JPH04102715U - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具剛性を維持しつつ切削抵抗を減少させて
従来よりも高能率の切削加工を行うことができるエンド
ミルを得る。 【構成】 エンドミルの切刃部１１の周面を、隣接する
２つの外周切刃１２のうちの一方に連なるすくい面１５
と、このすくい面１５と交差し且つ隣接する２つの外周
切刃１２のうちの他方に連なる逃げ面１６とから構成
し、すくい面１５の工具軸直角断面におけるすくい角γ
を５゜〜−４５゜の範囲に設定し、且つ逃げ面１６の工
具軸直角断面における逃げ角αを２０゜〜４５゜の範囲
に設定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば金型等の精密部品に深溝加工を行う場合等に好適な、高剛 性で高精度の加工を行うことのできるエンドミルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

高剛性でしかも高精度の加工を行うことが要求されるエンドミルの一用途とし て、深溝加工を行う場合がある。このような深溝加工に用いるエンドミルにあっ ては、被削材への切込み量が、例えばテーパ角５°の場合で溝の斜面と直交する 方向に０.００４mm程度（溝の深さ方向に０.１mm程度）というように極めて小さ い値に設定されるために、生成される切屑も少なく、切屑排出用の溝等が比較的 小さくて足りるという設計上の利点を有する反面、深溝加工の特質から通常のエ ンドミルに比して切刃部分が細長くなるため、工具剛性が極力高いことが要求さ れる。図１２乃至図１５に示すエンドミルは実開昭６３−１６１６１５号公報に 開示されたものであり、上記のような特性を考慮したエンドミルの一例である。

【０００３】 これらの図に示すテーパエンドミルは、円柱状のシャンク１の一端部に、先端 に向かうほど細くなるテーパ状の切刃部２が一体的に形成され、この切刃部２の 外周に、複数の螺旋状の外周切刃３が、工具軸線回りに一の円錐面状の回転軌跡 Ｒを描くように形成され、さらに切刃部２の先端に底刃４が形成されてなるもの で、上記切刃部２は、その断面が正六角形状（図１４）、あるいは正三角形状（ 図１５）等の正多角形に形成され、その各側面５の交差稜線部が上記外周切刃３ とされている。そして、これら外周切刃３の全長は、外周切刃３の先端における 回転径ｄの６倍以上とされている。 また、切刃部が工具軸心を中心とする円柱状に形成されたストレートエンドミ ルにおいても、図１６及び図１７に示すように、前記図１４と全く同じ断面形状 をもつものがある。このようなストレートエンドミルは、上記深溝加工の他に、 高硬度材の切削等に使用されている。

【０００４】 これらのエンドミルにおいては、工具の外周部に切屑排出用の溝部等が無いた めに工具の断面積が大きく、また、外周切刃３の刃先角θも大きいため、従来の エンドミルに比して剛性が高く、上述した深溝加工においてびびり等を回避して 安定した加工を行うことができる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したような従来のエンドミルでは、切刃部２の断面を正多角形 状としているため、外周切刃３の軸直角断面におけるすくい角（以下、すくい角 と略称する。）γが切刃部２の断面形状によって決定され、切刃部２を断面正六 角形状とした場合で−６０°、正方形状とした場合で−４５°、外周切刃３が最 も少なくなる正三角形状とした場合でも−３０°（図１５参照）というように負 角側に大きく偏ることなる。このため、切削抵抗が増大して切れ味が劣化するお それが大きいという欠点があった。

【０００６】 また、上述のエンドミルにおいては、切刃部２の角数、すなわち外周切刃３の 刃数が多いほど工具の一回転当たりの送り量を大きく設定できるので加工能率の 向上を図る上で有利であり、さらには工具断面積の増加による剛性向上にも効果 的であるが、外周切刃３の刃数の増加に伴ってすくい角γがより負角側へ偏って 切削抵抗が増加することから、実用上断面正六角形程度が限度であり、従って、 刃数の増加による加工能率の向上を図ることができなかった。

【０００７】 さらに、外周切刃３の軸直角断面における逃げ角（以下、逃げ角と略称する。 ）αも、正六角形状の場合で３０°、正方形状の場合で４５°、正三角形状の場 合で６０°というように切刃部２の角数によって決定されるため、切削条件等に 応じて最適な逃げ角αを設定することができない欠点もあった。 この考案は、このような背景の下になされたもので、工具剛性を維持しつつ切 削抵抗を減少させて従来よりも高能率の切削加工を行うことができるエンドミル を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、軸状をなすシャンクの一端部に切刃部が形成され、この切刃部の 外周に、複数の外周切刃が工具軸線に沿って形成されてなるエンドミルにおいて 、前記切刃部の周面を、隣接する２つの外周切刃のうちの一方に連なるすくい面 と、このすくい面と交差し且つ前記隣接する２つの外周切刃のうちの他方に連な る逃げ面とから構成し、前記すくい面の工具軸直角断面におけるすくい角を５゜ 〜−４５゜の範囲に設定し、且つ前記逃げ面の工具軸直角断面における逃げ角を ２０゜〜４５゜の範囲に設定したものである。エンドミルは、前記外周切刃が工 具軸線を中心とする円柱状の回転軌跡を描くストレートエンドミルであっても、 また、前記外周切刃が工具軸線を中心とし且つ先端に向かうにつれて漸次縮径す る円錐（円錐台）状の回転軌跡を描くテーパエンドミルであってもよい。 外周切刃の刃先強度の向上を図るには、前記逃げ面と前記外周切刃との交差部 に、前記逃げ面よりも逃げ角が小さい刃先強化面を形成することが好ましく、さ らに加工精度の向上を図るには、この刃先強化面を外周切刃が工具軸線回りに描 く回転軌跡と一致する凸曲面状に形成することが有効である。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、切刃部の周面が、互いに交差するすくい面と逃げ面とから 構成されているから、これらすくい面及び逃げ面の傾きを個々に変化させること により、外周切刃のすくい角及び逃げ角を外周切刃の刃数に拘束されることなく 任意に設定できる。従って、従来のエンドミルよりもすくい角を正角方向へ変化 させることにより、従来よりも切れ味を向上させることができ、また、すくい角 の変化に応じて逃げ角を適宜変化させることで、工具断面積の過度の減少や刃先 角の減少を防止して工具剛性を維持できる。

【００１０】 そして、逃げ面と外周切刃との交差部に刃先強化面を形成する場合には、外周 切刃の背後の肉厚が増加するので、刃先強度が一層向上する。さらに、刃先強化 面を、外周切刃が工具軸線回りに描く回転軌跡と一致する凸曲面状に形成した場 合には、これら刃先強化面によって刃先強度が向上するのみならず、これら刃先 強化面と被削材の加工面とが接触することにより外周切刃の振れが抑制されて加 工精度が向上する。

【００１１】

【実施例】

以下、図１乃至図３を参照して、本考案の一実施例を説明する。 これらの図に示すように、本実施例のテーパエンドミルは、軸状をなすシャン ク１０の一端部に、先端に向かう程細くなるテーパ状の切刃部１１が形成され、 この切刃部１１の外周に、工具軸線Ｏの回りに螺旋状に捩れる複数の外周切刃１ ２が、工具軸線Ｏの回りに一の仮想円錐面Ｃを描くように形成され、さらに切刃 部１１の先端に複数の底刃１３が形成されて概略構成されている。 図１乃至図３に示すように、切刃部１１の周面１１ａは、工具軸心Ｐ0に向か って陥没する６つの側面１４から構成され、これら各側面１４が、工具軸心Ｐ0 を中心として周方向へ等ピッチで配置されることにより、全体が断面星形形状を なすように形成されている。

【００１２】 切刃部１１の各側面１４は、該側面１４の幅方向略中央で交差するすくい面１ ５と逃げ面１６とから構成されて断面略Ｖ字状をなしており、これらすくい面１ ５及び逃げ面１６は、いずれも当該切刃部１１の先端から基端側へ向かうに従っ て漸次工具軸線Ｏの回りに時計方向へ捩れる捩れ面状に形成されている。そして 、隣接する側面１４のすくい面１５と逃げ面１６との交点Ｐ1によって構成され る凸稜線部は、工具軸線Ｏと同軸をなす一の仮想円錐面Ｃに内接し、これにより 各凸稜線部が上述した外周切刃１２とされている。

【００１３】 ここで、上記すくい面１５の外周切刃１２に対するすくい角γは、被削材の材 質や切削条件等に応じて適宜設定されるものであるが、その範囲は５°〜−４５ °とすることが好適である。すくい角γが５°を越えると、外周切刃１２の刃先 角θが不足して工具剛性が劣化するおそれがあり、他方、ー４５°に満たないと 外周切刃１２に加わる切削抵抗が過度に増加して切れ味が悪化するおそれが生じ るからである。なお、ここでいうすくい角γは、図３において外周切刃１２と工 具軸心Ｐ0とを結ぶ線分 ｍ1とすくい面１５とがなす角度をいい、その方向は、 線分ｍ1を外周切刃１２を中心として反時計方向に回転させたときに、該線分ｍ
１ とすくい面１５が重なるときを正とする（但し、−９０゜＜γ＜９０゜）。ちな みに、図示の例では−４５°に設定されている。

【００１４】 また、上記逃げ面１６の逃げ角αもすくい角γと同様に被削材の材質等に応じ て適宜設定されるが、その範囲は２０°〜４５°とすることが好ましい。逃げ角 αが２０°に満たないと外周切刃１２の早期摩耗を招くおそれが生じ、他方、逃 げ角αが４５°を越えると外周切刃１２の刃先角θが不足して工具剛性が劣化す るおそれが生じるからである。なお、ここでいう逃げ角αは、上記仮想円錐面Ｃ の外周切刃１２を通る接線ｍ２と逃げ面１６とがなす角度をいい、図示の例では ４５°に設定されている。

【００１５】 さらに、切刃部１１の先端には、当該切刃部１１の先端面１１ｂ及び周面１１ ａに開口する２つの溝部１７が形成され、これら溝部１７の壁面と上記先端面１ １ｂとの稜線部が上記底刃１３とされている。

【００１６】 なお、上記切刃部１１の全長Ｌ及びテーパ角φは、切削する溝形状に応じて設 定されるが、全長Ｌは外周切刃１２の先端回転径ｄに対して６ｄ以上とされ、ま たテーパ角φは５°とされている。

【００１７】 しかして、以上のように構成されたテーパエンドミルにおいては、上述した従 来の６枚刃のテーパエンドミルに比してすくい角γが正角方向へ変化しているた め、外周切刃１２の切削抵抗が減少して切れ味が向上する。その一方、切刃部１ １の断面積は、従来のテーパエンドミルよりも多少減少するものの、その減少量 は側面１４の工具中心方向への陥没によってもたらされる僅かな量であり、通常 のエンドミルのように大きなチツプポケツトを有する工具と比較した場合には、 未だ十分な剛性が確保される。

【００１８】 また、本実施例のテーパエンドミルによれば、切刃部１１の周面が互いに交差 するすくい面１５と逃げ面１６とから構成されているので、例えば、図４に示す ように、すくい面１５を工具軸直角断面において外周切刃１２と工具軸心Ｐ0を 結ぶ線分 ｍ1に近付く方向へ傾けてすくい角γをより正角側に変化させ、あるい は図５に示すように、すくい面１５を上記線分 ｍ1と一致させてすくい角γを０ °とし、さらには図６に示すように、すくい面１５を線分 ｍ1を越えて傾けるこ とによりすくい角γを正角とする等、すくい面１５の傾きを個々に変化させるこ とで、外周切刃１２のすくい角γを刃数に拘束されることなく被削材の材質や切 削条件等に応じて最適な値に設定できる。また、逃げ角αについても、すくい角 γと同様に逃げ面１６の傾きを変化させることによって種々変化させることがで きるので、例えばすくい角γを正角方向へ変化させる場合には、これに応じて逃 げ角αを小さくすることで、刃先角θを一定値に保持して刃先強度の劣化を回避 することもできる。

【００１９】 加えて、本実施例によればすくい角γや逃げ角αが外周切刃１２の刃数に拘束 されないので、例えば図７に示すように、６枚刃の場合とすくい角γや逃げ角α を同一に保持しつつ外周切刃１２を８枚に増加させる等、外周切刃１２の切れ味 を劣化させることなく外周切刃１２の刃数を増加させることができ、かかる場合 には、切刃部１１の断面積が増加するとともに、工具送り量を増加させて加工能 率の向上を図ることができるという優れた効果を奏する。

【００２０】 さらに、本実施例によれば、これらすくい面１５と逃げ面１６の傾きに応じて 切刃部１１の周面に断面略Ｖ字状の空隙Ｓが生じるので、例えば工具送り量の増 加に伴って生成される切屑の排出量が増加しても、円滑に切屑を排出することが 可能である。

【００２１】 なお、本実施例では特に逃げ面１６を外周切刃１２からすくい面１５との交差 部に至るまで一定の逃げ角αに形成しているが、本考案はこれに限るものではな く、例えば図８に示すように、逃げ面１６と外周切刃１２との交差部分に、逃げ 面１６よりも逃げ角α1が小さい刃先強化面１８を形成しても良い。この場合に は、外周切刃１２の背後の肉厚が増加するために刃先強度が向上し、この結果、 工具剛性が一層向上してより高能率な加工を行い得る。

【００２２】 さらに、図９に示すように刃先強化面１８を外周切刃１２が描く仮想円錐面Ｃ と一致する微小幅Ｗの凸曲面状に形成した場合には、これら刃先強化面１８が被 削材の加工面と接触することによって外周切刃１２の振れが抑制されるので、刃 先強度の向上に加えて加工精度の向上を図ることもできるという優れた効果が得 られる。

【００２３】 なお、上述のところにおいては、外周切刃１２が工具軸線を中心とし且つ先端 に向かうにつれて漸次縮径する円錐状の回転軌跡を描くテーパエンドミルの場合 について説明したが、上記の構成を、図１０及び図１１に示すような、外周切刃 １２が工具軸線を中心とする円柱状の回転軌跡を描くストレートエンドミルに適 用しても同様の効果を得られることは勿論である。即ち、図１０及び図１１に示 される工具を、その軸直角断面が前述の図３乃至図９に示す断面図と同じ形状と なるように構成すれば、前述のテーパエンドミルの場合と同様の効果が得られる 。

【００２４】 また、本考案は深溝加工用のエンドミルに限られるものではなく、剛性と加工 精度を要求されるあらゆるエンドミルに適用することが可能である。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、切刃部の周面を構成するすくい面と 逃げ面の傾きを個々に調整することで、外周切刃に対するすくい角及び逃げ角を 外周切刃の刃数に拘束されることなく変化させることができるから、すくい面の すくい角を従来よりも正角方向へ変化させて切れ味を向上させるとともに、これ に応じて逃げ面の逃げ角を適宜調整することによって工具断面積や刃先角の過度 の減少を防止して工具剛性の劣化を抑制でき、さらには工具剛性や切れ味を維持 しつつ外周切刃の刃数を増加させて、高能率の加工を行うことができる。

【００２６】 また、逃げ面と外周切刃との交差部に刃先強化面を設けた場合には、外周切刃 の背後の肉厚が増加するために刃先強度が向上し、さらに刃先強化面を凸曲面状 に形成した場合には、刃先強度の向上に加えて外周切刃の振れを抑制して加工精 度の向上をも図り得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る工具本体の側面図であ
る。

【図２】図１のＩ方向からの矢視図である。

【図３】図１のII−II線断面図である。

【図４】同実施例の変形例を示す図である。

【図５】同実施例の変形例を示す図である。

【図６】同実施例の変形例を示す図である。

【図７】同実施例の変形例を示す図である。

【図８】同実施例の変形例を示す図である。

【図９】同実施例の変形例を示す図である。

【図１０】本考案の他の実施例に係る工具本体の側面図
である。

【図１１】図１０のIII方向からの矢視図である。

【図１２】従来例に係る工具本体を示す側面図である。

【図１３】図１２の工具の底面図である。

【図１４】図１２のIV-IV線断面図である。

【図１５】図１４に示す断面形状の変形例である。

【図１６】他の従来例に係る工具本体の側面図である。

【図１７】図１６の工具の底面図である。

【符号の説明】

１０ シャンク １１ 切刃部 １２ 外周切刃 １５ すくい面 １６ 逃げ面 １８ 刃先強化面 Ｃ 仮想円錐面 ｄ 外周切刃先端の回転径 γ すくい角 α 逃げ角

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸状をなすシャンクの一端部に切刃部が
   形成され、この切刃部の外周に、複数の外周切刃が工具
   軸線に沿って形成されてなるエンドミルにおいて、前記
   切刃部の周面を、隣接する２つの外周切刃のうちの一方
   に連なるすくい面と、このすくい面と交差し且つ前記隣
   接する２つの外周切刃のうちの他方に連なる逃げ面とか
   ら構成し、前記すくい面の工具軸直角断面におけるすく
   い角を５゜〜−４５゜の範囲に設定し、且つ前記逃げ面
   の工具軸直角断面における逃げ角を２０゜〜４５゜の範
   囲に設定したことを特徴とするエンドミル。
2. 【請求項２】 前記外周切刃が、工具軸線を中心とする
   円柱状の回転軌跡を描くように形成された請求項１記載
   のエンドミル。
3. 【請求項３】 前記外周切刃が、工具軸線を中心とし且
   つ先端に向かうにつれて漸次縮径する円錐状の回転軌跡
   を描くように形成された請求項１記載のエンドミル。
4. 【請求項４】 前記逃げ面と前記外周切刃との交差部
   に、前記逃げ面よりも逃げ角が小さい刃先強化面を形成
   したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３
   記載のエンドミル。
5. 【請求項５】 前記刃先強化面は、前記外周切刃が工具
   軸線回りに描く回転軌跡と一致する凸曲面状に形成され
   ていることを特徴とする請求項４記載のエンドミル。