JP2004209559A

JP2004209559A - バックテーパ付きエンドミル

Info

Publication number: JP2004209559A
Application number: JP2002379233A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iyori; 秀人井寄; Suketoshi Terasawa; 佐俊寺沢
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】ヘリカル加工において先端コーナや外周刃が損傷し難く、仕上げ面の面粗度も良くなるエンドミルを提供する。
【解決手段】先端の丸コーナ５のコーナＲを０．２ｍｍ以上にしたラジアスエンドミル、先端コーナ部にＣ０．２以上の面取り刃を設けた面取り刃付きエンドミル、または、ボール刃の先端を除去して代わりにフラット底刃１もしくはすかし角の付いた底刃を形成した底刃付きエンドミルを用い、そのエンドミルの先端コーナＲ、Ｃ面取り刃またはボール刃の外端部もしくはその外端部近傍から溝３の後端に至る部分に０．２°以上、３°未満のバックテーパθを付した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヘリカル加工での加工精度向上や工具寿命向上を図ったバックテーパ付きエンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリカル加工を行うエンドミルの従来例としては、下記特許文献に示されるものなどがある。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−４２０５号公報
【特許文献２】
実開平３−８８６２０号公報
【特許文献３】
特開２００２−２９５１４号公報
【特許文献４】
特開２００２−２９２５１５号公報
【０００４】
これ等のうち、特許文献１のエンドミルは、スローアウェイチップで構成される半径方向切刃を本体先端部に備え、その切刃は工具軸と直角な線上から内端側が後退する方向を負として−５〜−１５°の前切刃角（すかし角）を有し、かつ、外周部に０〜１°のバックテーパを有している。
【０００５】
また、特許文献２のエンドミルは、刀身部と刀柄部とを一体に有し、刀身部は先端に刃口を有するとともに、その刃口から後端部方向に螺旋状に延びる側刃と溝を有して先端から後端部まで径が漸次減少され、刃口の両外端は刀身部の先端の最も突出する尖鋭角を形成している。
【０００６】
特許文献３のエンドミルは、外周刃と、中低勾配を有する底刃と、これら外周刃と底刃との繋ぎ部にコーナＲ刃を形成した刃部を有する小径の等高線切削用ラジアスエンドミルであり、外周刃は片角が３°から３０°の逆テーパ（バックテーパ）をもつように形成されている。
【０００７】
さらに、特許文献４のエンドミルは、小径の等高線切削用であり、外周刃と底刃を備える刃部を有し、これら外周刃と底刃との繋ぎ部に、工具軸心と直交する直線との勾配が底刃の回転中心に向かう勾配と逆向きで工具軸心と直交する直線とのなす角が５〜３０°の逆勾配刃を設けている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ヘリカル加工は、図７に示すように、エンドミルＥを回転させながら螺旋状に移動させてワークＷに形成する穴や溝を掘り進める。
【０００９】
上記特許文献１のエンドミルは、スローアウェイ式であり、先端コーナがシャープになっているため、そのヘリカル加工において加工された穴や溝の側面に付く送りマーク（図８のＭ）が大きくなり、加工精度が悪くなる。
【００１０】
特許文献２のエンドミルも、先端コーナがシャープなスクエアエンドミルであるので、上記と同様の問題が起こる。また、このエンドミルは先端コーナが欠け易い。
【００１１】
また、特許文献３、４のエンドミルは、バックテーパが大き過ぎるため溝の終端部で直径が小さくなって工具剛性が低くなる。また、特許文献１、２のエンドミル程ではないが加工側面に送りマークが残る。
【００１２】
この発明は、この問題を解決してヘリカル加工での加工面品位を高め、さらに、使用による摩耗や欠けなどを抑制して寿命なども向上させることを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、先端のコーナＲが０．２ｍｍ以上のラジアスエンドミル、先端コーナ部にＣ０．２以上の面取り刃を設けた面取り刃付きエンドミル、または、ボール刃（球形底刃）の先端を除去して代わりにフラット底刃もしくはすかし角の付いた底刃を形成した底刃付きエンドミルを適用対象にして、そのエンドミルの先端コーナＲ、Ｃ面取り刃またはボール刃の外端部もしくはその外端部近傍から溝の後端に至る部分に０．２°以上、３°未満のバックテーパを付した。
【００１４】
なお、この発明のエンドミルは、ソリッドまたはロウ付け式に限定する。切刃の材質は超硬合金、超高圧焼結体、高速度鋼を問わない。
【００１５】
この発明のエンドミルは、先端コーナＲ、Ｃ面取り刃またはボール刃との外端部からバックテーパ付与部の始端までの間に、長さ１０ｍｍ以下、バックテーパ０．１°以下のストレート側刃、もしくは長さ１０ｍｍ以下の中心がエンドミルの外部に位置する大きな円弧の側刃を設けると好ましい。ここで言う側刃は外周刃であるが、バックテーパ付与部の外周刃と区別するために側刃と表現する。
【００１６】
このほか、バックテーパ付与部に外周刃を形成し、その外周刃に、０．０２ｍｍ以上の幅のマージンを付したもの、バックテーパ付与部の外周刃を省略したもの、側刃に０．０２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の幅のマージンを付したもの、軸心部に切削液またはエア供給用の貫通孔を備えさせたものなども好ましい形態として挙げることができる。
【００１７】
【作用】
この発明のエンドミルは、コーナＲ、Ｃ面取り、もしくはボール刃のＲを付けているので、先端コーナ部が強化されて欠け難くなる。
【００１８】
また、外周にバックテーパを付けているので、ヘリカル加工時に切削に関与しない刃が仕上げ面に擦りつけられることによる弊害、例えば、仕上げ面の悪化や工具摩耗を防止することができる。
【００１９】
さらに、バックテーパ付きスクエアエンドミルで軸方向に送りをかけて加工を行うと加工された穴や溝の側面に図８に示すように大きな送りマークＭが残って仕上げ面の面粗さが悪くなるが、切刃にコーナＲを付けると図９に示すように送りマークＭが小さくなり、仕上げ面品位を向上させることができる。
【００２０】
長さが１０ｍｍ以下、バックテーパ０．１°以下のストレート側刃、もしくは長さ１０ｍｍ以下の中心がエンドミルの外部に位置する大きな円弧の側刃を有するものは、工具軸方向送り量１０ｍｍ以下の条件でヘリカル加工を実施すると側刃によるワイパー効果が得られ、送りマークが小さくなって加工する穴、溝の側面の仕上げ面粗さが向上する。
【００２１】
また、バックテーパ付与部の外周刃にマージンを付けたものは、マージンによる強化効果が得られ、切り屑の噛み込みや所謂工具のビビリによる外周刃の欠損防止効果が生じる。
【００２２】
バックテーパ付与部の外周刃を無くしたものも、外周刃の欠損の懸念がなくなる。
【００２３】
側刃にマージンを付けたものは、マージンによるガイド効果が生じて加工中の工具のビビリが減少し、切削の安定性が高まる。
【００２４】
このほか、エンドミルによる加工は通常外部給油方式でなされるが、ヘリカル加工で穴や溝を掘り込む場合、外部給油では切削油が切削部に届き難い。これに対し、軸心部に貫通穴を設けたものは内部給油による加工が可能であり、刃先の潤滑と冷却を確実に行える。また、供給した油やエアの流れを利用して切り屑を強制排出することができるため、切り屑詰まりによる加工面の荒れや加工トラブルが減少する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図に基づいてこの発明のエンドミルの実施形態を説明する。なお、図１以外のエンドミルは全て模式図にして示す。
【００２６】
図１は先端に丸コーナ５をもつラジアスエンドミルである。図１（ｂ）に模式図に示した丸コーナ５のコーナＲは、０．２ｍｍ以上にしている。このコーナＲが０．２ｍｍ以下ではコーナの強化効果が不足する。
【００２７】
図１（ａ）の１は底刃、２は外周刃、３は溝、４は外周刃２のマージンを示す。マージン４（図１（ｃ）参照、一点鎖線はマージンなし刃形）の幅Ｗ１は、０．０２ｍｍ未満では強度が不足し、外周刃の強化効果が望めない。従って、その幅は０．０２ｍｍ以上とする。このエンドミルには、丸コーナ５の外端部から溝３の後端に至る部分に、０．２°以上、３°以下のバックテーパθを付けている。
【００２８】
そのバックテーパθが０．２°未満ではヘリカル加工時に切削に関与しない外周刃が仕上げ面を擦り、それによる加工面の性状悪化が起こり、工具の擦り摩耗も増加する。また、バックテーパθが３°以上では工具剛性が低下して加工中のビビリが生じやすくなる。前掲の特許文献３には、バックテーパが３°未満では側刃と仕上げ面との接触長さが長くなるため工具がビビリ易くなるとあるが（第３ページ、右下欄００１１）、ヘリカル加工では工具半径方向の取り代に比べて工具軸方向の取り代（＝工具が１公転する間の軸方向送り量）が小さいためワークとの接触によるビビリは発生し難い。むしろ、３°以上の方が溝３の後端部における直径が小さくなり、工具剛性が低下してビビリが生じ易くなる。
【００２９】
図２は、先端のコーナ部にＣ０．２以上の面取り刃６を設けた面取り刃付きエンドミルである。このエンドミルも、面取り刃６の外端から溝（図示せず）の後端に至る部分の外周にバックテーパθを付けている。面取り刃６の面取り量は図１の丸コーナ５と同じ理由から０．２ｍｍ以上としている。また、バックテーパθも図１のエンドミルと同じ理由により０．２°以上、３°以下にしている。なお、このエンドミルも、バックテーパ付与部に設ける外周刃２には、０．０２ｍｍ以上の幅Ｗ１を持つマージン（図１の４）をつけておくのがよい。
【００３０】
図３は、ボールエンドミルのボール刃７の先端を除去し、これに代えてフラットな底刃８やすかし角を有する底刃を設けた底刃付きエンドミルであり、このエンドミルも、ボール刃７の外端から溝（図示せず）の後端に至る部分の外周にバックテーパθを付けている。このバックテーパθは図１のエンドミルと同じ理由により０．２°以上、３°以下とし、さらに、バックテーパ付与部に設ける外周刃２には、０．０２ｍｍ以上の幅を持つマージン（図１の４）をつけている。
【００３１】
図４は、ラジアスエンドミルの丸コーナ５（そのコーナＲは０．２ｍｍ以上）の外端と、０．２°以上、３°以下のバックテーパθを付与した部分の始端ａとの間にバックテーパ角が０．１°以下の図４（ｂ）に示すストレート側刃９や、図４（ｃ）に示す、中心Ｏがエンドミルの外部にある大円弧の側刃１０を設けたものである。
【００３２】
この側刃９（１０）は、図２の面取り刃付きエンドミルや、図３の底刃付きエンドミルにも設けることができる。図３の底刃付きエンドミルに側刃９を設けた例を図５に示す。この側刃９（１０）には、０．０２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の幅のマージン１１（図４（ｄ）参照）をつけておくのがよい。マージン幅が０．０２ｍｍ未満では側刃が強度不足となり、また、０．３ｍｍを超えると切削抵抗が増大して工がビビリ易くなる。
【００３３】
ここで述べた側刃９や１０を設けておくと、ヘリカル加工時に側刃がワイパー刃として働き（エンドミルが１公転する間の工具軸方向送り量が１０ｍｍを越えるとその作用は生じないが１０ｍｍを越えることはまず考えられない）、先行加工時に穴や溝の側面に付いた送りマークが次回以降の加工時に削り取られて仕上げ面の面粗度が向上する。
【００３４】
なお、ここで述べた側刃９や１０を有するエンドミルは、バックテーパ付与部の外周刃を省略することができる。その外周刃をつけることも勿論可能であるが、外周刃を付ける場合には、その刃の強化のために、０．０２ｍｍ以上の幅のマージンを有する外周刃となすのがよい。
【００３５】
図６は、軸心部に貫通穴１２を設けたエンドミルである。貫通穴１２を除く構成は図１〜５に示したものと同様とする。貫通穴１２を設けると、内部給油、内部給気方式にして切削油やエアを効率よく加工点に供給し、さらに、戻りの液流あるいは気流により切り屑の強制排出を行うことができ、工具摩耗、切り屑詰まりによる加工トラブルを低減できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のエンドミルは、先端コーナが強化されているのでヘリカル加工でのコーナの欠けが減少する。また、小さ過ぎず、かつ大き過ぎないバックテーパを外周に付けて外周刃の仕上げ面への接触を防いでいるので、仕上げ面の悪化や工具の擦り摩耗が減少し、加工面の面粗度向上、工具の寿命向上の目的が達成される。
【００３７】
なお、１０ｍｍ以下の側刃を備えさせたものは、ヘリカル加工でワイパー効果が生じて加工された穴や溝の側面の送りマークが小さくなり、仕上げ面の面粗度が向上する。
【００３８】
また、外周刃にマージンを付けたものは、外周への切り屑の噛み込みやビビリによる外周刃の欠損が減少する。
【００３９】
さらに、側刃にマージンを付けたものは、工具のビビリが抑制されて加工の安定性が高まる。
【００４０】
このほか、軸心部に貫通穴を設けたものは、切削油やエアを加工点に効率よく供給でき、工具寿命の向上、切り屑詰まりによる加工面の荒れの抑制、加工トラブルの抑制が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）この発明のエンドミルの実施形態をしめす側面図
（ｂ）同上のエンドミルの模式図
（ｃ）外周刃の断面図
【図２】他の実施形態の模式図
【図３】さらに他の実施形態の模式図
【図４】（ａ）さらに他の実施形態の模式図
（ｂ）同上のエンドミルの先端側を拡大した模式図
（ｃ）先端側の変形例をしめす模式図
（ｄ）側刃の断面図
【図５】さらに他の実施形態の模式図
【図６】さらに他の実施形態の模式図
【図７】ヘリカル加工の解説図
【図８】ヘリカル加工で加工された穴や溝の側面に付く送りマークを誇張して示す図
【図９】先端コーナの除去による送りマークの減少状態を示す図
【符号の説明】
１底刃
２外周刃
３溝
４、１１マージン
５丸コーナ
６面取り刃
７ボール刃
８フラットな底刃
９ストレート側刃
１０大円弧の側刃
１２貫通穴
θ バックテーパ
Ｍ送りマーク

Claims

先端のコーナＲが０．２ｍｍ以上のラジアスエンドミル、先端コーナ部にＣ０．２以上の面取り刃を設けた面取り刃付きエンドミル、または、ボール刃の先端を除去して代わりにフラット底刃もしくはすかし角の付いた底刃を形成した底刃付きエンドミルを対象にして、そのエンドミルの先端コーナＲ、Ｃ面取り刃またはボール刃の外端部もしくはその外端部近傍から溝の後端に至る部分に０．２°以上、３°未満のバックテーパを付したことを特徴とするソリッドまたはロウ付け式のバックテーパ付きエンドミル。
先端コーナＲ、Ｃ面取り刃またはボール刃との外端部からバックテーパ付与部の始端までの間に、長さ１０ｍｍ以下、バックテーパ０．１°以下のストレート側刃、もしくは長さ１０ｍｍ以下の、中心がエンドミルの外部に位置する大きな円弧の側刃を設けた請求項１記載のバックテーパ付きエンドミル。
バックテーパ付与部に外周刃を形成し、その外周刃に、０．０２ｍｍ以上の幅のマージンを付した請求項１または２記載のエンドミル。
バックテーパ付与部の外周刃を省略した請求項２記載のエンドミル。
側刃に０．０２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の幅のマージンを付した請求項２乃至４のいずれかに記載のバックテーパ付きエンドミル。
軸心部に切削液またはエア供給用の貫通孔を備えさせた請求項１乃至５のいずれかに記載のバックテーパ付きエンドミル。