ程度である。

このことを考慮して第１０図で示す切削過多量の最大値
を横割してみると、ＩのＤ＝１０ｍｍの場合しか適合し
ない。

そこで、ざらに△２を小さくする必要がある。

△２は傾斜角θに大きく影響される。

したがって、（７）式よりこの式を用い、θを１３°、１４°、１５°および１６
．１８７３８°にそれぞれ変化させて△２を計算する（
Ｄ＝２０ｍｍの場合）。

第１１図は△２を示すグラフである。

この結果、θを小さくすれば、切削過多量の最大値を小
さくすることができ、ボールエンドミルの許容値（たと
えば±０．０５〜±０．１ｍｍ）以内の精度を有す
る工具を製造することができる。

このような実施例によれば、先端が平坦な中心部切削用
切刃を用いても、精度よく円弧切削ができる。

また、中心部切削用チップは円形あるいは楕円形断面の
丸棒に傾斜面を設けるだけで周縁部に円弧状の切刃（中
心部切削用切刃）を形作ることができるので、中心部切
削用チップの製造（加工）が容易とな０、製造コストを
軽減できる。

また、この実権例によれば、切刃は中心部切削と外周部
切削とを互いに独立している刃部で行なう構造となって
いることから、各刃部を所望の形状（構造）、寸法、材
質で形作ることができる。

この結果、中心部と外周部との切削性のバランスを図る
こともできることから、ボールエンドミルの耐久性の向
上をも図ることができる。

なお、本発明は前記実権例に限定されない。

すなわち、中心部切削用チップの直径、傾斜角、逃げ角
、外周部切削用チップの円弧状切刃の半径等は適当に選
択すればよい。

また、本体には外周部切削用チップを多数配設してもよ
い。

さらに、本体はテーパ状のものでもよい。

以上のように、本発明のボールエンドミルによれば、中
心部切削と外周部切削を平均化することができるので、
寿命の長いボールエンドミルを提供することができる。

また、本発明によれば、中心部切削用チップはその先端
を平坦にするだけで中心部切削用切刃を形作ることがで
きる。

このため、極めて加工性が良く、安価なボールエンドミ
ルの提供が可能となる。

さらに、本発明によれば、中心部切削用チップの先端は
平面であっても、正確に円弧切削ができるなど多くの効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ ”−ｅは従来のボールエンドミルを示す正面
図、第２図ａ −ｄは本発明のボールエンドミルを示す
正面図、右側面図、底面図、平面図、第３図は第２図ａ
のｌ−ｌｌに泊う断面図、第４図は本発明のボールエン
ドミルによる切削領域の分布を示す説明図、第５図ａ
−ｃは本発明のボールエンドミルの正面図、右側面図、
底面図、第６図ａ−ｃは中心部切削用チップの先端の解
析を行なう除用いる説明図であって、同図ａは正面図、
同図すは右側面図、同図Ｃは同図すのＣ−Ｃ純に沿う断
面図、第７図は同じく説明図、第８図は同じく切削状態
を示す曲線図、第９図はチップをモデル化した説明図（
拡大右側面図）、第１０図は同じく切削における最大誤
差を示すグラフ、第１１図は同じく切削における誤差を
示すグラフである。１・・・・・・切刃、２・・・・・・チップ、３・・・
・・・本体、４・・・・・・ニック、１０・・・・・・
ボールエンドミル本体、１１゜１２・・・・・・凹部、
１３・・・・・・中心部切削用チップ、１４・・・・・
・外周部切削用チップ、１５・・・・・・傾斜面、１６
・・・・・・刃の背面、１７・・・・・・中心部切削用
切刃、１８・・・・・・外周部切削用切刃、１９・・・
・・・逃げ面、２０・・・・・・刃の背面、２１・・・
・・・共通切削領域、２２・・・・・・切削過多領域、
２３・・・・・・切削不足領域。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の切刃を有し、少なくとも一つの切刃は中心部
の切削をするようにボールエンドミル本体の端面回転中
心位置近傍に設けられ、他の切刃は前記切刃の切削領域
の外周部に重複するようにボールエンドミル本体の端面
回転中心近傍から外周方向にわたって延在して設けられ
たボールエンドミルにおいて、前記中心部切削用切刃は
ボールエンドミル本体の軸方向に沿って埋設された断面
円形の棒状チップの切削端側を斜めに平面で切断するこ
とによ０楕円形の輪部をもつ切削端面を有するものであ
わ、この切削端面の弧状周縁部の最も突出した部分はボ
ールエンドミル本体の回転中心と一致するとともに、切
削端面は上記回転中心かう離れるに従ってボールエンド
ミル本体の基端方向に傾斜することを特徴とするボール
エンドミル。２前記棒状チップの切削端面の傾斜角θは１６゜又は
それに類似の角度である特許請求の範囲第１項に記載の
ボールエンドミル。３前記中心部切削月切０刃の切削端面はその切れ刃（
稜）となる弧状部分を含む逃げ面を有し、その逃げ角γ
は１０°又はそれに類似の角度である特許請求の範囲第
１項又は第２項に記載のボールエンドミル。