JPH0666910U - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 工具本体１の外周に外周刃６…が形成される
とともに、工具本体の先端にはその内周側から外周側に
延びて外周刃６…に連なる底刃８…が形成されている。
底刃６…のうち、第１の底刃６ａは、工具本体１先端の
工具回転中心Ｃの近傍から外周側に延び、少なくとも工
具回転中心Ｃ近傍において０°または負の径方向すくい
角α₁が付されるように心上がりに形成され、他の第２
〜第４の底刃６ｂ〜６ｄは工具回転中心Ｃから離間した
位置から外周側に延び、正の径方向すくい角α₂〜α₄が
付されるように心下がりに形成されている。 【効果】 工具回転中心Ｃ近傍から延びる第１の底刃６
ａに高い切刃強度を与えて、傾斜切削の場合でも過大な
切削荷重に抗して切刃に欠損等が生じるのを防ぐことが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、金属被削材の溝削り加工や肩削り加工に用いられるエンドミルに関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の切削加工においては、超硬合金等の硬質材料より成る軸状の工具本体 の外周に複数条の切屑排出溝が形成され、これらの切屑排出溝の工具回転方向を 向く溝壁面と工具本体の外周逃げ面との交差稜線部に外周刃が形成されるととも に、この溝壁面と工具本体の先端逃げ面との交差稜線部に、工具本体の内周側か ら外周側に延びて上記外周刃に連なる複数の底刃が形成されたエンドミルが多用 されている。 このようなエンドミルにおいては、上記切屑排出溝は一般的に工具本体の周方 向に等間隔に、かつ工具本体の基端側に向かうに従い工具回転方向の後方側に捩 れるように形成されており、これによって外周刃も工具本体の周方向に等間隔に 、かつ正の軸方向すくい角が付されるように形成される。

【０００３】 一方、上記複数の底刃は一般に工具本体先端の内周側から外周側に延びて上記 外周刃に連なるように形成されており、上述のように外周刃が周方向に等間隔に 形成されることに伴い、これらの底刃もまた周方向に等間隔にとなるように形成 される。 しかして、このような構成のエンドミルは、工作機械等に保持されてその軸線 回りに回転されつつ該軸線に交差する方向に送り出され、外周刃によって溝等の 壁部を加工するとともに底刃によって溝の底面を仕上げて行く。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このようなエンドミルによる加工では、工具本体をその軸線に直交 する方向に送り出して切削を行なう他に、これと同時に工具本体をその軸線方向 の先端側に向けても送り出して被削材に傾斜した溝等を形成する、いわゆる傾斜 切削を行なう場合がある。 そして、このような場合には、工具本体の先端全面で切削を行なわなければな らないため、上記底刃のうち少なくとも一の底刃は、これを工具本体先端の工具 回転中心の近傍から外周側に延びるようにして、底刃の軸線回りの回転軌跡が該 底刃の外周側の端部が軸線回りになす円面と略一致するように形成されなければ ならない。さもなければ、工具本体をその軸線方向先端側に送り出した際、被削 材の底刃によって削られる部分に大きな削り残しの部分が生じ、円滑な切削が阻 害されたり、良好な加工面が得られなくなったりしてしまう。

【０００５】 ところが一方、このように工具本体をその軸線方向にも送り出す場合には、ち ょうどドリルの切刃に作用するのと同じように、底刃に上記軸線方向基端側に向 けて押し込み力が作用する。 ここで、この底刃に作用する押し込み力は、やはりドリルの切刃の場合と同じ ように工具本体の内周側に向かうに従い大きくなってゆき、工具本体先端におけ る工具回転中心の近傍において最大となる。そして、この工具回転中心の近傍に おける底刃の切削形態は、被削材を削り取るというよりは、むしろ底刃やこれに 連なる先端逃げ面によって被削材を押し潰すような切削形態となり、このため該 工具回転中心近傍の部分において底刃に過大な切削荷重が作用するのは避けられ ない。従って、上述のような従来のエンドミルによって傾斜切削を行なう場合に は、このような過大な切削荷重によって底刃に欠損などが生じてしまうという問 題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、このような課題を解決するためになされたもので、軸線回りに回転 される工具本体の外周に複数条の切屑排出溝が形成され、これらの切屑排出溝の 工具回転方向を向く溝壁面と上記工具本体の外周逃げ面との交差稜線部に外周刃 が形成されるとともに、上記溝壁面と上記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部 には、上記工具本体の内周側から外周側に延びて上記外周刃に連なる底刃が形成 されて成るエンドミルにおいて、上記底刃のうち、少なくとも一の底刃を、上記 工具本体先端の工具回転中心の近傍から外周側に延びるとともに、この工具回転 中心近傍において０°または負の径方向すくい角が付されるように形成し、かつ 他の底刃を上記工具回転中心から離間した位置から外周側に延びるとともに、上 記少なくとも一の底刃よりも正角側に大きな径方向すくい角が付されるように形 成したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

このような構成のエンドミルでは、工具本体の先端に形成される底刃のうち、 工具回転中心近傍から外周側に延びる少なくとも一の底刃が、この工具回転中心 近傍で０°または負の径方向すくい角が付されるように形成されているので、該 工具回転中心近傍においてこの底刃に高い切刃強度を与えることができる。従っ て、傾斜切削の際にこの部分に上述したような過大な切削荷重が作用しても、切 刃に欠損等が生じるのを防ぐことができ、工具寿命の延長を図るとともに円滑な 切削作業を可能とすることができる。 一方、他の底刃は工具回転中心から離間した位置から外周側に延びるように形 成されて、上記工具回転中心近傍から延びる底刃よりも正角側に大きな径方向す くい角が付されているので、その切れ味を向上させることができ、これによって 底刃全体に作用する切削抵抗が大きくなるのを防ぐことができる。

【０００８】

【実施例】

図１ないし図３は、本考案の一実施例を示すものである。 これらの図において工具本体１は、超硬合金等の硬質材料から形成されて略円 柱軸状をなし、その先端側に刃部２が形成されるとともに基端側がシャンク部３ とされている。 刃部２には、その先端から工具本体１の軸線Ｏ方向基端側に向かうに従い工具 回転方向（図中矢線Ｔ方向）の後方側に捩れる４条の切屑排出溝４…が、工具本 体１の周方向に略等間隔に形成されており、各切屑排出溝４の工具回転方向を向 く溝壁面４ａと、刃部２における外周面、すなわち外周逃げ面５との交差稜線部 には、外周刃６が形成されている。従って、これらの外周刃６…は、切屑排出溝 ４…と同様に工具本体１の周方向に略等間隔に配置され、かつ切屑排出溝４…の 捩れに準じて捩れて正の軸方向すくい角が付されるように形成される。

【０００９】 一方、刃部２の先端には、上記切屑排出溝４…の工具回転方向後方側にそれぞ れ先端逃げ面７…が形成されており、これらの先端逃げ面７…と各切屑排出溝４ の上記溝壁面４ａとの交差稜線部に、それぞれ工具本体１の内周側から外周側に 向かう底刃８…が形成されている。なお、これらの底刃８…は、本実施例ではい ずれも図２に示すように直線状に形成されている。 ここで、これらの底刃８…は、そのうちの第１の底刃８ａが、工具本体１先端 における軸線Ｏの位置、すなわち該先端における工具回転中心Ｃの近傍から外周 側に延びるように形成されており、他の第２、第３、および第４の底刃８ｂ，８ ｃ，および８ｄは、この工具回転中心Ｃから僅かに外周側に離間した位置から延 びるように形成されている。

【００１０】 また、各底刃８…はいずれも、図２に示すように工具本体１の先端側からみて 、上記工具回転中心Ｃを通り工具本体１先端を等角に四分割する４つの仮想直線 Ｌ₁〜Ｌ₄に対し、平行となるように形成されている。 そして、上記第１の底刃８ａは、直線Ｌ₁に対して工具回転方向前方側に距離 Ｋ₁だけ偏った位置に形成され、一方他の第２〜第４の底刃８ｂ〜８ｄは、それ ぞれ直線Ｌ₂〜Ｌ₄に対して工具回転方向後方側に距離Ｋ₂〜Ｋ₄だけ後退した位置 に形成されている。すなわち、上記第１の底刃８ａは工具回転中心Ｃに対してＫ ₁ だけ、いわゆる心上がりに形成され、一方他の上記第２〜第３の底刃８ｂ〜８ ｄは工具回転中心Ｃに対してＫ₂〜Ｋ₃だけ、いわゆる心下がりに形成されること となる。

【００１１】 しかして、このように工具回転中心Ｃの近傍から外周側に延びる上記第１の底 刃８ａが上記仮想直線Ｌ₁に平行、かつ心上がりに形成されることにより、この 第１の底刃８ａにはその全長に亙って負の径方向すくい角α₁が付されることと なる。一方、他の上記第２〜第４の底刃８ｂ〜８ｄは、それぞれ上記仮想直線Ｌ ₂ 〜Ｌ₄に平行かつ心下がりに形成されているので、正の径方向すくい角α₂〜α₄ が付されることとなる。 なお、上記各仮想直線Ｌ₂〜Ｌ₄から第２〜第４の底刃８ｂ〜８ｄまでの距離Ｋ ₂ 〜Ｋ₄、すなわち第２〜第４の底刃８ｂ〜８ｄの心下がり量は、本実施例では互 いに等しく設定されている。また、上記仮想直線Ｌ₁から第１の底刃８ａまでの 距離Ｋ₁、すなわち第１の底刃８ａの心上がり量は、本実施例では距離Ｋ₂〜Ｋ₄ と同じ大きさに設定されている。さらに、上記第１の底刃８ａは、その内周側の 端部が図２に示すように上記仮想直線Ｌ₂およびＬ₄を越えて第３の底刃８ｃ側に 僅かに突出するように延設されている。

【００１２】 このような底刃８…は、それぞれその外周側の端部が上記外周刃６…の先端に 一致して、各外周刃６…に連なるように形成されている。 ここで、外周刃６…は上述のように工具本体１の周方向に等間隔に形成され、 一方底刃８…は図２に示すように第１の底刃８ａの前後で不等間隔となるように 形成されるので、両者の端部を一致させるために、上記切屑排出溝４…の各溝壁 面４ａ…の先端部はそれぞれ適宜に削り落とされるなどされている。なお、各溝 壁面４ａ…の先端部に工具本体１の径方向に延びる溝（ギャッシュ）を形成し、 この溝の深さを各溝壁面４ａごとに適宜に調整して、各底刃８…の外周端部と各 外周刃６の先端部とを一致させるようにしてもよい。

【００１３】 さらに上記切屑排出溝４…の溝壁面４ａ…は、図３に示すように軸線Ｏに直交 する断面において、工具本体１の内周側から外周側に向かうに従い、一旦工具回 転方向後方側に後退した後に工具回転方向前方側に向かう凹曲面状に形成されて おり、これによって各外周刃６…には正の径方向すくい角θが付されている。 さらにまた、これら４つの外周刃６…のうち第１の外周刃６ａに付される径方 向すくい角θ₁は、他の第２、第３、および第４の外周刃６ｂ，６ｃ，および６ ｄに付される径方向すくい角θ₂，θ₃，およびθ₄よりも小さくなるように設定 されている。なお、これら第２、第３、および第４の外周刃６ｂ，６ｃ，および ６ｄに付される径方向すくい角θ₂，θ₃，およびθ₄は、互いに等しくなるよう に設定されている。 そして、これらの外周刃６…と上記底刃８…とは、上記第１の外周刃６ａの先 端が上記第１の底刃８ａの外周端に連なるように形成されている。

【００１４】 このような構成のエンドミルは、上記シャンク部３が工作機械の主軸端に取り 付けられて保持され、軸線Ｏ回りに回転されつつ送りが与えられて切削加工に供 される。そして、工具本体１を軸線Ｏに平行な方向にも送り出して傾斜切削を行 なう場合には、上記第１の底刃８ａの内周側の部分によって、工具本体１先端の 工具回転中心Ｃの近傍部分に対向する被削材部位が切削され、第１の底刃８ａの 外周側の部分および他の底刃８ｂ〜８ｄによって上記被削材部位の周りの部分が 切削される。ここで、工具本体１先端においては内周側に向かうほど底刃８に作 用する押し込み力が大きくなり、工具回転中心Ｃの近傍において最大となって底 刃８に大きな切削荷重が作用することは上述した通りである。 ところが、これに対して上記構成のエンドミルでは、この工具回転中心Ｃの近 傍から延びる第１の底刃８ａが心上がりに形成されており、その全長に亙って負 の径方向すくい角α₁が付されているので、工具回転中心Ｃの近傍においても該 第１の底刃８ａに高い切刃強度を与えることが可能となる。そしてこれにより、 上述のように大きな切削荷重が作用してもこれに抗し得て、この第１の底刃８ａ に欠損等が生じるのを未然に防止することができるのである。

【００１５】 ところで、このように底刃８の切刃強度のみを向上させるためだけなら、第１ の底刃８ａだけでなく、他の第２〜第４の底刃８ｂ〜８ｄも同じ距離Ｋ₁だけ心 上がりにして負の径方向すくい角が付されるように形成すればよい。 しかしながら、このような構成を採った場合には、底刃８…全体に作用する切 削抵抗が著しく増加してしまい、これによって工具本体１に大きな捩れのモーメ ントが作用して切損等が生じたり、このような大きな切削抵抗が周期的に作用す ることによって工具本体１にビビリ振動が発生し、加工面の劣化を招いたりする おそれがある。

【００１６】 これに対して上記構成のエンドミルでは、負の径方向すくい角が付されるのは 工具回転中心Ｃの近傍から延びる第１の底刃８ａだけであり、他の第２〜第４の 底刃８ｂ〜８ｄは工具回転中心Ｃから外周側に離間した位置から延び、かつ心下 がりとされて正の径方向すくい角α₂〜α₄が付されているので、これら第２〜第 ４の底刃８ｂ〜８ｄに過大な切削荷重が作用することはなく、かつその切れ味が 向上するので切削抵抗も低く抑えることができる。 すなわち、上記構成のエンドミルによれば、過大な切削荷重が作用する第１の 底刃８ａのみに十分な刃先強度を与えつつ、底刃８…全体としては作用する切削 抵抗の増大を抑えることができ、工具本体１に切損が生じたり、ビビリ振動によ って加工面に劣化が生じたりするような事態を防止することが可能となる。

【００１７】 さらに、これに加えて上記構成のエンドミルでは、外周刃６…にも正の径方向 すくい角θが付されており、かつ上記第１の底刃８ａに連なる第１の外周刃６ａ にあっては、その径方向すくい角θ₁が他の第２〜第４の外周刃６ｂ〜６ｄの径 方向すくい角θ₂〜θ₄よりも小さくなるように設定されている。そして、このよ うな構成を採ることにより、外周刃６に作用する切削抵抗をも低減せしめること が可能となるとともに、第１の外周刃６ａに作用する切削抵抗は、他の第２〜第 ４の外周刃６ｂ〜６ｄに作用する切削抵抗と異なる大きさとなるため、工具本体 １に周期的な振動が発生し難くなる。 従って本実施例によれば、上述した効果と相俟って、工具本体１に作用する捩 れのモーメントをより小さく抑えて切損等を確実に防止し、またビビリ振動の発 生も一層効果的に防いで良好な加工面を得ることが可能となる。

【００１８】 なお、本実施例では底刃８…を工具本体１の先端側からみて直線状に内周側か ら外周側に延びるように形成し、これによって第１の底刃８ａにはその全長に亙 って負の径方向すくい角α₁が付されるように、また他の第２〜第４の底刃８ｂ 〜８ｄにはそれぞれその全長に亙って正の径方向すくい角α₂〜α₄が付されるよ うにしたが、例えば図４に示すように各底刃８…を、その内周側の部分のみが直 線状になるように形成し、外周側においては工具回転方向後方側に凹む凹曲線状 に形成してもよい。ただし、この場合でも少なくとも一の底刃８ａは工具回転中 心Ｃから外周側に延びるように形成され、かつ該工具回転中心Ｃ近傍に位置する 内周側の直線状の部分は心上がりとされて、負あるいは０°の径方向すくい角が 付されるようにされなければならない。 しかして、このような構成を採った場合には、各底刃８…の外周側において径 方向すくい角が正角側に設定されるため、底刃８…全体に作用する切削抵抗の一 層の低減が図られるという利点が得られる。なお、図４において図２に示す要素 と同じ部分には同一の符号を配してある。

【００１９】 また、これらの実施例では、４つの底刃８…のうち第１の底刃８ａのみを工具 回転中心Ｃ近傍から外周側に延びるように、かつ内周側において負の径方向すく い角が付されるように形成したが、他のいくつかの底刃８…についても同様の構 成としてもよい。ただし、全ての底刃８…を同様の構成とすることは、上述した 通り好ましくない。 さらにこれら実施例では、第１の底刃８ａにおいては、これを心上がりとする ことにより負の径方向すくい角が付されるように形成し、また第２〜第３の底刃 ８ｂ〜８ｄにおいては、これを心下がりとすることにより正の径方向すくい角を 与えたが、これらの心上がり、あるいは心下がりの大きさ、すなわち各底刃８… と上記直線Ｌ₁〜Ｌ₄との距離Ｋ₁〜Ｋ₄は、いずれも０mm〜０.３mmの範囲内とさ れるのが好ましく、詳しくは０.０５mm〜０.１５mmの範囲内とされるのが望まし い。

【００２０】 これは、工具回転中心近傍から延びる底刃の心上がりの大きさが小さすぎると この底刃の径方向すくい角が正角側に近くなり、該底刃の内周側において十分な 切刃強度を確保することができなくなるおそれがあり、逆にこの心上がりの大き さが大きすぎると、該底刃の径方向すくい角が負角側に大きくなりすぎて切削抵 抗が過大となるおそれがあるからである。 また、工具回転中心から離間した位置から延びる底刃の心下がりの大きさが大 きすぎると、該底刃の外周側において径方向すくい角が正角側に大きくなりすぎ て、特に図４に示すように底刃の外周側を凹曲線状に形成した場合に、その外周 側の端部近傍で欠損等が生じ易くなり、逆にこの心下がりの大きさが小さすぎる と、底刃全体に作用する切削抵抗を小さく抑えることができなくなるおそれがあ るからである。

【００２１】 さらに、本実施例では外周刃６…の径方向すくい角θが正角側に設定され、か つ第１の外周刃６ａの径方向すくい角θ₁が、他の第２〜第４の外周刃６ｂ〜６ ｄの径方向すくい角θ₂〜θ₄よりも小さくなるように設定されているが、これら の径方向すくい角θは、０°〜３０°の範囲内でこのような条件を満たすように 形成されるのが好ましく、より詳しくは５°〜１５°の範囲内とされるのが望ま しい。 これは、該径方向すくい角θが小さすぎると外周刃６…に作用する切削抵抗が 大きくなりすぎ、逆にこの径方向すくい角θが大きすぎると外周刃６…の刃先角 が小さくなって切刃強度が損なわれるおそれがあるからである。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、工具回転中心近傍から外周側に延びる少 なくとも一の底刃が、この工具回転中心近傍で０°または負の径方向すくい角が 付されるように形成されているので、この底刃に高い切刃強度を与えることがで きる。そしてこれにより、当該エンドミルを用いて傾斜切削を行なう場合でも、 過大な切削荷重に抗して切刃に欠損等が生じるのを防ぐことができ、工具寿命の 延長と円滑な切削作業とを可能とすることができる。 また、他の底刃は工具回転中心から離間した位置から外周側に延びて、上記工 具回転中心近傍から延びる底刃よりも正角側に大きな径方向すくい角が付されて いるので、その切れ味の向上が図られ、底刃全体に作用する切削抵抗が過大とな るのを防ぐことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す側面図である。

【図２】図１に示す実施例の先端側からの拡大正面図で
ある。

【図３】図１に示す実施例のＸＸ断面図である。

【図４】本考案の他の実施例を示す拡大正面図である。

【符号の説明】

１ 工具本体 ４ 切屑排出溝 ４ａ 切屑排出溝４の工具回転方向を向く溝壁面 ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ） 外周刃 ８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ） 底刃 Ｏ 工具本体１の回転軸線 Ｃ 工具本体１の先端の工具回転中心 Ｔ 工具回転方向 Ｌ（Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄） 工具本体１の先端を等角に
分割する仮想直線 Ｋ（Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃，Ｋ₄） 仮想直線Ｌと底刃８…との
距離（底刃８…の心上がり、心下がりの大きさ） α（α₁，α₂，α₃，α₂） 底刃８…の径方向すくい角 θ（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄） 外周刃６…の径方向すくい
角

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転される工具本体の外周に
   複数条の切屑排出溝が形成され、これらの切屑排出溝の
   工具回転方向を向く溝壁面と上記工具本体の外周逃げ面
   との交差稜線部に外周刃が形成されるとともに、上記溝
   壁面と上記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には、
   上記工具本体の内周側から外周側に延びて上記外周刃に
   連なる底刃が形成されて成るエンドミルにおいて、 上記底刃のうち、少なくとも一の底刃は、上記工具本体
   先端の工具回転中心の近傍から外周側に延びるととも
   に、この工具回転中心近傍において０°または負の径方
   向すくい角が付されるように形成され、かつ他の底刃は
   上記工具回転中心から離間した位置から外周側に延びる
   とともに、上記少なくとも一の底刃よりも正角側に大き
   な径方向すくい角が付されるように形成されていること
   を特徴とするエンドミル。
2. 【請求項２】 上記外周刃のうち、少なくとも一の外周
   刃には、他の外周刃よりも小さな径方向すくい角が付さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
3. 【請求項３】 上記少なくとも一の底刃は、上記少なく
   とも一の外周刃に連なるように形成されていることを特
   徴とする請求項２記載のエンドミル。
4. 【請求項４】 上記底刃は、少なくともその内周側にお
   いて直線状に延びるように形成されていることを特徴と
   する請求項１、請求項２、または請求項３に記載のエン
   ドミル。
5. 【請求項５】 上記底刃は、その外周側において工具回
   転方向後方側に凹む凹曲線状に形成されていることを特
   徴とする請求項１、請求項２、請求項３、または請求項
   ４に記載のエンドミル。