JPS646171Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、大径のスローアウエイ式ボールエン
ドミルに係り、特にその切刃構成および工具剛性
を改善することにより重切削を可能にしたもので
ある。

従来、この種のボールエンドミルとしては、例
えば特開昭53−49390号公報等にみられるものが
開示されている。そして、この公報にみられるも
のは、３つの凸円弧側面を有するスローアウエイ
チツプが分割刃として組込まれているもので、軽
切削における切削性能はかなり良いものである。

しかしながら、このボールエンドミルは、スロ
ーアウエイチツプのすくい面が平面で、その半径
方向のすくい角、軸方向のすくい角がともに0゜の
構成になつているため切削抵抗が大きいものであ
つた。また、スローアウエイチツプの取付け方式
から必然的に工具本体の除去スペース要すれば凹
所１２を大きく採らなければならないことから工
具剛性が抵くなるものであつた。したがつて、こ
のボールエンドミルは、分割刃の利点はあるもの
の、重切削には適用できないという不都合があつ
た。

このようなことから、この種のボールエンドミ
ルでは、切刃構成および工具剛性を改善して重切
削に適用できるようなボールエンドミルの開発が
要望されている。

本考案は、上述した点に鑑みなされたもので、
分割刃の特性を充分活かせるように切刃構成を改
善するとともに、工具本体の除去スペースをでき
る限り減少させるようなスローアウエイチツプの
取付け構造を採用して工具剛性を改善できるよう
にしたボールエンドミルを提供するものである。

以下、本考案ボールエンドミルの一実施例につ
いて図を参照しながら説明する。

第１図乃至第５図において、１は、円柱状をな
す工具本体であり、その一端には、先丸頭部２が
形成され、その他端には、シヤンク３が形成され
る。

そして、この先丸頭部２には、複数個のチツプ
座６および切屑ポケツト９が形成され、このチツ
プ座６内には、スローアウエイチツプ４が配列固
定される。

このスローアウエイチツプ４は、第８図および
第９図において明示されているが、３つの凸円弧
側面８を有するもので三円弧形面１０には、中央
取付け穴５が穿設されているものである。

そして、このスローアウエイチツプ４を工具本
体１のチツプ座６に取付けるにあたつては、中央
取付け穴５を利用して止めねじ７により固定す
る。したがつて、チツプ座６は、スローアウエイ
チツプ４の円弧側面８に適合する２つの側壁が形
成されるとともに、その底面には、前記止めねじ
７のねじ部分がねじ込まれるねじ穴６ａが穿設さ
れる。

しかして、このスローアウエイチツプ４は、切
削上、凸円弧側面８側で凸曲するすくい面を構成
し、また中央取付け穴５を穿設した三円弧形面１
０側で逃げ面を構成する。この場合、前記切屑ポ
ケツト９は、凹状を呈するようにして、前記スロ
ーアウエイチツプ４の凸曲するすくい面側に連設
される。したがつて、工具本体１における除去ス
ペースは、チツプ座６および切屑ポケツト９だけ
となり、工具剛性が高められる。

さらに、スローアウエイチツプ４のチツプ座６
内への配列は、３枚刃の例で説明すれば、最先端
にあるスローアウエイチツプ４_Aについては、第
１図にみられるように切刃始点Ｏが回転中心付近
にあつて、工具本体１の軸中心線１ａに対して傾
斜する取付け角θ₁で取付けられる。また残りのス
ローアウエイチツプ４_B，４_Cについては、第３図
および第４図で示されているように回転方向およ
び軸方向に偏位するとともに、軸中心線１ａに対
する取付け角θ₂，θ₃で取付けられる。

すなわち、第５図で示されているように、スロ
ーアウエイチツプ４_A，４_B，４_Cは、軸方向にお
ける切刃稜１１の長さａ，ｂ，ｃおよび軸中心線
１ａに対する漸減する取付け角θ₁，θ₂，θ₃によつ
て配列される。また、スローアウエイチツプ４の
回転方向では、第２図で示されるように最先端に
あるスローアウエイチツプ４_Aを基準にして、残
りのスローアウエイチツプ４_B，４_Cをそれぞれセ
ツト角α₁，α₂，α₃で決定している。このセツト角
α₁，α₂，α₃の決定は、切屑ポケツト９のスペース
およびチツプ座６の後壁における工具本体１の強
度が配慮されるものである。したがつて、このセ
ツト角α₁，α₂，α₃……は通常刃数によつて等分割
された角度となるが前述した配慮が達成できれば
不等分割刃例えば特公昭41−20750号公報にみら
れるような防振フライスの考え方も導入すること
ができるものである。そして、第２図では、第１
図の軸中心線１ａに対する垂直方向における半径
方向の軸中心線１ｂをまず設定し、次いで時計方
向にセツト角α₁，α₂，α₃が半径方向の軸中心線１
ｂ，１ｃ，１ｄによつて設定される。

なお、本実施例では、回転方向の配列について
は、α₁＝α₂＝α₃＝120゜の等分割とし、軸中心線１
ａに対する取付け角については、θ₁＝63゜54′，θ₂
＝45゜，θ₃＝15゜にした。

しかして、第５図における軸方向の切刃稜１１
の長さａ，ｂ，ｃは、図面表示上形式的に異なつ
ているが、第６図ａ〜ｃにみられるように実質的
には、切刃稜１１の長さが等しくなつており、取
代のバランスがとられるものである。なお、第６
図ａ〜ｃは、第１図、第３図〜第５図におけるＡ
〜Ｃ矢視方向からの平面図であり、第６図ｄは、
第６図ａ〜ｃのａ−ａ線、ｂ−ｂ線およびｃ−ｃ
線に沿つて得られる一部断面図である。そして、
このスローアウエイチツプ４は、切屑の流出を適
正にするため、それぞれ取付け角δ₁，δ₂，δ₃を設
定している。この場合、取付け角δ₁，δ₂，δ₃は、
第６図ａ〜ｃで説示されているようにスローアウ
エイチツプ４の切刃稜１１の中央とチツプ半径ｒ
の原点とを結ぶ二等分線および前述した半径方向
の軸中心線１ｂ，１ｃ，１ｄによつて構成される
ものである。また、球の中心点O₂と切刃稜１０
との距離Ｅは、第６図ｄで示されているように一
定値となる。

このようにして構成されたスローアウエイ式ボ
ールエンドミルは、その切刃稜１１が弧状をなす
とともにそのすくい面が凸曲していることから三
次元的切削をなし、また分割刃による分担切削で
あることから重切削を可能にする。

また、スローアウエイチツプ４は、それぞれ３
つの切刃稜１１を有していることから、それぞれ
有効な切刃数として利用できる。なお、これらの
切刃稜１１は、第７図でみられるように半径Ｒの
球形状をＤ−Ｄ線で斜截（角度θ₁とする）したと
きに創成される切口の円形稜線の一部を利用した
ものである。したがつて、切刃稜１１の刃先半径
ｒは、ｒ＝Rcosθ₁となり、工具の刃先半径Ｒと
一致せず、Ｒ＞ｒの関係になつている。

これに対し、特開昭53−49390号公報にみられ
るボールエンドミルでは、工具の刃先半径と、ス
ローアウエイチツプの切刃稜半径とが同一となる
ものである。したがつて、工具の刃先半径を同一
のものとすれば、本願考案におけるチツプ座６の
面積の方が小さくなり、これに伴つて工具剛性が
高まる。しかも、このスローアウエイチツプ４の
逃げ面側では厚みが大きくなつているため重切削
に耐え得る。

さらに、第１０図および第１１図は、他の実施
例を示したものですくい角を負角とすることによ
つてスローアウエイチツプ４の使用切刃が６コ−
ナーとなるようにしたものである。そして、この
スローアウエイチツプ４については、第１２図お
よび第１３図で明示されている。この場合にも各
切刃稜１１は、弧状をなしており、凸円弧側面８
により凸曲するすくい面を形成する。

なお、本実施例では、スローアウエイチツプ４
は、同一工具では同一形状のものを使用している
が、異なつた半径を有する円弧形状すなわち相以
形状のものを使用できる。これは、周速に合せて
スローアウエイチツプ４の大きさを選択できるこ
とを意味する。

したがつて、周速に適合するようにスローアウ
エイチツプ４の材種の変更もできるものである。
また、本考案では、３枚刃構成のボールエンドミ
ルに適用したが工具の刃先半径Ｒが大きくなれば
それに応じて刃数を増加できるものである。

さらに、以上述べた本実施例では、スローアウ
エイチツプ４については、正三角形を基本形状と
して、その三辺を円弧で置換したものが説示され
ている。しかし、この頂角部分には、第１４図で
示されているように、直線的なチヤンフアー１２
を設けてもよいものである。この場合は、円弧状
をなす切刃稜１１の使用角度βが減少するが、刃
先強度の点で剛性が高くなるものである。したが
つて、この使用角度βについては、第８図、第９
図、第１２図、第１３図の場合を含めて30゜≦β
≦120゜の範囲で選択される。

また、深溝削り、肩削りなどに使用する場合に
は、先丸頭部２の後部に直線的な外周切刃稜を有
する切刃チツプを適宜付加してもよいものであ
る。この場合の切刃チツプは、ろう付けによつて
固定してもよいし、機械的なクランプ手段によつ
てもよいものである。

次に、本考案スローアウエイ式ボールエンドミ
ルにおける炭素鋼（S55C）の切削例について説
明する。

工具仕様は、工具の刃先呼び径がφ50mmとなる
ようにしたもので、スローアウエイチツプ４につ
いては、第１図乃至第４図で示されるように３つ
取付けられるようにした。この場合、スローアウ
エイチツプ４の切刃稜１１の半径ｒ＝11mmとし、
厚さを６mmとし、15゜の逃げ角を付与した。また、
スローアウエイチツプ４の取付け角は、θ₁＝
63゜54′，θ₂＝45゜，θ₃＝15゜とし、回転方向の配列
に
ついては、セツト角をα₁＝α₂＝α₃＝120゜とした。

また、被削材１３については、前述したように
炭素鋼（S55C，HRC20）で、第１５図にみられ
るようなプラスチツクス用の金型とした。この場
合、４角枠部分の高さが200mmで、巾が400mm、長
さが500mmである。切削条件については、切削速
度Ｖ＝150ｍ／min、切込みｄ＝10mm、テーブル
送りＦ＝250mm／minとし、矢印で示されるよう
に４角枠部分の内外面部分を倣い加工した。

この結果、本考案のスローアウエイ式ボールエ
ンドミルによる倣い加工では、切削寿命が３時間
で、切れ味が良好となり、振動が小さかつた。こ
れは、凸曲するすくい面により切削抵抗が減少
し、また工具剛性が高まつたことからで機械の能
力（馬力）を有効に使えるものであつた。

これに対し、特開昭53−49390号公報にみられ
る同一の刃先呼び径を有する従来品では、振動発
生から、テーブル送りＦ＝150mm／minが限界で、
切削寿命も１時間と短寿命であつた。

本考案は、以上説明したように、スローアウエ
イチツプ４については、凸曲するすくい面により
弧状をなす切刃稜１１を構成し、またその取付け
機構も工具本体の剛性が高められるようにしたも
のであるから、特に大径のボールエンドミルで、
従来品よりも重切削が可能になり、また切削寿命
も向上するという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案スローアウエイ式ボールエン
ドミルの一実施例を示す一部正面図、第２図は、
その底面図、第３図および第４図は、第２図から
それぞれ斜右下方向、斜左下方向に引き出された
側面図、第５図は、切刃チツプの回転軌跡の関係
を示す説明図、第６図ａ〜ｃは、第１図、第３図
〜第５図におけるＡ〜Ｃ矢視方向からみた端面
図、第６図ｄは第６図ａ〜ｃのａ−ａ線、ｂ−ｂ
線、ｃ−ｃ線に沿つて得られる一部断面図、第７
図ａ，ｂは、工具半径Ｒと刃先半径ｒとの関係を
示す説明図、第８図は、スローアウエイチツプの
正面図、第９図は、その側面図、第１０図は、本
考案スローアウエイ式ボールエンドミルの変形例
を示す要部の正面図、第１１図は、その底面図、
第１２図は、スローアウエイチツプの変形例を示
す正面図、第１３図は、その側面図、第１４図
は、別のスローアウエイチツプを示す正面図、第
１５図は、被削材の一例を示す斜視図である。 １……工具本体、２……先丸頭部、４……スロ
ーアウエイチツプ、８……凸円弧側面、９……切
屑ポケツト、１０……三円弧形面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工具本体１の先丸頭部２には、複数個のチツプ
   座６および切屑ポケツト９がそれぞれ形成され、
   これらのチツプ座６内には、３つの凸円弧側面８
   を有するスローアウエイチツプ４が、中央取付け
   穴５および止めねじ７によつて固定され、しかも
   弧状をなす切刃稜１１によつて半球状の回転軌跡
   を構成するようにしたスローアウエイ式ボールエ
   ンドミルにおいて、 前記スローアウエイチツプ４は、チツプ座６内
   へのねじ止めにあたつては、凸円弧側面８側で凸
   曲するすくい面を構成するとともに、中央取付け
   穴５を穿設した三円弧形面１０側で逃げ面を構成
   し、またチツプ座６内への配列にあたつては、最
   先端にあるスローアウエイチツプ４_Aについては、
   切刃始点O₁が回転中心付近にあつて、軸中心線
   １ａに対して傾斜する取付け角θ₁で取付けられる
   とともに、残りのスローアウエイチツプ４_B，４_C
   ……については、回転方向および軸方向に順次ず
   れるように位置させ、しかも軸中心線１ａに対す
   る取付け角θ₂，θ₃……が漸減するように取付けら
   れており、 前記チツプ座６は、スローアウエイチツプ４の
   取付けおよび配列に適合するように２つの側壁が
   形成され、その座面には、ねじ穴６ａが穿設され
   るようになつており、 前記止めねじ７は、スローアウエイチツプ４の
   中央取付け穴５から嵌挿され、そのねじ部分をチ
   ツプ座６のねじ穴６ａにねじ込むことによつてス
   ローアウエイチツプ４を固定するようになつてお
   り、 前記切屑ポケツト９は、凹状を呈するように前
   記スローアウエイチツプ４の凸曲するすくい面側
   に連設されていることを特徴とするスローアウエ
   イ式ボールエンドミル。