JPH10175111A - 高剛性エンドミル - Google Patents
高剛性エンドミルInfo
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- JPH10175111A JPH10175111A JP8352896A JP35289696A JPH10175111A JP H10175111 A JPH10175111 A JP H10175111A JP 8352896 A JP8352896 A JP 8352896A JP 35289696 A JP35289696 A JP 35289696A JP H10175111 A JPH10175111 A JP H10175111A
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- JP
- Japan
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- cutting
- end mill
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- speed
- high speed
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Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010037 TiAlN Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
- B23C2210/20—Number of cutting edges
- B23C2210/205—Number of cutting edges six
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属部品の成形加工に供するソリッドのエン
ドミルに関し、従来に増して耐久性、仕上げ面精度が優
れる、高速切削に適する高剛性エンドミルを提供する。 【構成】 直径が６ｍｍ未満のエンドミルにおいて、刃
数が６刃以上であって、刃溝の深さが、直径（単位ｍ
ｍ）を刃数で除した値の０．５倍以下により構成する。
ドミルに関し、従来に増して耐久性、仕上げ面精度が優
れる、高速切削に適する高剛性エンドミルを提供する。 【構成】 直径が６ｍｍ未満のエンドミルにおいて、刃
数が６刃以上であって、刃溝の深さが、直径（単位ｍ
ｍ）を刃数で除した値の０．５倍以下により構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、マシニングセンタな
どの工作機械で用いる、主として金属部品の成形加工に
使用するソリッドのエンドミルに関するもので、特に従
来に増して高速切削に適するよう改良を加えた高剛性エ
ンドミルに関する。
どの工作機械で用いる、主として金属部品の成形加工に
使用するソリッドのエンドミルに関するもので、特に従
来に増して高速切削に適するよう改良を加えた高剛性エ
ンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】マシニングセンタなどの工作機械を用い
た、金型をはじめ金属部品の成形、仕上げ加工には各種
のエンドミルが用いられるが、なかでもソリッドのエン
ドミルは外周刃をねじれ刃にしたり、すくい角を大きく
するなど、切削性をよくする手段を講じやすく、かつ切
れ刃精度にも優れるため広く用いられている。近年、切
削加工の高速化が進み、高切削速度にも対応できるＣＢ
Ｎ焼結体などの新工具材料が関心を集めているが、これ
らの焼結材料は耐摩耗性には優れるものの、素材の形状
が限られている上、素材の加工性が悪く所望の工具形状
が得られるまでには至っていない。一方、在来の工具材
料である超硬合金などを用いる工具においても、形状を
工夫して高速切削への対応を試みたものがある。例え
ば、特開平５−３３７７２０号には、複数の切れ刃をも
つエンドミルで、すくい角を−３０°〜０°、ねじれ角
を４５°〜６０°、チップポケットの深さを０．５〜
１．５ｍｍ、フラット幅を０．５〜３ｍｍにした、高速
切削に適合するエンドミル（以下、従来品１という）が
示されている。また、特開平５−３３７７２１号には、
複数の切れ刃をもつエンドミルで、すくい角を−３０°
〜０°、ねじれ角を４５°〜６０°、チップポケットの
深さをエンドミル直径の５〜１５％、フラット幅を０．
２〜３ｍｍにした、高速切削に適合するエンドミル（以
下、従来品２という）が示されている。さらに、特開平
５−３４５２１４号には、複数の切れ刃をもつエンドミ
ルで、すくい角を負に、心厚すなわちコア径をエンドミ
ル直径の７０〜９０％にして、切削速度７０ｍ／ｍｉ
ｎ、１刃当たりの送り０．１ｍｍの高速高送りが可能な
低硬度材の切削方法が示されている。
た、金型をはじめ金属部品の成形、仕上げ加工には各種
のエンドミルが用いられるが、なかでもソリッドのエン
ドミルは外周刃をねじれ刃にしたり、すくい角を大きく
するなど、切削性をよくする手段を講じやすく、かつ切
れ刃精度にも優れるため広く用いられている。近年、切
削加工の高速化が進み、高切削速度にも対応できるＣＢ
Ｎ焼結体などの新工具材料が関心を集めているが、これ
らの焼結材料は耐摩耗性には優れるものの、素材の形状
が限られている上、素材の加工性が悪く所望の工具形状
が得られるまでには至っていない。一方、在来の工具材
料である超硬合金などを用いる工具においても、形状を
工夫して高速切削への対応を試みたものがある。例え
ば、特開平５−３３７７２０号には、複数の切れ刃をも
つエンドミルで、すくい角を−３０°〜０°、ねじれ角
を４５°〜６０°、チップポケットの深さを０．５〜
１．５ｍｍ、フラット幅を０．５〜３ｍｍにした、高速
切削に適合するエンドミル（以下、従来品１という）が
示されている。また、特開平５−３３７７２１号には、
複数の切れ刃をもつエンドミルで、すくい角を−３０°
〜０°、ねじれ角を４５°〜６０°、チップポケットの
深さをエンドミル直径の５〜１５％、フラット幅を０．
２〜３ｍｍにした、高速切削に適合するエンドミル（以
下、従来品２という）が示されている。さらに、特開平
５−３４５２１４号には、複数の切れ刃をもつエンドミ
ルで、すくい角を負に、心厚すなわちコア径をエンドミ
ル直径の７０〜９０％にして、切削速度７０ｍ／ｍｉ
ｎ、１刃当たりの送り０．１ｍｍの高速高送りが可能な
低硬度材の切削方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】切削工具を高速仕様
の工作機械で用いる場合、高切削速度に起因する熱的損
傷が顕著となる。また単位時間内に切れ刃が工作物と接
触する回数が増加するため、切れ刃に衝撃がかかる回数
が増して、チッピングや欠け等が生じやすい。従来品１
および従来品２においては、すくい角を負に、チップポ
ケットを浅くして切れ刃の剛性を上げ、ねじれ角を強く
して切れ味を補い、さらに強ねじれの弊害である切れ刃
先端の強度不足を、適正な大きさのフラット幅を設ける
ことで緩和して高速切削を実現しようとするものであ
る。高速高送りが可能な低硬度材の切削方法において
も、すくい角を負に、コア径を大きくしてチップポケッ
トを浅くし、切れ刃の剛性を上げることで高速高送りを
可能としたものである。しかし、コア径を大きくしてチ
ップポケットを浅くした場合は、エンドミルの剛性は高
まるものの、切り屑がチップポケットに詰まって切削作
用を阻害して、高速切削の実現には限界がある。また、
ソリッドエンドミルは実質的に直径１ｍｍ以下の小径か
ら、５０ｍｍを越える大径までの範囲が存在し、切削の
パフォーマンスについて全サイズを同一に論じることに
は無理がある。このように、高速切削を実現する上に単
なる工具の高剛性化のみでは不十分という問題があっ
た。
の工作機械で用いる場合、高切削速度に起因する熱的損
傷が顕著となる。また単位時間内に切れ刃が工作物と接
触する回数が増加するため、切れ刃に衝撃がかかる回数
が増して、チッピングや欠け等が生じやすい。従来品１
および従来品２においては、すくい角を負に、チップポ
ケットを浅くして切れ刃の剛性を上げ、ねじれ角を強く
して切れ味を補い、さらに強ねじれの弊害である切れ刃
先端の強度不足を、適正な大きさのフラット幅を設ける
ことで緩和して高速切削を実現しようとするものであ
る。高速高送りが可能な低硬度材の切削方法において
も、すくい角を負に、コア径を大きくしてチップポケッ
トを浅くし、切れ刃の剛性を上げることで高速高送りを
可能としたものである。しかし、コア径を大きくしてチ
ップポケットを浅くした場合は、エンドミルの剛性は高
まるものの、切り屑がチップポケットに詰まって切削作
用を阻害して、高速切削の実現には限界がある。また、
ソリッドエンドミルは実質的に直径１ｍｍ以下の小径か
ら、５０ｍｍを越える大径までの範囲が存在し、切削の
パフォーマンスについて全サイズを同一に論じることに
は無理がある。このように、高速切削を実現する上に単
なる工具の高剛性化のみでは不十分という問題があっ
た。
【０００４】
【本発明の目的】本発明は、以上の問題を解消するため
になされたものであり、主として金属部品の成形加工に
供するソリッドのエンドミルに関するもので、特に高速
回転、高速送りで用いて耐久性、仕上げ面精度が優れ
る、従来に増して高速切削に適するよう改良を加えた高
剛性エンドミルを提供するものである。
になされたものであり、主として金属部品の成形加工に
供するソリッドのエンドミルに関するもので、特に高速
回転、高速送りで用いて耐久性、仕上げ面精度が優れ
る、従来に増して高速切削に適するよう改良を加えた高
剛性エンドミルを提供するものである。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、シャフト状の形状をした本体１からな
り、前記本体１の一端に、その長手軸に沿ってねじれた
複数の外周切れ刃３を配置した刃部２が形成され、か
つ、刃部の直径が６ｍｍ未満のエンドミルにおいて、上
記外周切れ刃３の刃数が６刃以上であって、かつ前記エ
ンドミルの刃溝の深さが、前記エンドミルの刃部の直径
（単位ｍｍ）を前記エンドミルの刃数で除した値（以
下、ピッチ比と略称する。）の０．５倍以下としたもの
である。更に、上記のエンドミルにおいて、ねじれ角が
４０°〜６０°であって、軸直角断面におけるすくい角
が−２０°〜０°としたものである。
成するために、シャフト状の形状をした本体１からな
り、前記本体１の一端に、その長手軸に沿ってねじれた
複数の外周切れ刃３を配置した刃部２が形成され、か
つ、刃部の直径が６ｍｍ未満のエンドミルにおいて、上
記外周切れ刃３の刃数が６刃以上であって、かつ前記エ
ンドミルの刃溝の深さが、前記エンドミルの刃部の直径
（単位ｍｍ）を前記エンドミルの刃数で除した値（以
下、ピッチ比と略称する。）の０．５倍以下としたもの
である。更に、上記のエンドミルにおいて、ねじれ角が
４０°〜６０°であって、軸直角断面におけるすくい角
が−２０°〜０°としたものである。
【０００６】
【作用】従来、エンドミルの刃形はエンドミルの直径に
合わせて決められるのが慣例であり、エンドミルが小径
の場合は刃形を小さくして微小な切り込みで使用し、直
径が大きくなると大切り込みで切削できるよう刃形も大
きくしていた。高速仕様の工作機械を用いた高速切削に
おいては、従来形の機械を用いた場合に比べて回転数す
なわち切削速度、送り速度ともに十分に速いから、切り
込み量は小さくとも切削能率は大幅に増加する。この観
点に立てばエンドミルのチップポケットは、必ずしも大
きくする必要はない。むしろチップポケットが小さくて
も、刃数が多い方が、１刃が分担する切削量が軽減さ
れ、またエンドミル本体の剛性が高くなって切削中の変
形が抑制され、結果として工具寿命を延長し、仕上面精
度を良くできる利益がある。
合わせて決められるのが慣例であり、エンドミルが小径
の場合は刃形を小さくして微小な切り込みで使用し、直
径が大きくなると大切り込みで切削できるよう刃形も大
きくしていた。高速仕様の工作機械を用いた高速切削に
おいては、従来形の機械を用いた場合に比べて回転数す
なわち切削速度、送り速度ともに十分に速いから、切り
込み量は小さくとも切削能率は大幅に増加する。この観
点に立てばエンドミルのチップポケットは、必ずしも大
きくする必要はない。むしろチップポケットが小さくて
も、刃数が多い方が、１刃が分担する切削量が軽減さ
れ、またエンドミル本体の剛性が高くなって切削中の変
形が抑制され、結果として工具寿命を延長し、仕上面精
度を良くできる利益がある。
【０００７】本願発明を適用することにより、直径が６
ｍｍ未満のエンドミルの場合は刃数が６刃以上であっ
て、刃溝深さがピッチ比の０．５以下としたから、従来
より刃形は小さくなっている。例えば、直径が４ｍｍ
で、刃数が６刃の場合、ピッチ比は０．６７ｍｍ、従っ
て刃溝深さは０．３３５ｍｍ、コア径は３．３３ｍｍで
ある。すなわち、在来製品に比較して切れ刃が小さく、
コア径が大きい。上述のとおり、エンドミルの刃形はエ
ンドミルの直径に合わせて決められるのが慣例であり、
エンドミルが小径の場合は２刃、直径が大きくなると大
切り込みで切削できるよう４刃ないし８刃程度が採用さ
れていた。ここで、ピッチ比はＤ／ｚで表されるからピ
ッチ比が一定の場合はエンドミル直径の増加とともに刃
数も増加する。すなわち、ピッチ比は切れ刃の大きさを
表し、小径の場合は、その切れ刃を少数だけ、大径の場
合は多数設けることができるのである。高速高送り切削
の場合は回転数と送り速度で切削能率を上げれば良いか
ら、切り込みは小さくても差し支えはない。エンドミル
の直径が１０ｍｍ以上であれば、ピッチ比が１．３程度
の切れ刃があればよく、前記直径が３〜１０ｍｍ程度で
あればピッチ比が０．６程度の切れ刃でよい。
ｍｍ未満のエンドミルの場合は刃数が６刃以上であっ
て、刃溝深さがピッチ比の０．５以下としたから、従来
より刃形は小さくなっている。例えば、直径が４ｍｍ
で、刃数が６刃の場合、ピッチ比は０．６７ｍｍ、従っ
て刃溝深さは０．３３５ｍｍ、コア径は３．３３ｍｍで
ある。すなわち、在来製品に比較して切れ刃が小さく、
コア径が大きい。上述のとおり、エンドミルの刃形はエ
ンドミルの直径に合わせて決められるのが慣例であり、
エンドミルが小径の場合は２刃、直径が大きくなると大
切り込みで切削できるよう４刃ないし８刃程度が採用さ
れていた。ここで、ピッチ比はＤ／ｚで表されるからピ
ッチ比が一定の場合はエンドミル直径の増加とともに刃
数も増加する。すなわち、ピッチ比は切れ刃の大きさを
表し、小径の場合は、その切れ刃を少数だけ、大径の場
合は多数設けることができるのである。高速高送り切削
の場合は回転数と送り速度で切削能率を上げれば良いか
ら、切り込みは小さくても差し支えはない。エンドミル
の直径が１０ｍｍ以上であれば、ピッチ比が１．３程度
の切れ刃があればよく、前記直径が３〜１０ｍｍ程度で
あればピッチ比が０．６程度の切れ刃でよい。
【０００８】むしろ、刃数をできるだけ増すことによっ
て、高送りに際しても工具寿命を長くできるという効果
を生む。例えば、直径１０ｍｍ、刃数８刃と直径２０ｍ
ｍ、刃数１６刃とはピッチ比が同じであって、刃数が２
倍であるから、単純には工具寿命が２倍となる。直径が
２倍になると、また刃部の剛性はその４乗に比例するこ
とが知られているから、直径が２倍になると剛性は１６
倍が得られる。すなわち、加工精度が向上するほか、工
具の変形に起因する障害が無視でき、工具寿命の改善に
も寄与することになる。
て、高送りに際しても工具寿命を長くできるという効果
を生む。例えば、直径１０ｍｍ、刃数８刃と直径２０ｍ
ｍ、刃数１６刃とはピッチ比が同じであって、刃数が２
倍であるから、単純には工具寿命が２倍となる。直径が
２倍になると、また刃部の剛性はその４乗に比例するこ
とが知られているから、直径が２倍になると剛性は１６
倍が得られる。すなわち、加工精度が向上するほか、工
具の変形に起因する障害が無視でき、工具寿命の改善に
も寄与することになる。
【０００９】ところで、高速切削においては切り屑の飛
散や集積が切削遂行にあたって障害となりやすく、対策
を必要とする。その手段としてすくい角を負角とするこ
とが効果のあることが知られた。一般に負のすくい角
は、刃物角を大きくし切れ刃の強度を強くして、切削抵
抗の大きい硬質材や難削材の切削に適応させるために用
いられるものである。しかし、高速切削においては軟質
材であってもすこぶる切削性がよく、この理由は切り込
みが小さいことのみでなく、負角のため切削した切り屑
が刃溝に滞留することなく、円滑に排出されるためであ
ることが知られたのである。したがって、これを組み合
わせることにより、本発明の効果は一層顕著なものとな
るのである。しかし、負角の範囲は多き過ぎると切削抵
抗のみが増して実質的に切削不可能となるため切削方向
に対して−１５°程度が限度となる。ここで断続切削を
緩和して、切削力の変動を小さくするようねじれ角を４
０°〜６０°の範囲としたから、軸直角断面で−２０°
を限度とした。尚、ねじれ角の方向は、右ねじれ、左ね
じれのいずれであっても差し支えない。以下、実施例に
基づいて詳細に説明する。
散や集積が切削遂行にあたって障害となりやすく、対策
を必要とする。その手段としてすくい角を負角とするこ
とが効果のあることが知られた。一般に負のすくい角
は、刃物角を大きくし切れ刃の強度を強くして、切削抵
抗の大きい硬質材や難削材の切削に適応させるために用
いられるものである。しかし、高速切削においては軟質
材であってもすこぶる切削性がよく、この理由は切り込
みが小さいことのみでなく、負角のため切削した切り屑
が刃溝に滞留することなく、円滑に排出されるためであ
ることが知られたのである。したがって、これを組み合
わせることにより、本発明の効果は一層顕著なものとな
るのである。しかし、負角の範囲は多き過ぎると切削抵
抗のみが増して実質的に切削不可能となるため切削方向
に対して−１５°程度が限度となる。ここで断続切削を
緩和して、切削力の変動を小さくするようねじれ角を４
０°〜６０°の範囲としたから、軸直角断面で−２０°
を限度とした。尚、ねじれ角の方向は、右ねじれ、左ね
じれのいずれであっても差し支えない。以下、実施例に
基づいて詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】図１および図２は本発明の一実施例であり、
超微粒子超硬合金製の直径４ｍｍ、刃長１２ｍｍ、全長
６０ｍｍ、刃数６刃のエンドミルにＴｉＡｌＮからなる
硬質被膜を設けたものである。この例は、ねじれ角が５
２°、すくい角が軸直角断面で−１０°であるが、図３
に示す同サイズの従来品が刃数４刃であるのに比べて切
れ刃ピッチが３３％小さく、１刃にかかる負荷を軽減す
ることが出来た。次に、図１を用いた本発明品、及び同
じ直径の従来品１の超硬合金製のソリッドエンドミルと
を、炭素鋼焼鈍材を回転数１００００ｒｐｍ、送り５０
００ｍｍ／ｍｉｎしたとき、従来品１のエンドミルにく
らべて、２倍の耐久性を得ることができた。
超微粒子超硬合金製の直径４ｍｍ、刃長１２ｍｍ、全長
６０ｍｍ、刃数６刃のエンドミルにＴｉＡｌＮからなる
硬質被膜を設けたものである。この例は、ねじれ角が５
２°、すくい角が軸直角断面で−１０°であるが、図３
に示す同サイズの従来品が刃数４刃であるのに比べて切
れ刃ピッチが３３％小さく、１刃にかかる負荷を軽減す
ることが出来た。次に、図１を用いた本発明品、及び同
じ直径の従来品１の超硬合金製のソリッドエンドミルと
を、炭素鋼焼鈍材を回転数１００００ｒｐｍ、送り５０
００ｍｍ／ｍｉｎしたとき、従来品１のエンドミルにく
らべて、２倍の耐久性を得ることができた。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、主として
金属部品の成形加工に供するソリッドのエンドミルにつ
いて、特に高速回転、高速送りで用いる高速切削用のエ
ンドミルについて改良がなされた結果、従来に増して耐
久性、仕上げ面精度が優れる高速切削用の高剛性エンド
ミルが実現できたのである。
金属部品の成形加工に供するソリッドのエンドミルにつ
いて、特に高速回転、高速送りで用いる高速切削用のエ
ンドミルについて改良がなされた結果、従来に増して耐
久性、仕上げ面精度が優れる高速切削用の高剛性エンド
ミルが実現できたのである。
【図１】図１は、本発明品の一実施例を示し、その斜視
図である。
図である。
【図２】図２は、図１の刃部の軸断面図である。
【図３】図３は、従来品の刃部の軸断面図である。
１ 本体 ２ 刃部 ３ 外周刃 ４ チップポケット ５ 直径 ６ コア径 ７ チップポケットの深さ α すくい角 β ねじれ角
Claims (2)
- 【請求項１】 シャフト状の形状をした本体からなり、
前記本体の一端に、その長手軸に沿ってねじれた複数の
外周切れ刃を配置した刃部が形成され、かつ、、刃部の
直径が６ｍｍ未満のエンドミルにおいて、前記エンドミ
ルは、上記外周切れ刃の刃数が６刃以上であって、か
つ、前記エンドミルの刃溝の深さが、前記エンドミルの
刃部の直径を前記エンドミルの刃数で除した値の０．５
倍以下であることをを特徴とする高剛性エンドミル。 - 【請求項２】 請求項１記載ののエンドミルにおいて、
ねじれ角が４０°〜６０°であって、軸直角断面におけ
るすくい角が−２０°〜０°であることを特徴とする高
剛性エンドミル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8352896A JPH10175111A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 高剛性エンドミル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8352896A JPH10175111A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 高剛性エンドミル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10175111A true JPH10175111A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18427200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8352896A Pending JPH10175111A (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 高剛性エンドミル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10175111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006167805A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-29 | Snecma | ターボ機械ブレードのための鋳造セラミックコアを製造するための方法 |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP8352896A patent/JPH10175111A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006167805A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-29 | Snecma | ターボ機械ブレードのための鋳造セラミックコアを製造するための方法 |
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