JPH04102716U - 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
従来よりも高効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１１ａは、工
具軸直角断面において、当該切刃部１１の径方向中心側
へ陥没する凹曲線を描く凹曲面１４と、切刃部１１の径
方向外方へ突出する凸曲線を描く凸曲面１５とが工具周
方向へ交互に配置されて構成され、凸曲面１５は、工具
軸直角断面において、外周切刃１２の回転軌跡である回
転円Ｃにその一端１５ａが一致せしめられるとともに、
該一端１５ａから他端１５ｂに向かうに従って漸次回転
円Ｃよりも曲率が大きい円弧を描きつつ工具径方向中心
側へ後退せしめられ、これら凸曲面１５の一端１５ａと
凹曲面１４との交差稜線部が前記外周切刃１２とされて
いる。

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８乃至図１１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１０）、あるいは正三角形状（ 図１１）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１２及び図１３に示すように、前記図１０と全く同じ断面形状 をもつものがある。

【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１１参照）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】

この考案のエンドミルは、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回りに形成されたエンドミルで あって、前記切刃部の周面は、工具軸直角断面において、当該切刃部の径方向中 心側へ陥没する凹曲線を描く凹曲面と、切刃部の径方向外方へ突出する凸曲線を 描く凸曲面とが工具周方向へ交互に配置されて構成され、前記凸曲面は、前記工 具軸直角断面において、前記外周切刃の回転軌跡である回転円にその一端が一致 せしめられるとともに、該一端から他端に向かうに従って漸次前記回転円よりも 曲率が大きい円弧を描きつつ工具径方向中心側へ後退せしめられ、これら凸曲面 の前記一端と前記凹曲面との交差稜線部が前記外周切刃とされてなるものである 。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 くように形成された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 転軌跡を描くように形成されたテーパエンドミルであってもよい。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、凹曲面が外周切刃に対して工具径方向中心側へ陥没してす くい面となるので、凹曲面の外周切刃を通る接線の工具径方向に対する傾斜角度 が外周切刃のすくい角となる。また、凸曲面は、外周切刃と交わる一端から他端 に向かうにつれて、徐々に、外周切刃の描く回転軌跡面から工具中心側へ後退し て外周切刃の逃げ面となるので、この凸曲面の一端における接線と上記回転軌跡 面の外周切刃上の接線とのなす角度が逃げ角となる。

【００１０】 そして、上記すくい角は、上記凹曲面の接線の傾きによって定まるので、該凹 曲面の曲率や曲率中心の位置等の形状を変更することで、外周切刃の刃数に拘束 されることなく、すくい角の大きさを任意に設定できる。

【００１１】 同様に、上記逃げ角は、上記凸曲面の接線の傾きによって定まるので、該凸曲 面の曲率等を変更することで、逃げ角の大きさを任意に設定できる。

【００１２】 また、切刃部の断面積は、上記凹曲面及び凸曲面の、上記回転軌跡面からの工 具径方向中心側への後退量の大小で変化するので、これら凹曲面及び凸曲面の形 状を適当に設定することで、工具断面積の減少を防止して工具剛性の維持をも図 り得る。

【００１３】

【実施例】

以下、図１乃至図４を参照して、本考案の一実施例を説明する。 図１及び図２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 １２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。

【００１４】 図１乃至図３に示すように、切刃部１１の周面１１ａは、工具軸直角断面にお いて、工具軸心Ｐ0側へ陥没する凹曲線を描く凹曲面１４と、工具外周側に向か って突出する凸曲線を描く凸曲面１５とが、工具周方向へ交互に配置されて構成 されている。

【００１５】 ここで、上記凸曲面１５は、工具軸直角断面において、その一端１５ａが上記 仮想円錐面Ｃと一致せしめられるとともに、該一端１５ａから他端１５ｂに向か うに従って漸次上記仮想円錐面Ｃから工具軸心Ｐ0側へ後退する凸円弧を描くよ うに形成され、その曲率（１／Ｒ1）は、上記仮想円錐面Ｃの曲率（１／Ｒ0）よ りも大きく定められている。

【００１６】 また、上記凹曲面１４は、上記凸曲面１５の他端１５ｂと滑らかに連続すると ともに、隣接する凸曲面１５の一端１５ａと交差する凹円弧を描くように形成さ れ、その曲率（１／ｒ1）は、上記凸曲面１５の曲率（１／Ｒ1）よりも大きく定 められている。

【００１７】 そして、これら凹曲面１４及び凸曲面１５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、これにより、各凸曲面１５の一端１５ａと凹曲面１４との交差稜線 部が上述した外周切刃１２とされている。従って、当該テーパエンドミルを、図 中矢印Ｘ方向へ回転させることにより、上記凹曲面１４及び凸曲面１５はそれぞ れ外周切刃１２に対するすくい面及び逃げ面となり、これに伴って、工具軸心Ｐ 0と外周切刃１２とを結ぶ線分ｍ1と、凹曲面１４の外周切刃１２を通る接線ｍ2 とがなす角γが外周切刃１２のすくい角に、また、上記凸曲面１５の外周切刃１ ２における接線ｍ3と上記仮想円錐面Ｃの外周切刃１２を通る接線ｍ4とがなす角 αが外周切刃１２の逃げ角になる。

【００１８】 また、図１及び図２に示すように、切刃部１１の先端には、当該切刃部１１の 先端面１１ｂ及び周面１１ａ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１１ｂとの稜線部が上記底刃１３とされている。

【００１９】 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。

【００２０】 次に、以上のように構成されたテーパエンドミルの作用について説明する。 本実施例のテーパエンドミルにおいては、切刃部１１の周面１１ａが、凹曲面 １４と凸曲面１５との組み合わせによって構成されているので、これら曲面１４ 、１５の曲率等の形状を個々に変化させることができ、しかもこれらの変化によ って上記すくい角γ及び逃げ角αを外周切刃１２の刃数に拘束されることなく、 加工条件等に応じて適当な値に設定することができる。

【００２１】 すなわち、上記すくい角γ及び逃げ角αは、凹曲面１４及び凸曲面１５の外周 切刃１２を通る接線ｍ2、ｍ3の方向によって決定され、しかも、これら接線ｍ2 、ｍ3の方向は曲率（１／ｒ1）、（１／Ｒ1）の大小や曲率中心Ｐ1、Ｐ2の位置 に応じて変化するので、例えば図４のＡ部に示すように、凹曲面１４の曲率（１ ／ｒ1）を、外周切刃１２の位置が変化しないように配慮しつつ、より小さな曲 率（１／ｒ2）に変化させた場合には、すくい角γ1がより正角側へ接近してすく い角γ2に変化する。

【００２２】 また、凸曲面１５の曲率（１／Ｒ1）を、外周切刃１２の位置が変化しないよ うに配慮しつつ、より大きな曲率（１／Ｒ2）に変化させた場合には、逃げ角α1 がより大きな逃げ角α2に変化することとなる。

【００２３】 さらに、これら曲面１４、１５の曲率を変化させない場合でも、例えば図４の Ｂ部に示すように、凹曲面１４の曲率中心位置Ｐ1を、外周切刃１２の位置が変 化しないように配慮しつつ、より径方向中心側の位置Ｐ3に変更した場合には、 すくい角γ1がより正角に近いすくい角γ3に変化する。

【００２４】 このように、本実施例のテーパエンドミルによれば、凹曲面１４の曲率等を適 宜変化させることによって、外周切刃１２のすくい角γを、その刃数に拘束され ることなく変更することができるので、従来のテーパエンドミルに比してすくい 角γをより正角方向へ変化させて切れ味を向上させることができる。

【００２５】 また、凸曲面１５の曲率等を適宜変化させることで、外周切刃１２の刃数に拘 束されることなく逃げ角αをも調整できるので、例えば上記すくい角γが正角方 向へ変化した場合には、これに応じて逃げ角αを小さく設定することで切刃強度 の劣化を回避できる。

【００２６】 さらに、切刃部１１の断面積についても、仮想円錐面Ｃに対する凹曲面１４や 凸曲面１５の工具軸心Ｐ0方向への後退量の大小で変化させることができるので 、これら凹凸曲面１４、１５の形状を適当に設定することで、上述した従来の６ 枚刃のテーパエンドミル（図１０）と同等か若しくはそれ以上の断面積を確保す ることができる。従って、本実施例のテーパエンドミルによれば、工具剛性の劣 化を防止しつつ切れ味を向上させて加工能率の向上を図ることが可能である。

【００２７】 加えて、すくい角γや逃げ角αを自由に設定できるので、例えばこれらすくい 角γや逃げ角αを６枚刃の場合と同一に保持しつつ外周切刃１２の刃数を８枚、 １０枚等に増加させることもでき、かかる場合には工具の送り量を増加させて、 加工能率を一層向上させることができる。

【００２８】 なお、以上の説明では、特に凹曲面１４及び凸曲面１５の曲率等について具体 的範囲を定めていないが、これらは、すくい角γや逃げ角αと工具径との関連で 適宜設定されるものである。ただし、すくい角γの範囲は０°〜−４５°とする ことが好適である。すくい角γが０°を越えると、外周切刃１２の刃先角が不足 して工具剛性が劣化するおそれがあり、他方、−４５°に満たないと外周切刃１ ２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、すくい角γの符号は、図３において、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ｍ1と直線ｍ2が重なるときを正と する（但し、−９０゜＜γ＜９０゜）。

【００２９】 また、逃げ角αの範囲は５°〜２０°とすることが好ましい。逃げ角αが５° 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２ ０°を越えると外周切刃１２の刃先角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。

【００３０】 また、図３においては、特に凸曲面１５の他端１５ｂと凹曲面１４とを滑らか に連続させているが、本考案はこれに限るものではなく、例えば図４のＢ部、あ るいは図５に示すように、これら凹曲面１４と凸曲面１５とがそれぞれの両端で 交差する構成であっても構わないことは勿論である。

【００３１】 さらに、上述のところにおいては、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６及び図７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６及び図７に示されるストレートエンドミ ルを、その軸直角断面が前述の図３乃至図５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。特に、 ストレートエンドミルの場合、高硬度材の切削に用いて良好である。

【００３２】 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。

【００３３】

【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凹曲面や凸 曲面の曲率や曲率中心の位置等の形状を個々に変更することで、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、さらには外周切刃の切れ味を 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】刃先断面の拡大図である。

【図５】本考案の他の実施例に係る断面図である。

【図６】本考案の他の実施例に係る工具本体の側面図で
ある。

【図７】図６のIII方向からの矢視図である。

【図８】従来例に係る工具本体を示す側面図である。

【図９】図８の工具の底面図である。

【図１０】図８のIV-IV線断面図である。

【図１１】図１０に示す断面形状の変形例である。

【図１２】他の従来例に係る工具本体の側面図である。

【図１３】図１２の工具の底面図である。

【符号の説明】

１０ シャンク部 １１ 切刃部 １１ａ テーパ部の周面 １２ 外周切刃 １４ 凹曲面 １５ 凸曲面 １５ａ 凸曲面の一端 １５ｂ 凸曲面の他端 Ｃ 仮想円錐面 ｄ 外周切刃先端の回転径 γ、γ1、γ2、γ3 すくい角 α、α1、α2 逃げ角

Claims (3)

【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
   軸線回りに形成されたエンドミルであって、前記切刃部
   の周面は、工具軸直角断面において、当該切刃部の径方
   向中心側へ陥没する凹曲線を描く凹曲面と、切刃部の径
   方向外方へ突出する凸曲線を描く凸曲面とが工具周方向
   へ交互に配置されて構成され、前記凸曲面は、前記工具
   軸直角断面において、前記外周切刃の回転軌跡である回
   転円にその一端が一致せしめられるとともに、該一端か
   ら他端に向かうに従って漸次前記回転円よりも曲率が大
   きい円弧を描きつつ工具径方向中心側へ後退せしめら
   れ、これら凸曲面の前記一端と前記凹曲面との交差稜線
   部が前記外周切刃とされてなる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。