JPH04256511A - ボールエンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工具本体の先端部に
略円弧状の主刃のみが形成された単刃のボールエンドミ
ルに係り、詳しくは工具の切れ味を過度に劣化させるこ
となく十分な工具剛性を確保してびびり振動を抑制でき
るボールエンドミルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のボールエンドミルとして
は、例えば図９ないし図１１に示すように、軸状をなす
工具本体１の先端半球部１ａに当該工具本体１の先端及
び外周に開口するチップポケット２が形成され、このチ
ップポケット２の回転方向を向く壁面２ａにチップ取付
座３が形成され、このチップ取付座３に一枚のスローア
ウェイチップ（以下、チップと略称する。）４がボルト
５で着脱自在に装着されてなる単刃のスローアウェイ式
ボールエンドミルが知られている。

【０００３】ここで、上記チップ４は超硬合金を厚さ一
定の平板状に形成してなるもので、そのすくい面４ａと
側面４ｂとの稜線部には略１／４円弧状の円弧刃６とこ
の円弧刃６の後端に連続する直線刃７とからなる主刃８
がチップ中心に対して対称に形成されている。さらにチ
ップ４の円弧刃６の先端部には着座面４ｃに向かって凸
曲線を描きつつ延びる湾曲部６ａが形成されている。

【０００４】そして、上記チップ４は、その主刃８の先
端が工具軸線方向からの底面視において工具回転中心Ｐ
０にほぼ一致するように位置決めされた上で、ボルト５
で締め付けられて工具本体１に着脱自在に装着される。 この際、主刃８のアキシャルレーキ角γＡは正角に設定
され、このため図１２に示すように、主刃８は工具軸線
方向からの底面視においてチップ着座面４ｃ側に中心Ｐ
１を有する円弧を描くこととなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のボールエンドミルにおいては、主刃８のアキシャル
レーキ角γＡを正角に設定しているので、チップポケッ
ト２の回転方向を向く壁面２ａやチップ取付座３の底面
３ａを工具後端側に向かうほど漸次工具回転方向と反対
側へ傾斜する傾斜面状に形成する必要がある。このため
チップポケット２の背後の工具本体１の肉厚ｔ（図１１
参照）が工具後端側に向かうに従って徐々に減少し、こ
れに伴って工具剛性が劣化してびびり振動を招く等の弊
害が生じ、時として工具折損が生じることさえあった。 このような欠点を解消するには、主刃８のアキシャルレ
ーキ角γＡを負角としてチップポケット２の背後の肉厚
ｔを増加させれば良いが、かかる場合には主刃８に加わ
る切削抵抗が増大して工具の切れ味が劣化し、切削時の
所要動力の増加や切刃欠損の発生頻度の増加等の弊害を
招くこととなる。

【０００６】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、工具の切れ味を過度に劣化させることなく、
一定の工具剛性を確保して工具のびびり振動を効果的に
抑制できるボールエンドミルを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明のボールエンドミルは、主刃のアキシャルレ
ーキ角を負角に設定するとともに、この主刃のすくい面
に上記主刃に沿って延びるブレーカ溝を形成したもので
ある。この場合、ブレーカ溝の溝幅や溝深さは被削材や
切削条件に応じて適宜設定されるが、ブレーカ溝の溝幅
あるいは溝深さを主刃の先端から後端側へ向かうに従っ
て漸次増大させ、あるいは溝幅及び溝深さをともに主刃
先端側から後端側へ向かうに従って増大させることが好
適である。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、主刃のアキシャルレーキ角
が負角に設定されているので、これに応じてチップポケ
ットが工具軸方向後端側へ向かうに従って漸次工具回転
方向側へ傾斜することとなる。従ってチップポケット背
後の肉厚が工具後端側で増大して十分な剛性が確保され
る。一方、主刃のすくい面にブレーカ溝が形成されてい
るので、主刃の法線方向の断面視におけるすくい角が実
質的に正角方向へ変化し、この結果主刃の切れ味が向上
する。加えて、円弧状をなす主刃から生成される切屑は
主刃の先端側で薄く後端側で厚く変化するため、ブレー
カ溝の溝幅や溝深さを変化させた場合には切屑の厚さに
応じて必要最小限のブレーカ溝を確保でき、工具剛性の
低下を最小限に止どめつつ主刃の切れ味や切屑排出性を
向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１ないし図４を参照して、本発明の
一実施例を説明する。なお、上述した従来例と同一の構
成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１０】図１及び図２において符号２０は工具本体
である。この工具本体２０の先端部には略半球状をなす
球状部２１が形成され、この球状部２１には当該球状部
２１の外周をほぼ１／４周切り欠いてなるチップポケッ
ト２２が形成されている。そして、このチップポケット
２２の回転方向を向く壁面にはチップ取付座２３が形成
され、このチップ取付座２３にチップ２４が載置されて
ボルト５で着脱自在に取り付けられている。

【００１１】ここで、上記チップ２４は超硬合金を厚さ
一定の平板状に形成してなるもので、そのすくい面２４
ａと側面２４ｂとの稜線部には２つの主刃２５がチップ
中心に対して対称に形成されている。これら主刃２５は
、上記すくい面２４ａと直交する方向からの平面視にお
いて略１／４円弧状に延びる円弧刃２６と、この円弧刃
２６の後端に連続して直線的に延びる直線刃２７とから
構成され、上記円弧刃２６の先端部には、図３により詳
細に示すようにチップ２４の着座面２４ｃに向かって凸
曲線を描きつつ延びる湾曲部２６ａが形成されている。 そして、チップ２４は、その主刃２５の先端が工具軸線
方向からの底面視において工具回転中心Ｐ０とほぼ一致
するように位置決めされて工具本体２０に取り付けられ
ている。

【００１２】さらに、図２に示すようにチップ２４が装
着される上記チップ取付座２３の底面２３ａは、工具軸
方向先端側から後端側へ向かうほど漸次工具回転方向側
へ傾斜する傾斜面に形成され、これによりチップ取付座
２３に装着された状態でのチップ２４の主刃２５のアキ
シャルレーキ角γＡは負角に設定されている。このため
、図３に示すように、工具軸線方向からの底面視におけ
る主刃２５は、円弧刃２６の湾曲部２６ａが工具回転中
心Ｐ０から工具外周側へ離間するに従って工具回転方向
側へ突出する円弧を描くものの、円弧刃２６の残る部分
から直線刃２７の後端にかけての部分がチップ２４のす
くい面２４ａ側に中心Ｐ１を有する円弧を描き、さらに
は直線刃２７の後端が最も工具回転方向へ突出すること
となり、チップ着座面２４ｃ側に中心Ｐ１を有する円弧
を描く従来例（図１２参照）と著しく異なっている。 なお、図２では工具軸線とチップ取付座２３の底面２３
ａとがなす角をアキシャルレーキ角γＡとして表現して
いるが、これはチップ２４のすくい面２４ａが着座面２
４ｃと平行に形成されているためにこのような図り方で
もアキシャルレーキ角γＡを表現できることを考慮した
もので、着座面２４ｃとすくい面２４ａとが平行でない
場合には工具側面視（図２）において主刃２５と工具軸
線とがなす角をアキシャルレーキ角として表現する必要
があることは勿論である。

【００１３】ここで上記主刃２５のアキシャルレーキ角
γＡは工具径や被削材の材質等に応じて適宜変更される
ものであるが、なるべくは−５°〜−１°の範囲に設定
することが好ましい。アキシャルレーキ角γＡが−１°
より正角側に偏った場合にはチップポケット２２の後端
側における肉厚の増加の程度が不足がちで工具剛性を十
分に向上させることができないおそれがあり、他方、ア
キシャルレーキ角γＡが−５°よりも負角側に偏った場
合には切削抵抗の増加の程度が大きくなって工具の切れ
味が著しく劣化するおそれがあるからである。ちなみに
、図示の例では工具径２５ｍｍに対してアキシャルレー
キ角γＡが−２°に設定されている。

【００１４】図１に示すように、上記チップ２４のすく
い面２４ａには各主刃２５の円弧刃２６に沿って略円弧
状に延びる２つのブレーカ溝２８・２８が形成されてい
る。図４により詳細に示すように、これらブレーカ溝２
８は、円弧刃２６と微小幅ｄのランド２９を介して連な
る傾斜面２８ａと、この傾斜面２８ａの後端から上記す
くい面２４ａに向かって円弧状に湾曲しつつ延びるブレ
ーカ面２８ｂとから構成され、その溝幅Ｗは当該ブレー
カ溝２８の先端から後端まで一定とされている。なお、
ここで言う溝幅Ｗとは、主刃２５の法線方向の断面にお
ける主刃２５からブレーカ面２８ｂとすくい面２４ａと
の交点までの距離を指すものとする。

【００１５】また、上記傾斜面２８ａは、上記ランド２
９からチップ中心側へ離間するに従って上記着座面２４
ｃ側へ比例的に大きく陥没せしめられ、これにより円弧
刃２６の法線方向の断面におけるすくい角（以下チップ
すくい角という。図４参照）γ２は、その先端から後端
に至るまで一定の正角とされている。また、傾斜面２８
ａの後端におけるチップすくい面２４ａからの陥没量ｈ
はブレーカ溝２８の先端から後端まで一定に設定されて
いる。

【００１６】しかして、以上のように構成されたボール
エンドミルにおいては、主刃２５のアキシャルレーキ角
γＡを負角に設定しているので、チップポケット２２の
回転方向を向く壁面２２ａやチップ取付座２３の底面２
３ａがいずれも工具後端側へ向かうに従って漸次工具回
転方向側へ傾斜する。従って、チップポケット２２の背
後の肉厚ｔが従来に比して大幅に増大し、この結果工具
剛性が向上してびびり振動や工具折損の発生が抑制され
る。

【００１７】一方、ブレーカ溝２８の傾斜面２８ａによ
って主刃２５のうち、特に円弧刃２６のチップすくい角
γ２が正角となるため、工具側面視における主刃２５の
アキシャルレーキ角γＡが負角に設定されているにも拘
わらず、特に円弧刃２６の切れ味があたかもアキシャル
レーキ角γＡを正角に設定したかのごとく向上し、しか
もブレーカ面２８ｂによって切屑が小さく丸め込まれる
ので切屑排出性が向上して切削抵抗が減少する。なお上
記ランド幅ｄについては工具径等に応じて適宜変更して
良いが、０．０１〜０．５ｍｍの範囲が好適に用いられ
る。

【００１８】ここで、上記実施例のボールエンドミルの
ように円弧状の主刃２５を有するものにおいては、主刃
２５の被削材（図示略）に対する径方向の切込量が、円
弧刃２５の先端側で小さく、後端側すなわち直線刃２７
に連なる側で大きくなることから、主刃２５から生成さ
れる切屑も主刃２５の先端で薄く、後端側で厚くなる。 従って、上記のようにブレーカ溝２８を形成する場合、
溝幅Ｗや溝深さｈを一定とすれば、主刃２５の後端側か
ら生成される切屑の厚さを基準として溝幅Ｗや溝深さｄ
を決定しなければならないため、主刃２５の先端側では
生成される切屑に比してブレーカ溝２８が大き過ぎてチ
ップ強度や工具剛性を無駄に劣化させるという不都合が
生じる。

【００１９】そこで、このような場合には、図５ないし
図８に示すように、溝幅Ｗを主刃２５の先端側から後端
側へ向かうに従って漸次増大させるとともに、溝深さｈ
をその底部が工具側面視において一定の傾斜角αで傾斜
するように漸次増大させ、あるいはこれら溝幅Ｗや溝深
さｈのいずれか一方のみを上記の通り変化させることに
より、ブレーカ溝２８をその先端から後端に至るまで切
屑に見合った大きさに形成し、これにより工具剛性が過
度に劣化するのを防止しつつ切屑排出性や切れ味の向上
を図ることができる。

【００２０】以上の実施例では特にスローアウェイ式の
ボールエンドミルを例に挙げて説明したが、本発明はこ
れに限るものではなく、工具本体２０の先端側にチップ
をろう付け接合した構成や工具全体を一体に成形するソ
リッド式の構成であっても主刃のチップポケット背後の
肉厚を増大させて工具剛性を確保するという効果が得ら
れる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は主刃の
アキシャルレーキ角を負角に設定すると同時に、主刃の
すくい面にブレーカ溝を形成したものであるため、工具
本体のチップポケット背後の肉厚を増大させて十分な工
具剛性を確保し、びびり振動の発生や工具折損の発生を
抑制できるとともに、工具の切れ味の低下や切屑排出性
の劣化を最小限に止どめることができるという優れた効
果を奏する。さらにブレーカ溝の溝幅や溝深さを主刃の
先端側から後端側に向かって変化させた場合には、主刃
で生成される切屑の厚さに応じて必要最小限のブレーカ
溝を確保して、工具剛性の低下を最小限に止どめつつ主
刃の切れ味や切屑排出性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例において主刃を工具側方から
見たときの側面図である。

【図２】図１のＩＩ方向からの矢視図である。

【図３】図２のＩＩＩ方向からの矢視図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。

【図５】本発明の他の実施例において、主刃をそのすく
い面と直交する方向から見たときの平面図である。

【図６】図５のＶＩ方向からの矢視図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である
。

【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図で
ある。

【図９】従来の工具の平面図である。

【図１０】図９のＸ方向からの矢視図である。

【図１１】図９のＸＩ方向からの矢視図である。

【図１２】従来の工具の底面の拡大図である。

【符号の説明】

２０　　工具本体 ２４ａ　　主刃のすくい面 ２５　　主刃 ２８　　ブレーカ溝 γＡ　　主刃のアキシャルレーキ角 Ｐ０　　工具回転中心

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工具本体の先端外周部に、少なくとも
   先端側が略円弧状に湾曲して工具回転中心に達する一の
   主刃のみが設けられてなるボールエンドミルにおいて、
   上記主刃のアキシャルレーキ角を負角に設定するととも
   に、該主刃のすくい面に上記主刃に沿って延びるブレー
   カ溝を形成したことを特徴とするボールエンドミル。
2. 【請求項２】　　上記ブレーカ溝の溝幅を、上記主刃の
   先端から後端側へ向かうに従って漸次拡大させたことを
   特徴とする請求項１記載のボールエンドミル。
3. 【請求項３】　　上記ブレーカ溝の溝深さを、上記主刃
   の先端から後端側へ向かうに従って漸次増大させたこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載のボールエンド
   ミル。