KR101351727B1

KR101351727B1 - 라디우스 엔드밀 및 절삭 가공 방법

Info

Publication number: KR101351727B1
Application number: KR1020087002015A
Authority: KR
Inventors: 다이이츠 아오키; 가즈마사 아베
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2014-01-14
Also published as: EP1908543A1; US7997834B2; EP1908543B1; CN101247914B; JP2007030074A; KR20080023355A; CN101247914A; EP1908543A4; WO2007013447A1; US20100143052A1

Abstract

라디우스 엔드밀의 본체 (11) 는, 외주날 (15), 바닥날 (17), 및 양자간에 형성된 코너날 (18) 을 구비한다. 코너날 (18) 은, 엔드밀 본체 (11) 의 후단으로부터 선단을 향해 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 내방을 향해 만곡되고, 최선단에 도달한 후에 후단을 향해 만곡되도록 형성된다. 바닥날 (17) 은, 코너날 (18) 에 연속하고, 또한 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 내방을 향함에 따라 엔드밀 본체 (11) 의 후단을 향하도록 형성된다. 코너날 (18) 의 레이크각 (α) 은, -10˚이상 10˚이하이다. 코너날 (18) 및 바닥날 (17) 의 레이크면은 모두 평면 형상으로 형성된다. 또 코너날 (18) 의 레이크면은 바닥날 (17) 의 레이크면과 면일하게 형성된다. 엔드밀 본체 (11) 의 외경 (D) 에 대해, 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 은, 0.1×D 이상 0.3×D 이하이다.

Description

라디우스 엔드밀 및 절삭 가공 방법{RADIUS END MILL AND CUTTING METHOD}

본 발명은, 피절삭재를 절삭하여 금형 등을 성형할 때에 이용되는 라디우스 엔드밀, 및 이 라디우스 엔드밀을 이용한 절삭 가공 방법에 관한 것이다.

본원은, 2005년 7월 25일에 출원된 일본 특허출원 2005-214210호에 대해 우선권을 주장하여, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래의 라디우스 엔드밀은, 절삭 부스러기 배출홈과, 외주날과, 바닥날과, 코너날을 구비하고 있다. 절삭 부스러기 배출홈은, 예를 들어 축선 둘레로 회전되는 엔드밀 본체의 선단 가까운 쪽의 외주 부분에, 이 엔드밀 본체의 후단을 향함에 따라 엔드밀의 회전 방향 후방으로 비틀어지도록 형성되어 있다. 외주날은, 상기 절삭 부스러기 배출홈의 엔드밀의 회전 방향 전방을 향하는 벽면의, 엔드밀 본체의 외주 가까운 쪽의 능선부에 형성되어 있다. 바닥날은, 상기 벽면의, 엔드밀 본체의 선단 가까운 쪽의 능선부에 형성되어 있다. 코너날은, 상기 외주날과 상기 바닥날 사이에 쌍방의 날에 연속하여 형성되어 있고, 엔드밀 본체의 반경 방향 외방을 향해, 또한 엔드밀 본체의 후단으로부터 선단을 향해 돌출되는 원호 형상의 곡선을 이루고 있다.

최근, 금형 등의 절삭 가공에 있어서는, 절삭 효율을 향상시키기 위해, 엔드 밀 등의 절삭 공구의 이송 속도를 높인 고이송 가공이 널리 실시되고 있다. 이 고이송 가공을 실시하면, 절삭날 1 장당 전송 방향의 절삭량이 커져, 피절삭재의 가공면에 절삭날의 형상이 전사됨으로써 가공면의 거칠기가 열화되어 버린다는 문제가 있다. 또, 절삭날에 가해지는 절삭 저항이 커져, 절삭날의 결손이나 칩핑이 쉽게 일어난다는 문제가 있다. 또한, 절삭 부스러기가 커짐으로써 절삭 부스러기를 충분히 배출될 수 없게 되어, 절삭 부스러기가 가득 차서 절삭 저항이 증가되거나, 절삭 부스러기에 의해 가공면이 손상되거나 하는 문제가 있다.

그래서, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에는, 이들 문제를 고려한 고이송 가공용의 라디우스 엔드밀이 제안되어 있다.

특허문헌 1 에 개시된 라디우스 엔드밀은, 코너날의 곡률 반경이 엔드밀 외경의 40% 이상 50% 미만이며, 또한 엔드밀 선단면의 중앙부가 후퇴한 형상을 갖는다. 이 엔드밀에 있어서는, 코너날의 곡률 반경이 종래보다 크게 설정되어 있으므로, 가공면에 전사되는 절삭날의 형상이 매끄러워져, 이송 속도를 높여도 가공면의 면 거칠기를 향상시킬 수 있다.

또, 특허문헌 2 에 개시된 라디우스 엔드밀은, 코너날의 레이크면이 불룩해지도록 만곡되고, 또한 코너날의 엔드밀 본체의 외주 가까운 쪽의 부분에, 엔드밀 본체의 선단을 향해 오목한 칩 스페이스가 레이크면에 연속하도록 형성되어 있다. 이 엔드밀에 있어서는, 코너날의 레이크면이 불룩해지도록 만곡되어 있으므로, 코너날의 강도가 향상되고, 이로 인해 절삭날의 칩핑이나 결손을 방지할 수 있다. 또한, 절삭 부스러기가 레이크면에 연속하여 형성된 칩 스페이스를 통하여 배출 되므로, 절삭 부스러기가 레이크면으로부터 신속하게 떨어져 나가고, 이로 인해 절삭 부스러기 배출을 촉진하여 절삭 부스러기 막힘 등의 트러블을 방지할 수 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허공보 제3590800호

특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-82275호

발명의 개시

발명이 해결하려고 하는 과제

그러나, 피절삭재를 절삭 가공하여 금형 등을 제조하는 경우, 도 5 에 나타내는 것과 같이, 피절삭재의 표면에 개구부가 개략 다각형을 이루는 포켓을 형성하는 경우가 있다. 이 포켓을 가공할 때, 다각형을 이루는 포켓의 윤곽 부분에서는, 엔드밀의 외주가 포켓을 형성하는 피절삭재의 측벽면과 접촉되어, 피절삭재의 측벽면에 대한 절삭날의 접촉 길이가 길어진다. 특히 포켓의 다각형 모서리 부분에서는, 피절삭재의 측벽면에 대한, 절삭날의 접촉 길이가 더욱 길어지고, 절삭 저항이 증대되어 엔드밀에 위축이 생겨 버리므로, 가공면의 면 거칠기가 열화된다는 문제가 있다.

그리고 또한, 특허문헌 1 에 개시된 라디우스 엔드밀에 있어서는, 코너날의 곡률 반경이 크기 때문에 피절삭재에 대한 코너날의 접촉 길이가 길어져, 절삭 저항이 증가되어 버린다. 특히 포켓의 다각형 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때에는, 접촉 길이가 더욱 길어져, 절삭 저항이 증대되어 엔드밀에 위축이 생겨 버린다. 그래서, 엔드밀의 위축을 방지하기 위해 이송 속도를 낮출 필요가 있어, 가공 효율이 저하되어 버린다는 문제가 있다.

특허문헌 2 에 개시된 라디우스 엔드밀에 있어서도, 코너날의 레이크면이 불룩해지도록 만곡되어 있으므로, 피절삭재에 대한 코너날의 접촉 길이가 길어져, 절삭 저항이 증가되어 버린다. 따라서, 포켓의 다각형 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때에는, 특허문헌 1 의 라디우스 엔드밀과 동일하게, 엔드밀의 위축을 방지하기 위해 이송 속도를 낮출 필요가 있어, 가공 효율이 저하되어 버린다는 문제가 있다. 또, 레이크면을 불룩해지도록 형성함과 함께 절삭 부스러기 배출을 위한 칩 스페이스를 형성할 필요가 있어, 절삭날의 형상이 매우 복잡하므로, 라디우스 엔드밀 자체의 제조 비용이 비싸져 버린다는 문제가 있다.

또, 상기와 같이 복잡한 형상을 한 절삭날을 갖는 고이송 가공용의 라디우스 엔드밀에 있어서는, 통상, 라디우스 엔드밀의 선단 부분에만 필요한 절삭날이 형성되어 있으므로, 절삭날이 마모되어도 재연마하여 사용할 수 없어 일회용이 된다. 따라서, 라디우스 엔드밀의 수명이 짧아 교환 사이클이 빠르기 때문에, 사용 비용이 비싸져 버린다는 문제가 있었다.

이 발명은, 상기 서술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 피절삭재에 포켓 등을 성형할 때에, 이 포켓 모서리 부분이나 윤곽 부분에서도 고이송 가공을 실시할 수 있어, 이로 인해 피절삭재를 효율적으로 가공할 수 있고, 또한 피절삭재의 가공면을 매끄럽게 완성할 수 있고, 또한 저렴하게 제조하는 것이 가능한 라디우스 엔드밀, 및 이 라디우스 엔드밀을 이용한 절삭 가공 방법을 제공한다. 또한, 절삭날을 재연마하여 사용하는 것이 가능한 라디우스 엔드밀을 제공한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 라디우스 엔드밀은, 축선 둘레로 회전되는 엔드밀 본체와 ; 상기 엔드밀 본체의 선단 가까운 쪽의 외주 부분에, 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향해 연장되도록 형성된 외주날과 ; 상기 엔드밀 본체의 선단면에, 상기 축선의 근방으로부터 상기 엔드밀의 반경 방향 외방으로 연장되도록 형성된 바닥날과 ; 상기 외주날과 상기 바닥날 사이에, 쌍방의 날을 연결하도록 형성되고, 상기 엔드밀 본체의 반경 방향 외방을 향해, 또한 상기 엔드밀 본체의 후단으로부터 선단을 향해 돌출하도록 형성된 코너날 ; 을 구비하고, 상기 코너날은, 상기 엔드밀 본체의 후단으로부터 선단을 향함에 따라 상기 반경 방향 내방을 향해 만곡되어, 상기 엔드밀 본체의 최선단에 도달한 후에 상기 엔드밀 본체의 후단을 향해 만곡되도록 형성되고, 상기 바닥날은, 상기 코너날에 연속하여 상기 반경 방향 내방을 향함에 따라 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향하도록 형성되고, 상기 코너날의 상기 축선에 대한 레이크각 (α) 의 크기는, -10˚이상 10˚이하이며, 상기 코너날의 레이크면 및 상기 바닥날의 레이크면이 모두 평면 형상으로 형성됨과 함께, 상기 코너날의 레이크면이 상기 바닥날의 레이크면과 동일한 높이로 형성되고, 상기 엔드밀 본체의 외경을 D 로 할 때, 상기 코너날의 곡률 반경 (R) 의 크기는, 0.1×D 이상 0.3×D 이하이다.

상기와 같이 구성된 라디우스 엔드밀에 있어서는, 상기 코너날의 레이크각 (α) 이 -10˚이상 10˚이하, 즉 코너날의 레이크각 (α) 이 0˚ 또는 그것에 가까운 값으로 설정되어 있고, 게다가 코너날의 곡률 반경 (R) 이 0.1×D 이상 0.3×D 이하, 즉 외경 (D) 보다 작게 설정되어 있으므로, 피절삭재에 대한 코너날의 접촉 길이가 짧아져 절삭 저항이 저감된다. 이로써, 라디우스 엔드밀에 위축이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또, 코너날의 레이크면 및 바닥날의 레이크면이 모두 평면 형상으로 형성됨과 함께, 코너날의 레이크면이 바닥날의 레이크면과 면일하게 형성되어 있으므로, 코너날의 엔드밀 본체의 반경 방향을 따르는 레이크각도 0˚근방으로 설정된다. 이로써, 코너날의 절삭 정도가 좋아져, 절삭 저항이 저감된다. 또한, 코너날 및 바닥날을 용이하게 성형하는 것이 가능하므로, 라디우스 엔드밀을 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 상기 바닥날이, 상기 코너날에 연속하고, 또한 상기 반경 방향 내방을 향함에 따라 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향하도록 형성되어 있는, 즉, 엔드밀 본체의 선단면에 있어서는 바닥날이 엔드밀 본체의 중앙에 가까울수록 오목하므로, 엔드밀을 축선을 중심으로 하여 회전시키면 속도가 0 또는 그것에 가까워지는 엔드밀 본체의 선단면의 중앙이, 피절삭재와는 접촉되지 않게 된다. 이로 인해, 라디우스 엔드밀을 축선과 직교하는 방향으로 보낼 때에 가공면이 손상되는 경우가 없기 때문에, 가공면을 매끄럽게 완성할 수 있다.

본 발명의 라디우스 엔드밀에 있어서는, 상기 바닥날의 상기 축선에 직교 하는 평면에 대한 각 β 의 크기가, 3˚이상 8˚이하로 설정됨으로써, 바닥날이나 코너날이 마모되어도, 피절삭재에 대한 바닥날의 접촉 길이, 및 피절삭재에 대한 코너날의 접촉 길이는 모두 짧은 그대로이다. 이로써, 절삭 저항을 낮게 억제할 수 있다.

본 발명의 라디우스 엔드밀에 있어서는, 상기 외주날이, 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 동 엔드밀의 회전 방향 후방을 향해 비틀어지도록 형성되고, 상기 외주날의 상기 축선에 대한 비틀어짐각 (γ) 의 크기가, 10˚이상 30˚이하로 설정됨으로써, 외주날이 피절삭재에 접촉해도, 접촉시의 충격이 비틀어짐각의 효과로 분산된다. 이로써, 라디우스 엔드밀에 위축이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 포켓의 다각형 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때에도, 고이송 가공이 가능하게 되어 피절삭재를 효율적으로 가공할 수 있다.

또, 상기 레이크각 (α) 이 상기 비틀어짐각 (γ) 보다 작게 설정됨으로써, 코너날의 레이크면을 레이크각 (α) 인 채 재연마하여 사용할 수 있다. 이에 따라, 엔드밀의 수명 연장을 도모할 수 있다.

본 발명의 라디우스 엔드밀에 있어서는, 상기 외주날에, 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 점차 외경이 작아지도록 백 테이퍼가 형성되고, 상기 백 테이퍼의 테이퍼각 (θ) 의 크기가, O˚보다 크고 1˚이하로 설정됨으로써, 피절삭재의 측벽면에 대한 외주날의 접촉이 방지된다. 이로써, 절삭 저항의 증대에 의한 라디우스 엔드밀의 위축을 방지할 수 있다. 또, 라디우스 엔드밀의 선단을 연마해도 엔드밀의 외경이 크게 변화되지 않기 때문에, 라디우스 엔드밀을 재연마하여 사용할 수 있다. 이로써, 라디우스 엔드밀의 수명 연장을 도모할 수 있다.

본 발명의 라디우스 엔드밀에 있어서는, 상기 코너날의 플랭크면과 상기 외주날의 플랭크면이 연속하도록 형성됨으로써, 피절삭재에 형성되는 포켓의 측벽면이 매끄럽게 완성된다. 이로 인해, 가공 후의 측벽면의 면 거칠기를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 절삭 가공 방법은, 상기와 같이 구성된 라디우스 엔드밀을 이용하여 피절삭재를 가공하는 절삭 가공 방법이며, 상기 피절삭재에 대한 상기 축선 방향의 절삭 깊이량이, 상기 코너날의 곡률 반경 (R) 이하이다.

상기와 같이 구성된 절삭 가공 방법에 있어서는, 상기와 같이 구성된 라디우스 엔드밀을 이용하여 피절삭재를 가공할 때에, 상기 피절삭재에 대한 상기 축선 방향의 절삭 깊이량이, 상기 코너날의 곡률 반경 (R) 이하로 설정되어 있으므로, 바닥날 및 코너날에 의해 피절삭재가 절삭되어, 외주날은 거의 피절삭재에 접촉되지 않는다. 이로 인해, 절삭 저항이 저감되므로, 라디우스 엔드밀에 위축이 생기는 것을 방지함과 함께, 피절삭재를 매끄럽게 완성할 수 있다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 피절삭재에 포켓 등을 성형할 때에, 이 포켓 모서리 부분이나 윤곽 부분에서도 고이송 가공을 실시할 수 있고, 이로 인해 피절삭재를 효율적으로 가공할 수 있다. 또한, 피절삭재의 가공면을 매끄럽게 완성할 수 있다. 또한, 라디우스 엔드밀을 저렴하게 제조할 수 있다. 또, 라디우스 엔드밀의 절삭날을 재연마하여 사용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 라디우스 엔드밀의 실시형태를 나타내는 도면이며, 라디 우스 엔드밀의 측면도이다.

도 2 는 도 1 에 나타내는 라디우스 엔드밀의 바닥면을 동 엔드밀의 길이 방향에서 본 도면이다.

도 3 은 도 1 에 나타내는 라디우스 엔드밀의 선단부의 형상을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 는 도 1 에 나타내는 라디우스 엔드밀을 이용하여 피절삭재를 절삭 가공할 때의 설명도이다.

도 5 는 피절삭재에 형성되는 포켓의 형상을 나타내는 도면이다.

부호의 설명

11 : 엔드밀 본체 15 : 외주날

15B : 플랭크면 17 : 바닥날

17A : 레이크면 18 : 코너날

18A : 레이크면 18B : 플랭크면

19 : 오목부 W : 피절삭재

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 라디우스 엔드밀의 실시형태에 대해, 첨부된 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 내지 도 3 에는, 본 발명의 라디우스 엔드밀의 실시형태를 나타낸다. 또, 도 4 에는, 본 실시형태의 라디우스 엔드밀을 사용하여 피절삭재에 포켓을 형성했을 때의 포켓 모서리 부분 및 윤곽 부분의 절삭 가공의 모습을 나 타낸다.

엔드밀 본체 (11) 는 초경합금 등의 경질 재료로 이루어지고, 도 1 에 나타나는 것과 같이, 축선 (O) 을 중심으로 하는 대략 원주 형상으로 형성되어 있다. 엔드밀 본체 (11) 의 후단 가까운 쪽의 부분 (도 1 에서 상측 부분) 에는, 엔드밀 본체 (11) 를 공작 기계의 주축단에 장착하기 위한 생크부 (12) 가 형성되고, 엔드밀 본체 (11) 의 선단 가까운 쪽의 부분 (도 1 에서 하측 부분) 에는, 절삭날부 (13) 가 형성되어 있다.

절삭날부 (13) 는 절삭 부스러기 배출홈 (14) 과, 외주날 (15) 과, 바닥날 (17) 과, 코너날 (18) 을 구비하고 있다. 절삭 부스러기 배출홈 (14) 은 절삭날부 (13) 의 외주에, 엔드밀 본체 (11) 의 둘레 방향으로 등간격으로 이간하여 복수 형성되어 있다 (본 실시형태에서는 4 개). 각각의 절삭 부스러기 배출홈 (14) 은 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향해 연재하고, 또한 축선 (O) 을 중심으로 하여 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 엔드밀의 회전 방향 (T) 의 후방으로 비틀어지도록 형성되어 있다.

외주날 (15) 은 각각의 절삭 부스러기 배출홈 (14) 의 엔드밀의 회전 방향 (T) 의 전방을 향하는 벽면과, 엔드밀의 회전 방향 (T) 의 후방에 연결되는 절삭날부 (13) 의 외주면이 접하는 능선부, 즉 상기 벽면의 엔드밀 본체 (11) 의 외주 가까운 쪽의 능선부에 복수 형성되어 있다. 각각의 외주날 (15) 은 절삭 부스러기 배출홈 (14) 과 동일하게, 축선 (O) 을 중심으로 하여 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후방을 향함에 따라 엔드밀의 회전 방향 (T) 의 후방으로 비틀어지도록 형성되어 있다.

따라서, 절삭 부스러기 배출홈 (14) 의 엔드밀의 회전 방향 (T) 의 전방을 향하는 벽면이, 외주날 (15) 의 레이크면 (15A) 이 되고, 절삭날부 (13) 의 외주면 중 외주날 (15) 에 연속되는 부분이, 외주날 (15) 의 플랭크면 (15B) 으로 되어 있다. 여기에서, 외주날 (15) 의 축선 (O) 에 대한 비틀어짐각 (γ) 의 크기는 10˚이상, 30˚이하, 바람직하게는 10˚이상, 20˚이하로 설정되어 있다. 외주날 (15) 의 플랭크면 (15B), 즉 절삭날부 (13) 의 외주면에는, 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 외경이 점차 작아지도록 백 테이퍼가 형성되어 있다. 이 백 테이퍼의 테이퍼각 (θ) 의 크기는 O˚보다 크고, 1˚이하로 설정되어 있다 (본 실시형태에서는 0.8˚이상).

또, 외주날 (15) 의 축선 (O) 방향의 길이 (L) 는, 엔드밀 본체의 외경을 D 로 할 때, 0.15×D 이상, 1.5×D 이하로 설정되어 있다 (본 실시형태에서는 L=D).

절삭날부 (13) 의 선단, 즉 엔드밀 본체 (11) 의 최선단에는, 개쉬 (16) 가 복수 (본 실시형태에서는 도 2 에 나타내는 것과 같이 4 개) 형성되어 있다. 개쉬 (16) 는 절삭 부스러기 배출홈 (14) 에 연통되고, 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 내방을 향해 오목하다. 바닥날 (17) 은, 각각의 개쉬 (16) 의 엔드밀 회전 방향 (T) 의 전방을 향하는 벽면의, 엔드밀 본체 (11) 선단 가까운 쪽의 능선부에 형성되어 있다. 바닥날 (17) 은, 절삭날부 (13) 의 선단면의 중심, 즉 축선 (O) 의 근방으로부터 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 외방을 향해 연장되어 있고, 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 내방을 향함에 따라 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로 부터 후단을 향하도록 경사지는 직선 형상을 이루고 있다. 여기에서, 개쉬 (16) 의 엔드밀 회전 방향 (T) 의 전방을 향하는 벽면이, 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A) 으로 되고, 절삭날부 (13) 의 선단면 중 바닥날 (17) 에 연속되는 부분이, 바닥날 (17) 의 플랭크면 (17B) 으로 되어 있다.

코너날 (18) 은, 외주날 (15) 과 바닥날 (17) 사이에, 엔드밀 본체 (11) 의 회전 방향 (T) 에서 보아 쌍방의 날에 연속하도록 형성되어 있고, 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 외방을 향하여, 또한 엔드밀 본체 (11) 의 후단으로부터 선단을 향하여 돌출되는 원호 형상의 곡선을 이루고 있다. 코너날 (18) 은, C 를 중심으로 하여 곡률 반경 (R) 의 원호를 그리도록 형성되어 있다. 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 의 중심 (C) 은, 외주날 (15) 과 코너날 (18) 의 접점 (G) 보다 엔드밀 본체 (11) 의 선단 가까운 쪽에 위치하도록, 즉, 코너날 (18) 의, 축선 (O) 방향을 따르는 절삭날부 (13) 의 최선단으로부터의 길이가, 곡률 반경 (R) 보다 길게 설정되어 있다.

동일하게, 중심 (C) 은, 바닥날 (17) 과 코너날 (18) 의 접점 (H) 보다 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 외방에 위치하도록, 즉, 코너날 (18) 의, 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향을 따르는 절삭날부 (13) 의 최외주연으로부터의 길이가, 곡률 반경 (R) 보다 길게 설정되어 있다. 코너날 (18) 은, 엔드밀 본체 (11) 의 후단으로부터 선단을 향함에 따라 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 내방을 향해 만곡되고, 엔드밀 본체 (11) 의 최선단에 도달한 후에 엔드밀 본체 (11) 의 후단을 향해 만곡되어 있다.

엔드밀의 외경을 D 로 할 때, 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 의 크기는, 0.1×D 이상, 0.3×D 이하로 설정되어 있다.

또, 코너날 (18) 의 축선 (O) 에 대한 레이크각 (α) 의 크기는, -10˚이상, 10˚이하로 설정되어 있다 (본 실시형태에서는 0˚). 또, 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 은, 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A), 즉 개쉬 (16) 의 엔드밀 회전 방향 (T) 의 전방측을 향하는 벽면과 동일한 높이의 평면 형상으로 형성되어 있다.

또, 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 및 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A) 은 모두 평면 형상으로 형성됨과 함께, 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 이 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A) 과 동일한 높이로 형성되어 있다. 이로 인해, 코너날 (18) 의 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향에 대한 레이크각의 크기도, 거의 O˚로 되어 있다.

또한, 코너날 (18) 의 플랭크면 (18B) 은, 외주날 (15) 의 플랭크면 (15B) 과 매끄럽게 연속되도록 형성되어 있다.

절삭날부 (13) 를 측방에서 보면, 도 1 에 나타내는 것과 같이, 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A), 및 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 이, 축선 (O) 을 따라 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향해 연장되고, 외주날 (15) 의 레이크면 (15A) 에 연속되어 있다. 외주날 (15) 의 레이크면 (15A) 은, 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 엔드밀 회전 방향 (T) 의 후방을 향해 비틀어지도록, 또한 축선 (O) 에 대해 비틀어짐각 (γ) 으로 경사지도록 형성되어 있다. 코너날 (18) 의 플랭크면 (18B) 은 레이크면 (18A) 을 따르도록, 외주날 (15) 의 플랭크면 (15B) 은 레이크면 (15A) 을 따르도록 형성되어 있다.

또, 절삭 부스러기 배출홈 (14) 의, 축선 (O) 에 직교하는 단면을 따르는 방향의 깊이는, 0.075×D 이하로 설정되고, 엔드밀의 심 두께는, 0.85×D 이상으로 설정되어 있다. 따라서, 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 을 평면에서 보았을 때, 레이크면 (18A) 의, 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 외방에 위치하는 부분이, 절삭 부스러기 배출홈 (14) 의 엔드밀 회전 방향 (T) 의 전방을 향하는 벽면에 접속되어, 외주날 (15) 의 레이크면 (15A) 으로 되어 있다.

또, 도 3 에 나타내는 것과 같이, 절삭날부 (13) 의 선단면의 중앙에는, 오목부 (19) 가 형성되어 있다. 오목부 (19) 는, 바닥날 (17) 이 코너날 (18) 에 연속하고, 또한 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향 내방을 향함에 따라 엔드밀 본체 (11) 의 후단을 향해 경사짐으로써 형성되어 있다. 오목부 (19) 를 형성하는 바닥날 (17) 의, 축선 (O) 에 직교하는 평면에 대한 각 β 의 크기는, 3˚이상, 8˚이하로 설정되어 있다 (본 실시형태에서는 β=6˚).

상기와 같이 구성된 라디우스 엔드밀은, 생크부 (12) 를 통하여 공작 기계의 주축단에 장착되고, 축선 (O) 을 중심으로 하여 회전됨과 함께, 축선 (O) 과 직교하는 방향으로 보내져, 피절삭재 (W) 에 대해 포켓 (P) 등을 형성하도록 절삭 가공을 실시하는 것으로서, 축선 (O) 과 직교하는 방향으로의 이송 속도가 높은 고이송 가공에 사용된다.

본 실시형태의 라디우스 엔드밀을 이용하여 피절삭재 (W) 의 절삭 가공을 실시할 때, 피절삭재 (W) 에 대한 축선 (O) 방향의 절삭 깊이량은, 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 이하로 설정된다.

상기와 같이 구성된 라디우스 엔드밀에 있어서는, 코너날 (18) 의, 축선 (O) 방향에 따르는 절삭날부 (13) 의 최선단으로부터의 길이가, 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 보다 길게 설정되고, 외주날 (15) 은 절삭날부 (13) 의 최선단으로부터 엔드밀 본체 (11) 의 후단을 향해 곡률 반경 (R) 으로부터 떨어진 위치에 형성되므로, 상기와 같이 축선 (O) 방향의 절삭 깊이량을 설정하면, 코너날 (18) 및 바닥날 (17) 이 주로 절삭에 사용되고, 외주날 (15) 은 절삭에는 사용되지 않게 된다. 따라서, 피절삭재 (W) 에 대한 절삭날부 (13) 의 접촉 길이가 짧아져, 절삭 저항이 억제된다. 그 결과, 라디우스 엔드밀의 위축의 발생이 억제되므로, 가공면을 매끄럽게 완성할 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 라디우스 엔드밀에 있어서는, 코너날 (18) 의 축선 (O) 에 대한 레이크각 (α) 의 크기, 및 코너날 (18) 의 엔드밀 본체 (11) 의 반경 방향에 대한 레이크각의 크기가, 각각 0˚로 설정되고, 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 의 크기가, 0.3×D 이하 (D 는 엔드밀의 외경) 로 설정되어 있으므로, 피절삭재 (W) 에 대한 코너날 (18) 의 접촉 길이가 짧아져, 절삭 저항이 억제된다. 그 결과, 라디우스 엔드밀의 위축의 발생을 방지함과 함께, 절삭날부 (13) 의 결손이나 칩핑의 발생을 방지할 수 있어, 라디우스 엔드밀에 의한 절삭을 안정적으로 실시할 수 있다. 또한, 코너날 (18) 의 곡률 반경 (R) 이, 0.1×D 이상으로 설정되어 있으므로, 고이송 가공을 실시할 때에도, 코너날 (18) 의 형상이 전사된 가공면을 비교적 매끄럽게 형성할 수 있어, 가공면의 면 거칠기를 향상시킬 수 있다.

코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 및 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A) 은 모두 평면 형상으로 형성됨과 함께, 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 이 바닥날 (17) 의 레이크면 (17A) 과 면일하게 형성되어 있으므로, 코너날 (18) 의 절삭 정도가 좋아져 절삭 저항이 저감된다. 또한, 코너날 (18) 및 바닥날 (17) 을 용이하게 성형하는 것이 가능하므로, 라디우스 엔드밀을 저렴하게 제조할 수 있다.

바닥날 (17) 의, 축선 (O) 에 직교하는 평면에 대한 각 β 의 크기가, 3˚이상 8˚이하 (본 실시형태에서는 β=6˚) 로 설정되어 있으므로, 바닥날 (17) 이나 코너날 (18) 이 마모되어도, 피절삭재 (W) 에 대한 바닥날 (17) 의 접촉 길이, 및 피절삭재 (W) 에 대한 코너날 (18) 의 접촉 길이는 모두 짧은 채이다. 이로써, 절삭 저항이 낮게 억제되어 라디우스 엔드밀의 위축의 발생이 억제되므로, 가공면을 매끄럽게 완성할 수 있다.

절삭날부 (13) 선단면의 중앙에는 오목부 (19) 가 형성되어 있으므로, 엔드밀을 축선을 O 중심으로 하여 회전시키면 속도가 O 또는 그것에 가까워지는 엔드밀 본체 (11) 의 선단면의 중앙이, 피절삭재 (W) 와는 접촉하지 않게 된다. 이로써, 라디우스 엔드밀을 축선 (O) 과 직교하는 방향으로 보낼 때에 가공면이 손상되지 않으므로, 가공면을 매끄럽게 완성할 수 있다.

외주날 (15) 이, 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 엔드밀 회전 방향 (T) 의 후방을 향해 비틀어지도록 형성되고, 외주날 (15) 의 축선 (O) 에 대한 비틀어짐각 (γ) 의 크기가, 10˚이상 30˚이하로 설정되어 있으므로, 포켓 (P) 의 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때, 외주날 (15) 이 포켓 (P) 를 형성하는 피절삭재 (W) 의 측벽면에 접촉되어도, 접촉시의 충격이 비틀어짐각의 효과로 분산된다. 이로써, 라디우스 엔드밀에 위축이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 포켓의 다각형 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때에도, 고이송 가공이 가능하게 되어, 피절삭재 (W) 를 효율적으로 가공할 수 있다.

외주날 (15) 의 플랭크면 (15B) 에는, 엔드밀 본체 (11) 의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 외경이 점차 작아지도록 백 테이퍼가 형성되고, 백 테이퍼의 테이퍼각 (θ) 의 크기가, 0˚보다 크고 1˚이하 (본 실시형태에서는 0.8˚이상) 로 설정되어 있으므로, 포켓 (P) 의 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때, 도 4 에 나타내는 것과 같이, 코너날 (18) 만이 피절삭재 (W) 에 접촉하고, 외주날 (15) 의 피절삭재 (W) 에 대한 접촉이 방지되므로, 절삭 저항의 증대를 억제할 수 있다.

외주날 (15) 의 축선 (O) 방향의 길이 (L) 가, 0.15×D 이상 1.5×D 이하 (본 실시형태에서는 L=D) 로 설정되고, 백 테이퍼각 (θ) 의 크기가, 0˚보다 크고 1˚이하로 설정되어 있으므로, 바닥날 (17) 이나 코너날 (18) 이 마모된 경우에 라디우스 엔드밀의 선단을 연마해도, 엔드밀의 외경이 크게 변화되지 않으므로, 라디우스 엔드밀을 재연마하여 사용할 수 있다. 이로 인해, 라디우스 엔드밀의 수명의 연장을 도모할 수 있다.

본 실시형태의 라디우스 엔드밀에서는, 코너날 (18) 의 레이크각 (α) 의 크기가 0˚로 설정되고, 외주날 (15) 의 비틀어짐각 (γ) 의 크기가 10˚이상 30˚이하로 설정되어 있다. 즉, 레이크각 (α) 이 비틀어짐각 (γ) 보다 작게 설정되어 있으므로, 코너날 (18) 의 레이크면 (18A) 을 레이크각 (α) 그대로 재연마하여 사용할 수 있다. 이로 인해, 엔드밀의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또, 코너날 (18) 의 플랭크면 (18B) 이 외주날 (15) 의 플랭크면 (15B) 에 매끄럽게 연속되도록 형성되어 있으므로, 포켓 (P) 의 모서리 부분이나 윤곽 부분을 가공할 때, 포켓 (P) 을 형성하는 피절삭재 (W) 의 측벽면을 매끄럽게 완성할 수 있다.

또, 절삭 부스러기 배출홈 (14) 의, 축선 (O) 에 직교하는 단면을 따르는 방향의 깊이가, 0.075×D 이하로 설정되고, 라디우스 엔드밀의 심두께가, 0.85×D 이상으로 설정되어 있으므로, 엔드밀 본체 (11) 의 강성을 높일 수 있다. 또한, 절삭 저항에 의한 위축의 발생이나 변형을 방지할 수 있어, 고이송 가공을 안정적으로 실시할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 절삭 부스러기 배출홈이 4 개 형성되고, 외주날, 바닥날, 코너날이 각각 4 개씩 형성되어, 이른바 4 장 날 엔드밀에 대해 설명하였는데, 본 발명의 라디우스 엔드밀은, 외주날, 바닥날, 코너날의 수에 제한은 없고, 5 장 이상의 절삭날을 갖고 있어도 되고, 3 장 이하의 절삭날을 갖고 있어도 된다.

또, 절삭날부의 표면에, TiN 이나 TiAlN 등의 경질 재료로 이루어지는 피막을 형성해도 된다. 이로 인해, 절삭날부의 내마모성이 크게 향상되므로, 엔드밀의 새로운 수명 연장을 도모할 수 있다.

Claims

축선 둘레로 회전되는 엔드밀 본체와;

상기 엔드밀 본체의 선단 가까운 쪽의 외주 부분에, 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향해 연장되도록 형성된 외주날과;

상기 엔드밀 본체의 선단면에, 상기 축선의 근방으로부터 상기 엔드밀의 반경 방향 외방으로 연장되도록 형성된 바닥날과;

상기 외주날과 상기 바닥날 사이에, 쌍방의 날을 연결하도록 형성되어, 상기 엔드밀 본체의 반경 방향 외방을 향해, 또한 상기 엔드밀 본체의 후단으로부터 선단을 향해 돌출되도록 형성된 코너날을 구비하고,

상기 코너날은, 상기 엔드밀 본체의 후단으로부터 선단을 향함에 따라 상기 반경 방향 내방을 향해 만곡되고, 또한 상기 엔드밀 본체의 최선단에 도달한 후에 상기 엔드밀 본체의 후단을 향해 만곡되도록 형성되고,

상기 바닥날은, 상기 코너날에 연속하고, 또한 상기 반경 방향 내방을 향함에 따라 상기 엔드밀 본체의 후단을 향하도록 형성되고,

상기 코너날의 상기 축선에 대한 레이크각 (α) 의 크기는, -10˚이상 10˚이하이며,

상기 코너날의 레이크면 및 상기 바닥날의 레이크면이 모두 평면 형상으로 형성됨과 함께, 상기 코너날의 레이크면이 상기 바닥날의 레이크면과 면일하게 형성되고,

상기 엔드밀 본체의 외경을 D 로 할 때, 상기 코너날의 곡률 반경 (R) 의 크기는, 0.1×D 이상 0.3×D 이하이고,

상기 코너날은 곡률 반경 (R) 의 원호를 그리도록 형성되어 있고,

곡률 반경 (R) 의 중심이, 상기 외주날과 상기 코너날의 접점 (G) 보다 상기 엔드밀 본체의 선단 가까운 쪽에 위치하는 라디우스 엔드밀.
제 1 항에 있어서,

상기 바닥날의 상기 축선에 직교하는 평면에 대한 각 β 의 크기가, 3˚이상 8˚이하인 라디우스 엔드밀.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 외주날은, 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 동 엔드밀의 회전 방향 후방을 향해 비틀어지도록 형성되고,

상기 외주날의 상기 축선에 대한 비틀어짐각 (γ) 의 크기가, 10˚이상 30˚이하이며, 또한 상기 레이크각 (α) 이 상기 비틀어짐각 (γ) 보다 작은 라디우스 엔드밀.
제 3 항에 있어서,

상기 외주날에는, 상기 엔드밀 본체의 선단으로부터 후단을 향함에 따라 외경이 점차 작아지도록 백 테이퍼가 형성되고,

상기 백 테이퍼의 테이퍼각 (θ) 의 크기가, 0˚보다 크고 1˚이하인 라디우스 엔드밀.
제 3 항에 있어서,

상기 코너날의 플랭크면과 상기 외주날의 플랭크면이 연속하도록 형성되어 있는 라디우스 엔드밀.
제 3 항에 기재된 라디우스 엔드밀을 이용하여 피절삭재를 가공하는 절삭 가공 방법으로서,

상기 피절삭재에 대한 상기 축선 방향의 절삭 깊이량이, 상기 코너날의 곡률 반경 (R) 이하인 절삭 가공 방법.