JPWO2013005307A1 - 不等リードエンドミル - Google Patents

Abstract

複数のねじれ溝１６の溝底径ｄを、工具先端からシャンク１２側へ向かうに従って増大させたため、折損強度が向上し、切込み寸法が大きい高負荷や高能率の加工が可能になるとともに工具寿命が向上する一方、工具剛性が高くなって撓み変形が抑制されるため加工精度が一層向上する。また、外周切れ刃２０のランド１８を外周２番部のみから構成したので、そのランド１８間のねじれ溝１６の溝幅寸法すなわちチップポケットの幅寸法が大きくなり、溝底径ｄの増大に拘らず十分な大きさのチップポケットを確保でき、切り屑詰まりを抑制しつつ溝底に傾斜を設けて折損強度を向上させることができる。

Description

本発明はエンドミルに係り、特に、優れた加工精度が得られる不等リードエンドミルの改良に関するものである。

エンドミルの一種に、ねじれ角が異なる複数の外周切れ刃を有する不等リードエンドミルが提案されている。特許文献１に記載のエンドミルはその一例で、複数の外周切れ刃の周方向の間隔が連続的に変化するため、共振によるビビリ振動等が抑制されて優れた加工精度（面粗さ）が得られる。

特開２００８−１１０４５２号公報

しかしながら、このような従来の不等リードエンドミルにおいては、切込み寸法が大きい高負荷の加工や高能率加工を行う際にねじれ溝の切り上がり部分で工具が折損することがあった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、優れた加工精度が得られる不等リードエンドミルの折損強度を向上させることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、ねじれ角が異なる複数の外周切れ刃を有する不等リードエンドミルにおいて、前記複数の外周切れ刃のすくい面を構成する複数のねじれ溝の溝底径ｄが、軸方向において工具先端からシャンク側へ向かうに従って増大していることを特徴とする。

第２発明は、第１発明の不等リードエンドミルにおいて、前記外周切れ刃のランドは外周２番部（第１逃げ面とも言われる部分）のみから成ることを特徴とする。

第３発明は、第２発明の不等リードエンドミルにおいて、前記ランドのヒールに繋がる刃裏側の前記ねじれ溝の軸心Ｏと直角な断面形状は、該ランドのヒールから前記複数のねじれ溝の溝底を通る溝底円Ｑに引いた接線Ｃを基準として、該接線Ｃの両側に刃径Ｄに対してそれぞれ０．０５Ｄの幅寸法で定められた許容範囲Ｅ内に溝壁面が入るように定められていることを特徴とする。

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの不等リードエンドミルにおいて、前記溝底径ｄは、軸方向において０．５°〜５．５°の範囲内のテーパ半角で連続的に増大していることを特徴とする。

第５発明は、第２発明または第３発明の不等リードエンドミルにおいて、前記複数の外周切れ刃の刃直角方向のランドすなわち外周２番部の幅寸法である刃厚ｔは、刃径Ｄに対して０．０４Ｄ以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされていることを特徴とする。

第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの不等リードエンドミルにおいて、前記複数の外周切れ刃のすくい角γは、３°以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされていることを特徴とする。

第７発明は、第１発明〜第６発明の何れかの不等リードエンドミルにおいて、前記複数の外周切れ刃に連続して複数の底刃を有するとともに、その底刃には、前記ねじれ角によって異なる大きさのギャッシュ角でギャッシュが設けられており、そのねじれ角が大きい場合は小さい場合に比較してそのギャッシュ角が大きくされていることを特徴とする。

このような不等リードエンドミルにおいては、複数のねじれ溝の溝底径ｄが工具先端からシャンク側へ向かうに従って増大しているため折損強度が向上し、切込み寸法が大きい高負荷や高能率の加工が可能になるとともに工具寿命が向上する一方、工具剛性が高くなって撓み変形が抑制されるため加工精度が一層向上する。

第２発明では、外周切れ刃のランドが外周２番部のみから成るため、そのランド間の溝幅寸法すなわちチップポケットの幅寸法が大きくなり、溝底径ｄの増大に拘らず十分な大きさのチップポケットを確保でき、切り屑詰まりを抑制しつつ溝底に傾斜を設けて折損強度を向上させることができる。

第３発明では、刃裏側におけるねじれ溝の断面形状が、ランドのヒールから溝底円Ｑに引いた接線Ｃを基準として、その接線Ｃの両側にそれぞれ０．０５Ｄの幅寸法で定められた許容範囲Ｅ内に溝壁面が入るように定められているため、ランド間の溝幅寸法の相違や変化に拘らず外周切れ刃側のすくい面の形状を適切に維持しつつ、外周２番部のみから成るランドの刃裏側の形状を適切に設定することができる。

第４発明では、溝底径ｄが軸方向において０．５°〜５．５°の範囲内のテーパ半角で連続的に増大しているため、溝底径ｄの増大による切り屑詰まりや応力集中を回避しつつ折損強度を適切に向上させることができる。

第５発明では、複数の外周切れ刃の刃厚ｔが０．０４Ｄ以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされているため、不等リードによる外周切れ刃の周方向の間隔の変化に拘らず外周切れ刃の強度のばらつきが防止され、所定の切れ刃強度を確保できる。

第６発明では、複数の外周切れ刃のすくい角γが３°以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされているため、不等リードによる外周切れ刃の周方向の間隔の変化に拘らず切削性能や耐摩耗性、刃先強度のばらつき等が防止される。

第７発明は、底刃のギャッシュのギャッシュ角が外周切れ刃のねじれ角によって異なり、ねじれ角が大きい場合は小さい場合に比較してギャッシュ角が大きくされているため、ねじれ角の相違に拘らず底刃の切り屑が適切に排出されるようになる。すなわち、外周切れ刃のねじれ角が大きい場合は、底刃のチップルームが小さいため切り屑のリフトアップ効果（軸方向への持ち上げ性能）が低く、切り屑が滞留し易いが、ねじれ角が大きい場合はギャッシュ角が大きくされるため、底刃の切り屑がギャッシュを介して適切に外周側へ排出されるようなり、切り屑詰まりが抑制されるのである。

本発明の一実施例である不等リードエンドミルを示す図で、(a) は正面図、(b) は刃部における軸心Ｏと直角な断面図、(c) は先端側から見た底面図、(d) はねじれ溝を軸心Ｏと平行に示した縦断面図である。 図１の不等リードエンドミルの外周切れ刃の展開図である。 図１の不等リードエンドミルの軸心Ｏと直角な溝断面形状を説明する図で、(a) は断面図、(b) はすくい面側を研削加工した状態の部分断面図である。 本発明品および比較品を用いて各種の試験を行った際の試験品および試験条件を説明する図である。 図４の試験品No１〜No６を用いて試験条件No１の溝切削加工が可能な軸方向切込み寸法の限界値を調べた結果を示す図である。 図４の試験品No１、No３、およびNo６を用いて試験条件No２〜No５の切削加工を行って切削距離または摩耗量を調べた結果を示す図である。 図４の試験品No１およびNo３を用いて試験条件No５の側面切削加工を行って切削距離を調べた結果を示す図である。 テーパ半角αが溝加工性能および側面加工性能に与える効果を調べた結果を示す図である。 本発明の他の実施例を説明する図で、図１(d) に対応する縦断面図である。 本発明の更に別の実施例を説明する図で、従来の背抜き部分を再研削加工によって除去する場合の一例であり、(a) は従来形状の断面図、(b) は再研削後の形状の断面図である。

本発明の不等リードエンドミルの複数の外周切れ刃は、それぞれ全長に亘って一定のねじれ角で設けられる。複数の外周切れ刃のねじれ角の角度差は、例えば１０°以下で、５°程度以下が望ましい。複数の外周切れ刃のねじれ角は、互いに全部相違していても良いが、少なくとも１刃が相違していれば良い。外周切れ刃の一部は、軸心と平行な直刃であっても良い。外周切れ刃は、滑らかな仕上げ用だけでなく、波形状やニック等が設けられた荒加工用であっても良い。また、本発明は、外周切れ刃の先端のコーナーに丸みが設けられたラジアスエンドミルや、コーナーが角形のスクエアエンドミル、底刃が球面上に設けられたボールエンドミルなど、種々のエンドミルに適用され得る。

ねじれ溝の溝底径ｄは、工具先端からシャンク側へ向かうに従って例えば軸方向において０．５°〜５．５°の範囲内の一定のテーパ半角で増大させられるが、テーパ半角が０．５°〜５．５°の範囲内で段階的或いは連続的に変化していても良い。テーパ半角が５．５°を超えると切り屑詰まりによる折損が生じる場合があり、０．５°未満では折損強度の向上効果が十分に得られないため、刃長等の工具諸元や加工条件によって異なるが０．５°〜５．５°の範囲内が適当である。第１発明の実施に際しては、途中に軸心と平行な平行部が設けられても良いし、刃長等の工具諸元や加工条件によってはテーパ半角が０．５°〜５．５°の範囲を逸脱して定められても良いなど、種々の態様が可能である。複数のねじれ溝は、軸方向位置が同じであれば互いに溝底径ｄが等しくなるように設けられる。

第２発明では、外周切れ刃のランドが外周２番部のみで構成されるが、他の発明の実施に際しては、ランドに三番取り等の背抜きが設けられていても良いなど、種々の態様が可能である。外周２番部のみから成るランドを形成する場合、例えばねじれ溝を研削加工する砥石の姿勢を溝加工の途中で変化させるなど、多軸（例えば５軸など）の加工機を用いて１回の研削加工で形成することもできるが、複数回の研削加工で外周２番部分を研削するなどして形成しても良いなど、種々の態様が可能である。

第５発明では、複数の外周切れ刃の刃厚ｔが０．０４Ｄ以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされているため、ねじれ角の相違によりねじれ溝の溝幅が軸方向において変化することになるが、このようなエンドミルも、例えばねじれ溝を研削加工する砥石の姿勢を溝加工の途中で変化させるなど、多軸（例えば５軸など）の加工機を用いて１回の研削加工で形成することができる。複数回の研削加工で刃厚ｔが略一定になるように調整しても良い。０．０４Ｄ以下のばらつき範囲は、例えば目標値に対して±０．０２Ｄ以下のばらつき範囲（公差）で加工することによって得られる。刃厚ｔのばらつきが０．０４Ｄを超えると、外周切れ刃の強度がばらついて耐久性が損なわれる恐れがあるが、他の発明の実施に際しては刃厚ｔが０．０４Ｄを超えてばらついても良い。

第６発明では、複数の外周切れ刃のすくい角γが３°以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされており、例えばねじれ溝を研削加工する砥石を略一定の姿勢に保持してリード送りしながら溝加工を行うことにより、１回の研削加工で形成することができるが、必要に応じて複数回の研削加工ですくい角γが略一定になるように調整しても良い。３°以下のばらつき範囲は、例えば目標値に対して±１．５°以下のばらつき範囲（公差）で加工することによって得られる。すくい角γが３°を超えてばらつくと、切削性能や耐摩耗性、刃先強度のばらつき等により耐久性が損なわれる恐れがあるが、他の発明の実施に際してはすくい角γが３°を超えてばらついても良い。

第７発明では、底刃に設けられるギャッシュのギャッシュ角がねじれ角によって異なる大きさとされるが、他の発明の実施に際しては、ねじれ角の相違に拘らず一定のギャッシュ角でギャッシュを設けるようにしても良い。第７発明では、ねじれ角の相違に従ってギャッシュ角が異なる大きさとされるが、ねじれ角が異なる場合に総てギャッシュ角を相違させる必要はなく、例えばねじれ角が３段階で変化している場合にギャッシュ角は２段階で変化させるだけでも良いなど、種々の態様が可能である。

本発明の不等リードエンドミルは、複数の外周切れ刃の周方向の間隔が連続的に変化するが、工具先端の外周切れ刃および底刃が等角度間隔（等分割ともいう）で位置するように構成することもできる。或いは、工具先端の外周切れ刃および底刃が所定の不等角度間隔（不等分割ともいう）で位置するように構成することもできる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である不等リードエンドミル１０を示す図で、(a) は軸心Ｏと直角方向から見た正面図、(b) は刃部１４における軸心Ｏと直角な断面図、(c) は先端側から見た底面図、(d) はねじれ溝１６を軸心Ｏと平行に示した縦断面図である。また、図２は、不等リードエンドミル１０の複数（本実施例では５枚）の外周切れ刃２０を軸心Ｏまわりに展開した展開図である。この不等リードエンドミル１０は、シャンク１２と刃部１４とを軸心Ｏと同心に備えており、刃部１４には５本のねじれ溝１６が設けられることにより５つのランド１８に分断され、それ等のランド１８の周方向の一端にそれぞれねじれ溝１６に沿って外周切れ刃２０が設けられている。本実施例の不等リードエンドミル１０は、刃径Ｄが１２．７ｍｍ、刃部１４の軸方向長さである刃長Ｌすなわちねじれ溝１６の溝切上げ部分を除く溝長さが約３１．８ｍｍ（≒２．５Ｄ）で、超硬合金にて一体に構成されているとともに、刃部１４の表面にはＴｉＡｌＮの硬質被膜がコーティングされている。

この不等リードエンドミル１０は、シャンク１２側から見て右まわりに回転駆動されることにより切削加工を行うもので、外周切れ刃２０は何れもその切削回転方向と同じ右まわりにねじれている。これ等の外周切れ刃２０は、図２の展開図から明らかなように、それぞれ全長に亘って一定のリードで設けられているが、そのリードすなわちねじれ角λが相違している。図２は、５枚の外周切れ刃２０やねじれ溝１６、ランド１８、ねじれ角λを区別するためにａ〜ｅの符号を付けて示したものである。具体的には、ランド１８ａ〜１８ｅの幅寸法は互いに等しく、且つ軸方向の全長に亘って略一定とされており、このようにランド１８ａ〜１８ｅが一定の幅寸法で設けられることにより、ねじれ角λの相違に応じてねじれ溝１６ａ〜１６ｅの溝幅が軸方向において連続的に変化している。ねじれ角λａ〜λｅは総て相違していても良いが、本実施例では外周切れ刃２０ａのねじれ角λａおよび外周切れ刃２０ｄのねじれ角λｄが互いに等しくて約４１°であり、外周切れ刃２０ｂのねじれ角λｂが約４２°であり、外周切れ刃２０ｃのねじれ角λｃおよび外周切れ刃２０ｅのねじれ角λｅが互いに等しくて約４３°である。

また、工具先端における外周切れ刃２０ａ〜２０ｅの軸心Ｏまわりの角度間隔は、外周切れ刃２０ｅと２０ａとの間の角度θａおよび外周切れ刃２０ｃと２０ｄとの間の角度θｄが互いに等しくて約８３°、外周切れ刃２０ａと２０ｂとの間の角度θｂおよび外周切れ刃２０ｄと２０ｅとの間の角度θｅが互いに等しくて約６２°、外周切れ刃２０ｂと２０ｃとの間の角度θｃが約７０°である。すなわち、これ等の外周切れ刃２０には連続して底刃２２が設けられるが、これ等の底刃２２も軸心Ｏまわりの間隔が異なる不等分割とされているのである。

上記底刃２２には、それぞれすくい面を構成するようにギャッシュ２４が設けられているが、そのギャッシュ角は、前記ねじれ角λによって異なる大きさとされており、ねじれ角λが大きい場合は小さい場合に比較してギャッシュ角が大きくされている。具体的には、ねじれ角λが比較的小さい外周切れ刃２０ａ、２０ｄに連続して設けられた底刃２２のギャッシュ２４のギャッシュ角は約１５°で、他の底刃２２、すなわち外周切れ刃２０ｂ、２０ｃ、２０ｅに連続して設けられた底刃２２のギャッシュ２４のギャッシュ角は約２０°である。ギャッシュ角は、軸心Ｏに対して直角な方向からのギャッシュ２４の軸方向への傾斜角度で、ギャッシュ角が大きい程切り屑は外周側へ流れ易くなる。すなわち、外周切れ刃２０のねじれ角λが大きい場合は、底刃２２のチップルームが小さいため切り屑のリフトアップ効果（軸方向への持ち上げ性能）が低く、切り屑が滞留し易いが、ねじれ角λが大きい外周切れ刃２０ｂ、２０ｃ、２０ｅに連続して設けられた底刃２２のギャッシュ２４のギャッシュ角が大きくされることにより、その底刃２２の切り屑がギャッシュ２４を介して適切に外周側へ排出されるようなり、切り屑詰まりが抑制される。

前記ねじれ溝１６は、その幅寸法が軸方向へ向かうに従って連続的に変化するが、複数のねじれ溝１６の溝底径ｄは、図１の(b) に示すように軸方向位置が同じであれば互いに等しい。また、その溝底径ｄは、図１の(d) から明らかなように軸方向において工具先端からシャンク１２側へ向かうに従って一定のテーパ半角αで連続的に増大している。このテーパ半角αは、０．５°〜５．５°の範囲内で適宜定められ、本実施例では約１．５°程度である。また、工具先端における溝底径ｄすなわち心厚は、本実施例では約８．２６ｍｍ（≒０．６５Ｄ）である。

前記ランド１８は、図１の(b) から明らかなように外周２番部（第１逃げ面に相当）のみから構成されており、刃直角方向のランド１８の幅寸法である刃厚ｔ（図１(a) 参照）は約０．９５ｍｍで、複数のランド１８の刃厚ｔは、±０．０２Ｄ（本実施例では０．０２×１２．７≒０．２５ｍｍ）以下のばらつき範囲（許容範囲）で互いに等しく、且つ軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされている。また、複数の外周切れ刃２０のすくい角γは約２°で、±１．５°以下のばらつき範囲（許容範囲）で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされている。

図３の(a) は、外周切れ刃２０ａ〜２０ｅからランド１８ａ〜１８ｅのヒールに至る軸心Ｏと直角なねじれ溝１６ａ〜１６ｅの断面形状の一例を説明する図で、複数のねじれ溝１６ａ〜１６ｅの溝底を通る溝底円Ｑと外周切れ刃２０ａ〜２０ｅの刃先とを通り、且つ上記すくい角γが所定の大きさになる共通の凹曲線（例えば円弧）Ｓを設定する。また、刃裏側に関しては、各ランド１８ａ〜１８ｅのヒールから溝底円Ｑに引いた接線Ｃを基準として、その接線Ｃの両側にそれぞれ０．０５Ｄ（本実施例では０．０５×１２．７≒０．６４ｍｍ）の幅寸法で定められた許容範囲Ｅ内に溝壁面が入るように、ヒールから凹曲線Ｓに対して滑らかに接続される直線Ｌａ〜Ｌｅが定められ、それ等の直線Ｌａ〜Ｌｅおよび凹曲線Ｓによって各ねじれ溝１６ａ〜１６ｅの断面形状が定められる。図３(a) ではねじれ溝１６ａおよび１６ｂについて許容範囲Ｅが示されているが、他のねじれ溝１６ｃ〜１６ｅについても同様の許容範囲Ｅ内に入るように断面形状が定められる。このようなねじれ溝１６ａ〜１６ｅは、複数回の研削加工を行うことによって形成することができるが、溝形状によっては研削砥石の位置や姿勢を変化させつつ各ねじれ溝１６ａ〜１６ｅに沿って相対移動させることにより、多軸（例えば５軸など）の加工機を用いて１回の研削加工で形成することも可能である。図３の(b) は複数回の研削加工で溝研削を行う場合の一例で、棒状素材３０に対して凹曲線Ｓに対応するすくい面溝３２を研削加工した状態であり、この後、二点鎖線で示すように上記直線Ｌａ〜Ｌｅに沿って研削加工を行うことにより、目的とする断面形状のねじれ溝１６が得られる。なお、各外周切れ刃２０ａ〜２０ｅの刃直角断面で各ねじれ溝１６ａ〜１６ｅの断面形状を規定するようにしても良い。

このような本実施例の不等リードエンドミル１０においては、複数のねじれ溝１６の溝底径ｄが工具先端からシャンク１２側へ向かうに従って増大しているため折損強度が向上し、切込み寸法が大きい高負荷や高能率の加工が可能になるとともに工具寿命が向上する一方、工具剛性が高くなって撓み変形が抑制されるため加工精度が一層向上する。

また、外周切れ刃２０のランド１８が外周２番部のみから成るため、そのランド１８間のねじれ溝１６の溝幅寸法すなわちチップポケットの幅寸法が大きくなり、溝底径ｄの増大に拘らず十分な大きさのチップポケットを確保でき、切り屑詰まりを抑制しつつ溝底に傾斜を設けて折損強度を向上させることができる。

また、刃裏側におけるねじれ溝１６の断面形状が、各ランド１８のヒールから溝底円Ｑに引いた接線Ｃを基準として、その接線Ｃの両側にそれぞれ０．０５Ｄの幅寸法で定められた許容範囲Ｅ内に溝壁面が入るように定められているため、ランド１８間の溝幅寸法の相違や変化に拘らず外周切れ刃２０側のすくい面の形状（凹曲線Ｓ）を適切に維持しつつ、外周２番部のみから成るランド１８の刃裏側の形状を適切に設定することができる。

また、溝底径ｄが軸方向において０．５°〜５．５°の範囲内の一定のテーパ半角αで連続的に増大しているため、溝底径ｄの増大による切り屑詰まりや応力集中を回避しつつ折損強度を適切に向上させることができる。

また、複数の外周切れ刃２０の刃厚ｔが目標値（０．９５ｍｍ）に対して±０．０２Ｄ以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされているため、不等リードによる外周切れ刃２０の周方向の間隔の変化に拘らず外周切れ刃２０の強度のばらつきが防止され、所定の切れ刃強度を確保できる。

また、複数の外周切れ刃２０のすくい角γが目標値（２°）に対して±１．５°以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘ってそのばらつき範囲内とされているため、不等リードによる外周切れ刃２０の周方向の間隔の変化に拘らず切削性能や耐摩耗性、刃先強度のばらつき等が防止される。

また、底刃２２のギャッシュ２４のギャッシュ角が外周切れ刃２０のねじれ角λによって異なり、ねじれ角λが大きい場合は小さい場合に比較してギャッシュ角が大きくされているため、ねじれ角λの相違に拘らず底刃２２の切り屑が適切に排出されるようになる。

図４は、本発明品および比較品を用いて各種の試験を行った際の試験品および試験条件を説明する図である。(a) の試験品No１およびNo４は、テーパ半角α＝０°で且つ図１０の(a) に示すように背抜き６０を有するランド６２や溝幅が一定のねじれ溝６４が設けられた不等リードの従来品、試験品No２およびNo５は、前記不等リードエンドミル１０に比較してテーパ半角α＝０°である点が異なるだけの比較品、試験品No３およびNo６は、前記不等リードエンドミル１０と同様に構成された本発明品である。なお、４枚刃、５枚刃共に刃径Ｄ＝１２．７ｍｍで、刃長Ｌ＝３１．８ｍｍ（≒２．５Ｄ）である。また、図４(b) の試験条件に関し、「ポケット」切削は、正方形のうずまき線に沿って中心から外周側へ側面切削を行うもので、「切込み」の欄の「ａｐ」は軸方向切込み寸法、「ａｅ」は径方向切込み寸法である。「備考」の欄の「切削領域」は、軸方向切込み寸法ａｐの切削可能領域（限界）を調べる試験で、「耐久性」は工具寿命までの切削距離や所定切削距離における摩耗量を調べる試験である。

図５は、図４の試験品No１〜No６を用いて試験条件No１の溝切削加工が可能な軸方向切込み寸法ａｐの限界値、すなわち軸方向切込み寸法ａｐを０．５Ｄから０．１Ｄ刻みで増加させ、工具が折損する直前の軸方向切込み寸法ａｐを調べた結果である。この図５から明らかなように、試験品No３およびNo６の本発明品によれば、試験品No１、No４の従来品や試験品No２、No５の比較品に比較して、軸方向切込み寸法ａｐが０．２Ｄ程度大きくなり、単に溝幅を大きくしてチップポケットを大きくするだけでなく溝底径ｄにテーパを設けることで折損強度が向上することが判る。

図６は、試験品No１、No３、およびNo６を用いて試験条件No２〜No５の耐久性試験を行い、切削距離や摩耗量を調べた結果である。試験条件No２の切削距離は、複数の外周切れ刃２０の摩耗量（外周逃げ面摩耗幅に相当）の平均が０．３ｍｍに達するまでの切削距離で、試験条件No３〜No５の摩耗量は、切削距離が３．２ｍの時点の摩耗量（外周逃げ面摩耗幅に相当）である。また、括弧内の％は、試験品No１の従来品を１００％とした場合の値で、摩耗量については試験品No１より少ない程度（逆数）を表している。この結果から、比較的負荷が大きい試験条件No２およびNo３では、試験品No３およびNo６の本発明品によれば試験品No１の従来品に比較して３４％〜７３％耐久性が向上した。５枚刃の試験品No６において特に優れた耐久性の向上効果が得られた。比較的負荷が小さい試験条件No４およびNo５についても、試験品No３の本発明品によれば試験品No１の従来品に比べて１６％〜１８％耐久性が向上した。

図７は、図４の試験品No１およびNo３を用いて試験条件No５の側面切削加工を行い、外周切れ刃２０の摩耗量の平均が０．３ｍｍに達するまでの切削距離を調べた結果を示した図である。この場合には、試験品No３の本発明品によれば試験品No１の従来品に比較して耐久性が約２５％が向上した。

図８は、ねじれ溝１６の溝底の軸方向の傾斜のテーパ半角αが溝加工性能および側面加工性能に与える影響を調べた結果で、前記実施例の不等リードエンドミル１０において、テーパ半角αを０°、０．５°、１．５°、３°、４°、５°、６°とした７種類の試験品を用意し、(a) の溝加工性能試験では、前記試験条件No１の溝切削加工が可能な軸方向切込み寸法ａｐの限界値、すなわち軸方向切込み寸法ａｐを０．５Ｄから０．１Ｄ刻みで増加させ、工具が折損する直前の軸方向切込み寸法ａｐを調べた。この図８(a) の結果から、テーパ半角αを０．５°以上にすれば、α＝０°の比較品に比較して折損強度が向上することが判る。(b) の側面加工性能試験では、前記試験条件No５において軸方向切込み寸法ａｐを３１．８ｍｍ（≒２．５Ｄ）とした点のみが異なる加工条件で側面切削加工を行い、外周切れ刃２０の摩耗量の平均が０．３ｍｍに達するまでの切削距離を調べた。この図８(b) において、α＝６°の場合、切り屑詰まりにより約０．１ｍで折損した。この図８の(a) および(b) の結果から、溝底の傾斜のテーパ半角αは０．５°〜５．５°の範囲内が適当であると考えられる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図９は、前記図１の(d) に対応する縦断面図で、刃部４０に設けられたねじれ溝４２の溝底の軸方向の傾斜のテーパ半角が、刃長Ｌの途中で変化している場合である。すなわち、刃長Ｌのうちシャンク側部位Ｌ１のテーパ半角β１と、先端側部位Ｌ２のテーパ半角β２とが相違し、何れも０．５°〜５．５°の範囲内でβ１＜β２となるように設定されているとともに、それ等の境界部分ではテーパ半角が滑らかに変化するように凸円弧状に接続されている。本実施例においても、前記実施例と同様の効果が得られる。

図１０は、本発明の更に別の実施例を説明する図で、従来の背抜き部分を再研削加工によって除去することにより、外周２番部のみから成るランド１８を形成するとともに大きな溝幅のねじれ溝５０を形成した場合である。図１０の(a) は、三番取り等の背抜き６０を有するランド６２と、前記図３(b) のすくい面溝３２と同様に形成された一定の溝幅寸法のねじれ溝６４とを有する従来形状の断面図で、その背抜き６０の部分を例えば二点鎖線で示すように研削除去することにより、(b) に示す目的形状のねじれ溝５０が得られる。このねじれ溝５０は、ランド１８のヒールから溝底円Ｑに引いた接線Ｃを基準として、その接線Ｃの両側にそれぞれ０．０５Ｄの幅寸法で定められた許容範囲Ｅ内に溝壁面が入るように形成されている。この場合は、溝壁面に凹凸が形成されるが、０．１Ｄ以下であるため殆ど影響が無く、大きな溝幅のねじれ溝５０が設けられることにより、溝底径ｄの増大に拘らず切り屑排出性能が良好に維持されるなど、前記実施例と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：不等リードエンドミル １６、１６ａ〜１６ｅ、４２、５０：ねじれ溝 １８、１８ａ〜１８ｅ：ランド ２０、２０ａ〜２０ｅ：外周切れ刃 ２２：底刃 ２４：ギャッシュ Ｏ：軸心 Ｄ：刃径 ｄ：溝底径 λ、λａ〜λｅ：ねじれ角 γ：すくい角 ｔ：刃厚 α、β１、β２：テーパ半角 Ｑ：溝底円 Ｃ：接線 Ｅ：許容範囲

Claims (7)

1. ねじれ角が異なる複数の外周切れ刃を有する不等リードエンドミルにおいて、
   前記複数の外周切れ刃のすくい面を構成する複数のねじれ溝の溝底径ｄが、軸方向において工具先端からシャンク側へ向かうに従って増大している
   ことを特徴とする不等リードエンドミル。
2. 前記外周切れ刃のランドは外周２番部のみから成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の不等リードエンドミル。
3. 前記ランドのヒールに繋がる刃裏側の前記ねじれ溝の軸心Ｏと直角な断面形状は、該ランドのヒールから前記複数のねじれ溝の溝底を通る溝底円Ｑに引いた接線Ｃを基準として、該接線Ｃの両側に刃径Ｄに対してそれぞれ０．０５Ｄの幅寸法で定められた許容範囲Ｅ内に溝壁面が入るように定められている
   ことを特徴とする請求項２に記載の不等リードエンドミル。
4. 前記溝底径ｄは、軸方向において０．５°〜５．５°の範囲内のテーパ半角で連続的に増大している
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の不等リードエンドミル。
5. 前記複数の外周切れ刃の刃直角方向のランドの幅寸法である刃厚ｔは、刃径Ｄに対して０．０４Ｄ以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘って該ばらつき範囲内とされている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の不等リードエンドミル。
6. 前記複数の外周切れ刃のすくい角γは、３°以下のばらつき範囲で互いに等しいとともに、軸方向の全長に亘って該ばらつき範囲内とされている
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の不等リードエンドミル。
7. 前記複数の外周切れ刃に連続して複数の底刃を有するとともに、該底刃には、前記ねじれ角によって異なる大きさのギャッシュ角でギャッシュが設けられており、該ねじれ角が大きい場合は小さい場合に比較して該ギャッシュ角が大きくされている
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の不等リードエンドミル。

Images