JPS6125941Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はエンドミルの改良に関し、特に底刃
にドリルのような先端角を与えて求心性をもたせ
かつ従来のエンドミルと同様に軸に直角方向の送
りを可能としたエンドミルに関する。

従来、第１図に示すような底刃中心に切刃をも
つエンドミルを用いて、まず軸方向の送りによつ
て穴をあけた後、軸直角方向に送りを与えて、キ
ーみぞ等の長みぞ加工を行つている。従来のエン
ドミルは第１図ａや第２図に示すように底刃１，
１′は回転中心に向けて１゜〜５゜程度の半径方
向にげ角２を有し、また第１図ｂに示すように中
心をわずかに越える切刃３が設けられていて、軸
直角方向への切削に対して有利になるように設計
されていた。しかし、第２図に示すように底刃の
中心部がわずかに凹んでいるため、軸方向の切
削、すなわちドリリングに際しては、被削物表面
にはエンドミルの外周部から接し、かつ回転中心
が非対称であるため、穴あけ工程においては回転
中心が定まりにくく加工穴が入口部で拡大しやす
い。更に第２図に示すように刃みぞ部には0.5D
〜0.6D（但し、Ｄを刃部の直径とする）の一定
の心厚径４を有するため、先端回転中心部の切く
ずポケツト容積が小さく、このため切くずつまり
を生じやすい。又切刃角５が90゜以下になつてい
るため強度的に不十分で刃欠けなどが生じやすい
ので、同径のドリルなどに比較して送りは1/2以
下で加工しなければならず、穴あけ加工能率が悪
かつた。この考案はこのような欠点を改善したエ
ンドミルに関するものである。

以下、この考案の実施例を図面について説明す
ると、第３図ａに示すようにエンドミルの刃部直
径をＤとするとき先端部の心厚６を0.05D〜0.2D
の範囲とし、かつ刃みぞ長さ７すなわち切刃の全
長を1.5D〜3Dの範囲にとり、刃先端部から0.5D
〜1.5Dの範囲に心厚テーパ部８を設けて先端部
心厚より軸方向に距離に比例して漸増させ、更に
心厚テーパ部につづいて0.5D〜0.7Dの範囲を一
定心厚部９としてある。先端部にはドリルと同様
に140゜〜180゜未満の範囲で先端角１０が設けら
れ、先端角を設けた切刃１１，１１′には通常の
ドリルと同じ円錐研削、円筒研削その他のにげ角
研削法で４゜〜15゜の範囲のにげ角を設けてあ
る。

この考案によると上述のように先端部心厚６を
0.05D〜0.2Dの範囲としてあるのは、先端部心厚
径が0.05Dよりも小さくなると中心部強度が著し
く小さくなり切削トルクによつて軸中心で縦割れ
や中心部刃欠けを起すおそれがある。また0.2D
よりも大きくなると、切削抵抗のスラストが増大
して切味が悪くなり中心附近の切くずのポケツト
容積が小さくなりかつ先端チゼル１２の長さが大
きくなつて、穴あけ加工の際に中心チゼル部１２
の切削抵抗が著しく増すことになるからである。
これを実験データで示すと第９図に示す通りであ
り、先端心厚６が0.2Dを超えると切削スラスト
が急激に上昇することが分る。

刃みぞ長７を1.5D〜3Dの範囲にとつてあるの
は、1.5Dより短いと実作業上、深い切削が行い
にくく、3Dよりも長くなると曲げ剛性の低下を
きたし、この考案の主要な目的である軸方向、軸
直角方向の重切削が行ないにくくなるからであ
る。刃先端部から0.5D〜1.5Dに設けられた心厚
テーパ部８は通常のエンドミルには具備しないも
のであり、穴あけの際に刃先部からの切くず排出
をきわめて容易にする。また心厚テーパ部８が
0.5Dよりも短いと切くずの排出性能を悪化させ
高能率の穴あけがやりにくくなる。また心厚テー
パ部８が1.5Dより長くなりすぎると重切削、高
能率切削に必要とされる工具の剛性が低下する。
第１０図に示す実験データは心厚テーパを0.5D
〜1.5Dに設定したもので、切削スラストは著し
く減少することが分る。又、一定心厚部９は軸直
角方向の切削に対し0.5D以下では工具の曲げ剛
性が著しく低下し、重切削が行ないにくくなり、
他方0.7D以上になると、切くずポケツト容積が
著しく減少し切くずの排出性の低下を来たし、か
えつて重切削を行ないにくくするので0.5D〜
0.7Dに限定した。

また、先端部には140゜〜180゜未満の先端角が
設けられているので、被削物に穴あけ工具として
作用させる際に回転中心から接触が開始するた
め、従来のエンドミルと異なり求心性がきわめて
よく、しかも切くずの排出機構をドリルと同じよ
うに行なわせることができる。これを第１１図と
して穴明けにおける先端角と拡大量の従来品との
比較データとして示した。さらにこの考案では先
端部分にのみ心厚テーパ部８が設けられており、
一般のドリルに比較して心厚が全体的に大きいた
め、通常のドリル以上の送り速度で穴あけ加工す
ることができる。これは第１２図の穴あけによる
先端角と切削抵抗との関係を実験データで示し
た。即ち、同図イは送りと切削トルクの関係を示
し、同図ロは送りと切削スラストの関係を示し
た。また軸直角方向の切削に対しても通常のエン
ドミルは第２図に示すように、刃先角５が90゜以
下であるのに対し、この考案では90゜〜115゜と
いうように大きくすることができるため、刃欠に
対して最も弱いコーナの強さが著しく増すのでコ
ーナ部の刃欠けに対する改善効果が大きい。この
先端角１０が140゜以下になると、軸直角方向の
切削抵抗が著しく増大する。また、みぞ切削状況
を示す第４図ａ，ｂにおいて、ドリルに似た先端
形状をもつたこの考案の２つの切刃１１，１１′
が図示の如く切削方向と平行になつた場合第４図
ｂに示すように先端角を有する切刃１１と被削物
１３との間にすきま１４が生じ、このすきまに切
削によつて生じた切くずがまき込まれて切くずの
再切削を生じ、加工面の劣化をもたらす。従つて
先端角がこの考案のように140゜以上あれば、す
きま１４が小さくなり前述の切くずまき込みの現
象を避けることができる。

先端角１０を設けた切刃１１には４゜〜15゜の
にげ角が設けられているが、にげ角としてはこの
範囲内で大きめの方が実験においてよい結果が得
られた。またチゼル部分１２にはドリルと同様に
第５図ａ，ｂに示すような各種のシンニングを施
すことができ、このようにすると軸直角方向の切
削を行わせても先端角が140゜〜180゜未満の範囲
内にあれば、何等問題を生じないことが切削試験
によつて確認でき、さらに被削材への突入時の求
心性の向上と相俟つて第６図ａに示すみぞ切削の
場合に第６図ｂのように矢印１５で示すみぞ切削
方向と直角な力が先端角をもつた切刃１１，１
１′によつて拘束され、非常に直線性のよいみぞ
切削を行うことができる。

この考案のエンドミルは上述したような構造を
具えることによつて、従来のドリル以上の穴あけ
性能を兼備した工具とすることができる。このド
リルとエンドミルという組合せは以上の他に次の
ような利点がある。即ち型彫り加工等で、従来の
エンドミルでは穴あけ加工性能が十分ではなかつ
たため、ドリルで下穴をあけた後エンドミルで切
削しながら突込んで、軸直角方向の切削を行つて
いた。この場合一般に使用されるエンドミルのホ
ルダー（即ちコレツトチヤツク）とドリルのホル
ダーは共用できないため、機械スピンドルに取付
けられたホルダーを取り外して交換するか、また
は別の機械で穴あけのみを行なつた後被削物を移
し替えて加工していた。これに反しこの考案によ
ると、同一ホルダーと同一工具でこれらを行うこ
とができる。

この考案のドリル状のエンドミルによつて加工
されるみぞ形状は第６図ｂの如くみぞ底が平坦で
はないが、型彫りなどの荒加工々程では加工みぞ
底が必ずしも平坦でなくてもよい場合が非常に多
い。例えば回転軸のキーみぞ加工においても第６
図ｂのような形状のキー溝があつても不都合はな
く、むしろキーの安定がよくなる。このような場
合、量産加工によるキーみぞの加工能率を比較す
ると、第６図ｂのようなこの考案のエンドミルに
よるみぞ形状の加工と、従来のスクエアエンド型
のエンドミルによる加工では、前者が約２倍の能
率をあげることができた。また、板材の貫通長み
ぞなどの加工では、この考案では従来のエンドミ
ルの２倍以上の加工能率と、数倍の工具寿命が得
られた。また倣い荒切削等の工程では一般にボー
ルエンドミルが使用されるが第７図に示すような
多段先端角とすることもできる。この場合ボール
エンドミルに近似した多段先端形状にすることが
できるが、回転中心から0.1D〜0.3Dの範囲内の
径１６は先端角１７を140゜〜180゜未満にするこ
とが切削上好ましいが、それよりも外周にかけて
の多段部１８の先端角１９はある程度任意に選ん
でも差支えない。

この考案のエンドミルの刃先端部は通常のドリ
ルとほぼ同様に再研削することができ、かつ必要
に応じて先端部のみをボール状多段乃至テーパ状
多段などに容易に形状修正、再研削を行うことが
できる。またこの考案のドリルに似た形状を２枚
刃以上の４枚刃、６枚刃等のエンドミルに適用す
る場合は第８図ａに示すように対のドリル形状刃
２０，２０′の外周刃と接する部分２１よりも0.1
〜1.0mm程度２２離れた位置にドリル形状をもた
ない側面切削刃２３の先端が設けられるようにす
ることが必要である。

以上詳述したようにこの考案のエンドミルは上
述した形状を具えることにより求心性、切くず排
出性、剛性等が改善され軸方向軸直角方向の重切
削が可能となり穴あけ加工能率の向上に資すると
ころがきわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来のエンドミルの刃先部の側面
図、第１図ｂは正面図、第２図は従来のエンドミ
ルの刃部の縦断面図、第３図ａはこの考案のエン
ドミルの刃部の縦断面図、第３図ｂは同正面図、
第４図ａはこの考案のエンドミルのみぞ切削状態
の説明図、第４図ｂは第４図ａのＡ−Ａ断面図、
第５図ａ，ｂはこのエンドミルのチゼル形状の例
を示す正面図、第６図ａはこの考案のエンドミル
の切削状態の他の説明図、第６図ｂは第６図ａの
Ｂ−Ｂ断面図、第７図は他の実施例の刃部の縦断
面図、第８図ａは更に他の実施例の刃部の側面
図、第８図ｂは同正面図、第９図は先端心厚と切
削スラストの関係図、第１０図は心厚テーパと切
削スラストの関係図、第１１図は穴明けにおける
先端角と拡大量の関係図、第１２図は穴明けによ
る先端角と切削抵抗の関係図であつて、イは送り
と切削トルクの関係を、ロは送りと切削スラスト
の関係を示す。 ６……先端部の心厚径、７……刃みぞ長さ、８
……心厚テーパ部、９……一定心厚部、１０……
先端角、１１，１１′……対の切刃。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 刃部の直径をＤとするとき、切刃先端部の心厚
   径を0.05〜0.2Dとし、切刃先端部から軸方向に
   0.5D〜1.5Dの間の心厚をテーパとし、心厚テー
   パ部に続き柄方向に0.5D〜0.7Dの一定心厚径の
   部分を設け、切刃の全長を1.5D〜3Dとし、切刃
   先端の対の刃に140゜〜180゜未満の先端角を設
   け、かつ４゜〜15゜の先端にげ角を設けたエンド
   ミル。