JPH1170404A - ボールエンドミル用スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取付座に対する着座精度、工具本体による拘
束安定性に優れ、加工中のシフトによる切刃欠損、加工
精度低下が起こり難いボールエンドミル用スローアウェ
イチップを実現することである。 【解決手段】 円弧刃５ａと直線刃５ｂから成る切刃５
を中心基準で点対称に設けた平面視略楕円形のスローア
ウェイチップ１０を改善の対象にしてそのチップの下面
７に、直線刃５ｂと平行かつ下面７に対して垂直な壁面
８ｂを有する断面Ｌ形の溝８を中心基準で点対称に設
け、工具径方向の位置決めと移動拘束を、溝８の直線刃
５ｂに沿った平面の側面とその面に対して平行に背を向
ける壁面８ｂの２面を取付座の対応した面に着座させて
行うようにしたのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金型材などの輪
郭を加工するボールエンドミル用のスローアウェイチッ
プに関する。詳しくは、工具本体に対する着座精度、本
体による拘束安定性を高めるためのチップ構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ボールエンドミルは、他の転削工具と違
って、その性格上、複雑かつ切削負荷変動の激しい条件
の下で使用され、併せて高加工精度が要求されることか
ら、スローアウェイ式のものは、工具本体に対するスロ
ーアウェイチップの位置決め精度、クランプ安定性の良
さが特に重視される工具である。

【０００３】ところが、ボールエンドミルに用いられる
スローアウェイチップ（以下では単にチップともいう）
の一般的なものは、図９に示すように、円弧刃（ボール
ノーズ切刃）５ａの一端に直線刃５ｂを連ねた形状の切
刃５を２つ、中心基準で点対称に設けてあり、全体の平
面視が略楕円形をなしている。

【０００４】このスローアウェイチップは、中心の取付
穴３に皿頭のついたクランプねじを通し、そのねじで固
定して工具本体に取付けるが、位置決めと位置拘束に利
用できる平面の側面が直線刃に沿った部分にしかないた
め、側面が傾いているポジティブ型チップは、着座精度
に問題があり、安定した拘束が非常に難しい。

【０００５】そこで、傾斜した側面の下部に、チップの
下面に対して直角に交わる垂直かつ平坦な着座面を形成
し、この面をチップ取付座の垂直かつ平坦な壁面に密着
させる構造（実開昭６０−２２２１８号）や、チップ下
面に、チップの直線部に対して９０°未満の交差角をも
つ直線状の凹部又は凸部を形成し、これとチップ取付座
に対応して設けた凸部又は凹部を互いに嵌合させる構造
（実公平７−３５７０１号）などが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】実開昭６０−２２２１
８号のスローアウェイチップは、直線刃の位置に設ける
工具軸方向の着座面及びチップのコーナ部に設ける工具
径方向の着座面を、それぞれ、工具本体に対応して設け
た座壁に密着させて工具径方向及び工具軸方向の位置決
めと動きの拘束を行うが、この拘束方式では、チップの
径方向外方への動き止めが確実になされない。これに加
えて、２つの着座面の面積が狭く、中でも工具軸方向の
動きを拘束するチップコーナ部の着座面は、僅かな面積
しか確保できないことから、チップの動き止めの信頼性
が不足し、加工中にチップがシフトして加工精度に悪影
響が出たり、チップが欠損したりする可能性が残されて
いた。

【０００７】一方、実公平７−３５７０１号のスローア
ウェイチップは、嵌合用の凹凸部を、直線刃（チップ直
線部）に対して９０°未満の交差角をもって設けるの
で、チップ、工具本体ともに、拘束用凹凸の位置精度の
検証と加工性に問題があり、コストアップの要因とな
る。また、この方式は、凹凸の嵌合によってチップの下
面や側面が取付座の主座面や、壁面から浮く恐れがあり
（チップ下面、側面の密着性を重視すると凹凸の嵌合精
度が犠牲になる）、拘束安定性も十分とは言い難い面が
ある。

【０００８】ほかにも、チップ下面を取付座にＶ字嵌合
させる構造（特公昭６１−５７１２６号）など、種々の
提案が数多くなされているが、円弧刃と直線刃を有する
チップを、構造や加工の複雑化を招かずに安定して拘束
できるものは見当たらない。

【０００９】なお、実開昭６０−２２２１８号のチップ
と類似の拘束方式を採用したボールエンドミル用スロー
アウェイチップの中に、本出願人が特開平７−２８１０
９号で提案しているものがある。このチップは、刃形の
工夫、すくい面（上面）形状の工夫により、 （１）コーナ部切刃のすくい角が負角になって、切削速
度の遅い工具の回転中心におかれる当該コーナ部切刃が
強化される。 （２）工具の外径側におかれる部分ほどチップ厚みが増
加して円弧刃の強度が高まっており、切刃の欠損が生じ
難い。 （３）切屑の流出がスムーズに行われる。 （４）コーナ部から離れるにつれてすくい角と切刃の高
さ位置が理想的な方向に変化しており、切味が良くて被
削材と刃の接触もスムーズになる。 （５）上記（３）、（４）の作用、効果によって切削抵
抗が小さく抑えられる。 などの多くの優れた特長を有しているが、その性能をフ
ルに発揮させるには、拘束安定性を更に高める必要があ
ることが判った。

【００１０】そこで、この発明は、加工の複雑化やコス
トアップを招かずに取付座に対する着座精度の向上、拘
束安定性の向上が図れるチップ構造を提供することを課
題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、円弧刃の外端に直線刃を連ね
た形状の切刃を、対角位置のコーナ間に２つ有し、さら
に、中心に取付穴を有し、前記２つの切刃は中心基準で
点対称形になっている平面視が略楕円形のネガティブ型
又はポジティブ型のボールエンドミル用スローアウェイ
チップにおいて、そのチップの下面に、各々が直線刃と
平行、かつチップ下面に対して直角な壁面を有する断面
Ｌ字形の溝を２つ設け、その２つの溝を、チップの中心
基準で取付穴を間に挟む位置に点対称に配置したのであ
る。このスローアウェイチップは、両突端となるコーナ
部に、チップの下面及び直線刃の両者に対して直角に形
成された平面の着座面を設けておくと好ましい。なお、
その着座面は、１／４円の円弧刃が要求される主刃チッ
プについては、下面に偏った位置に設けて工具の回転中
心部におかれる刃が除去されないようにし、一方、主刃
チップと組合わせて用いる副刃チップ（これは工具の回
転中心から離れた位置に配置される）については、コー
ナ近辺の円弧刃を切欠く形にして設ける。

【００１２】

【作用】この発明のスローアウェイチップは、下面に設
けた断面Ｌ形溝の壁面が切削に関与する直線刃の位置か
ら内側に入り込んでいるので、その入り込み深さとほぼ
同程度の厚みをもつ突起を取付座の主座面上に形成して
その突起で前述の壁面を拘束することが可能であり、こ
れによってチップの工具径方向への動きを確実に止める
ことができる。

【００１３】チップの工具径方向への動き止めは、切削
に関与しない側の平面の側面を工具本体に設けた工具軸
と略平行な座壁面に着座させて行う。その座壁面と上記
突起のチップ拘束面は平行である。従って、前者の壁面
を位置基準にして両壁面間の距離精度の確保は容易にで
きる。また、Ｌ形溝は、直線刃と平行であるので、直線
刃を基準にして容易に加工でき、これにより、チップの
正確な位置決めが保証され、加工コストの上昇も回避さ
れる。

【００１４】さらに、工具径方向の移動拘束を、一方の
直線刃側の側面と他方の直線刃側の溝壁面を利用して行
うので、主座面に対する下面の密着性を悪化させる心配
も全くない。

【００１５】なお、工具軸方向の移動拘束は、従来行わ
れているように、チップのコーナ部に形成された平面の
着座面を設けてこの面を対応した座壁に着座させる方法
で行うことができる。この着座面も、下面及び直線刃の
両者に対して直角であり、取付座との合一性を高められ
る。

【００１６】また、この発明は、上面の平坦なチップに
も勿論適用できるが、特開平７−２８１０９号で提案済
のチップに採用すると特に効果的である。そのチップの
優れた性能をフルに発揮させ得るからであるが、このチ
ップはすくい面が平坦でない。従って、下面研削仕上げ
時の加工基準となる面を備えているのが望ましく、上面
部にチップの下面と平行な平面を設けてあることが好ま
しい。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に、この発明のボールエンド
ミル用スローアウェイチップの第１実施形態を示す。こ
のスローアウェイチップ１０は、対角位置に突端となる
コーナ部２を有し、また中心に取付穴３を有している。

【００１８】２つのコーナ部２、２間には、円弧刃５ａ
の外端（反コーナ側の端部）に直線刃５ｂ（図のそれは
側面視では彎曲している）を連ねた形状の切刃５を、中
心Ｏを基準にして点対称に設けてあり、図１（ａ）の平
面視でチップ１０は略楕円形になっている。

【００１９】このチップ１０には、コーナ部２、２を結
ぶ直線Ｌ上に、丸底の溝６を設けてあり、この溝６を境
にして２つに分けられた上面１−１、１−２が溝６の位
置から反対向きに延び出し、側面４と上面１−１、１−
２との交差稜が切刃５となっている。なお、図示のチッ
プ１０は、側面４が下面７に直角に交わるネガティブ型
チップであるが、この発明を適用するチップは側面４が
傾斜しているポジティブ型であってもよい。

【００２０】図１（ｂ）は、図１（ａ）のチップ１０
を、直線Ｌに対して直交する方向から見た側面を表して
いる。これから判るように、切刃５は、両端のコーナ部
２を最下端にして上向きに凸形に弯曲した刃形をなして
いる。

【００２１】また、図１（ｆ）から判るように、各切刃
５のすくい面となる上面１−１、１−２は、溝６の位置
から切刃部に向かって斜めに立ち上る凸形円弧の面にな
っている。

【００２２】このスローアウェイチップ１０は、コーナ
部２の部分の切刃のすくい角が負になっている。また、
円弧刃５ａのその他の位置のすくい角は正になってい
る。その正のすくい角はコーナ近くではほぼ０°であ
り、そこから円弧刃５ａの外端側に向かって正の角度が
段々と大きくなっている。また、直線刃５ｂのすくい角
も正になっている。

【００２３】以上の構成により、既述の多くの特長が生
まれるが、これは、特開平７−２８１０９号で述べてい
るものであって、この発明を特徴づけるものではない。

【００２４】即ち、この発明では、図１（ｂ）、
（ｄ）、（ｇ）、（ｈ）に示すように、チップ１０の下
面７に、直線刃５ｂの位置から内側にｄの深さで入り込
む断面Ｌ形の、直線刃５ｂと平行な溝８を中心Ｏ基準で
点対称に２つ設けており、ここに、この発明の特徴があ
る。

【００２５】溝８は、下面７に対して平行な溝底面８ａ
と、直線刃５ｂと平行、かつ下面７に対して直角｛図１
（ｇ）のα＝９０°｝な壁面８ｂと、面８ａ、８ｂの両
者に直角に交わる２つの端面８ｃを有しており、壁面８
ｂから直線刃５ｂまでの距離｛図１（ａ）の寸法Ｗ｝に
ついてはその精度を充分に高めてある。

【００２６】この溝８の軸方向長さｌ（図１（ｈ）参
照）は、ボールエンドミルの外径の１０〜３５％程度の
長さが好ましい。

【００２７】また、コーナ部のチップ強度を維持するた
めに、溝８のコーナ側端面８ｃは、コーナ部２に形成さ
れた軸方向拘束着座面１１からｅ（図１（ｄ）参照。こ
れは１．０〜５．０ｍｍ程度が好ましい）離れた位置に
置いてある。

【００２８】図１（ｃ）、（ｄ）の軸方向拘束着座面１
１は、工具軸方向の位置決めと拘束を行う目的で各コー
ナ部２の円弧側面部に設けてある。この軸方向拘束着座
面１１は、下面７に対して直角にし、さらに、直線刃５
ｂとのなす角θ（図１（ｄ）参照）を９０°に定めた平
面の面である。また、円弧刃５ａの内端が除去されない
ように、下面７側に適度に偏らせて設けてある。

【００２９】図２は、第２実施形態のスローアウェイチ
ップである。このスローアウェイチップ２０は、上部に
ランド１２を設け、そのランド１２の平坦な上面を基準
にして下面７を研削仕上げしたことが図１のチップと異
なる。

【００３０】図３は、図１のスローアウェイチップの変
形例といえるものである。図１のチップ１０は、主刃チ
ップとして工具本体の回転中心の刃も作り出せるものが
必要である。これに対し、主刃チップと組合わせて用い
る副刃チップは回転中心の刃を必要としない。図３のス
ローアウェイチップ１０Ｓは、その副刃チップとして使
用するものであって、全体の幅を狭くし、さらに、円弧
刃５ａのコーナ側の一部を切欠く形にして軸方向拘束着
座面１１を両突端部に設けており、この点が図１のチッ
プと異なる。

【００３１】図４のスローアウェイチップ２０Ｓも同様
である。このチップ２０Ｓは図２のチップ２０を副刃形
態に変えている。

【００３２】次に、図１のスローアウェイチップ１０を
主刃チップ、図３のスローアウェイチップ１０Ｓを副刃
チップとして採用したボールエンドミルを図５に示す。
また、図２のスローアウェイチップ２０を主刃チップ、
図４のスローアウェイチップ２０Ｓを副刃チップとして
採用したボールエンドミルを図６に示す。

【００３３】図５、図６の１３は工具本体、１４は本体
の先端半球部に設けた主刃チップの取付座、１５は取付
座１４から周方向に１８０°回転した位置に設ける副刃
チップの取付座、１６はチップを工具本体に固定するク
ランプねじである。

【００３４】図５、図６の工具本体１３は同一形状であ
り、主刃チップを装着する取付座１４は、主座面Ａ、工
具の中心軸と略平行にした座壁Ｂ、この座壁Ｂに対して
直角な座壁Ｃ、及び突起１７を設けて構成されている。
突起１７は、座の周縁に沿って主座面Ａ上に設けられて
おり、座壁Ｂに対して平行に向かい合う拘束面Ｄを有し
ている。この取付座１４の座壁Ｂ、Ｃ及び拘束面Ｄはい
ずれも主座面Ａから直角に立ち上っている。また、座壁
Ｂと拘束面Ｄ間の距離は、図１（ａ）のＷと等しくして
ある（厳密には嵌合隙間分だけＷより大きい）。

【００３５】取付座１５は、取付座１４とほぼ同様の構
成である。取付座１４の座壁Ｂが工具中心を越えた位置
にあるのに対し、その座１５の座壁Ｂが工具中心よりも
工具外径側にある点だけが相違している。

【００３６】図５のボールエンドミル３０は、主座面Ａ
でチップの下面（７）を支え、座壁Ｂでチップの直線切
刃部の側面（４）を、座壁Ｃで軸方向拘束着座面（１
１）を、拘束面Ｄで外径側におかれる溝（８）の壁面
（８ｂ）を各々位置決めして取付座１４に主刃チップ１
０を、取付座１５に副刃チップ１０Ｓをそれぞれ取付け
ており（カッコ付の符号は図を見易くするためにいずれ
も省略。図１を参照）、主刃チップ１０、副刃チップ１
０Ｓとも３面拘束（下面を含めれば４面拘束）となるた
め、加工中のチップの動きが確実に防止され、チップの
優れた性能がフルに発揮される。

【００３７】図６のボールエンドミル４０も、図５のも
のと同じ拘束形態となっており、同一効果が得られる。

【００３８】なお、図５、図６のボールエンドミルは、
使用チップがネガティブ型であるので、座壁Ｂを主座面
Ａから直角に立ち上らせたが、使用チップが側面の傾斜
したポジティブ型チップである場合には、座壁Ｂをチッ
プの側面に対応させて傾斜させる。

【００３９】また、溝８は、図７（ａ）〜（ｃ）に示す
ように、溝底面８ａを下面７に対して平行、または図８
（ａ）〜（ｃ）に示すように下面７に対して傾斜させ、
さらに、前者、後者とも、溝８の一端をコーナ部の軸方
向拘束着座面１１側に配し、他端は円弧刃５ａ部の側面
４に突き通した形状にすることもできる。この場合、図
７（ｄ）および図８（ｄ）に示すように、工具本体１３
に設ける突起１７は、溝形状に合致するようにその形を
変更する。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明のスローア
ウェイチップは、下面に断面Ｌ形の溝を中心基準で点対
称にして２つ設けたので、取付座の主座面上に突起を設
けてその突起の拘束面で片方の溝の平面の壁面を拘束す
ることができ、工具径方向の内方、外方、及び工具軸方
向の３方向の拘束を行って加工中のシフトを確実に防止
することが可能になる。

【００４１】また、断面Ｌ形の溝の壁面は下面に対して
垂直で直線刃に対して平行、また、取付座に設ける突起
の拘束面は、主座面に対して垂直、かつ側面拘束用の座
壁面に対して平行になっているので、前者の壁面は直線
刃を基準にして、一方、後者の拘束面は側面拘束用の座
壁面を基準にして共に簡単に加工でき、さらに、取付座
に対する下面や側面の密着性の悪化も防止できる。従っ
て、着座精度、拘束安定性、拘束の信頼性を高めて加工
精度の低下や切刃の欠損等を減少させることが可能にな
り、コストアップも抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）この発明のスローアウェイチップの第１
実施形態を示す平面図 （ｂ）同上のチップを線Ｌに対して直角方向から見た側
面図 （ｃ）同上のチップの右側面図 （ｄ）同じく底面図 （ｅ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図 （ｆ）同じくII−II線に沿った断面図 （ｇ）同じくIII −III 線に沿った断面図 （ｈ）同上のチップを直線刃に対して直角方向に見た側
面図

【図２】（ａ）他の実施形態の平面図 （ｂ）同上のチップを線Ｌに対して直角方向から見た側
面図 （ｃ）同上のチップの右側面図 （ｄ）同じく底面図 （ｅ）図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図 （ｆ）同じくII−II線に沿った断面図 （ｇ）同じくIII −III 線に沿った断面図 （ｈ）同上のチップを直線刃に対して直角方向に見た側
面図

【図３】図１のチップの変形例（副刃チップ）を示す平
面図

【図４】図２のチップの変形例（副刃チップ）を示す平
面図

【図５】（ａ）図１及び図３のチップを用いたボールエ
ンドミルを図５（ｄ）において矢印Ｘ方向に見た図 （ｂ）同上のボールエンドミルを図５（ｄ）において矢
印方向Ｙに見た図 （ｃ）同上のボールエンドミルを図５（ｄ）において矢
印方向Ｚに見た図 （ｄ）同上のボールエンドミルの正面図 （ｅ）同上のボールエンドミルの斜視図

【図６】（ａ）図２及び図４のチップを用いたボールエ
ンドミルを図６（ｄ）において矢印Ｘ方向に見た図 （ｂ）同上のボールエンドミルを図６（ｄ）において矢
印Ｙ方向に見た図 （ｃ）同上のボールエンドミルを図６（ｄ）において矢
印Ｚ方向に見た図 （ｄ）同上のボールエンドミルの正面図 （ｅ）同上のボールエンドミルの斜視図

【図７】（ａ）溝８の溝底面を下面と平行にし、かつ、
溝８の一端を突き通しにしたチップの平面図 （ｂ）同上のチップの側面図 （ｃ）同上のチップの中央部の横断断面図 （ｄ）同上のチップを使用したボールエンドミルの斜視
図

【図８】（ａ）溝８の溝底面を斜面にし、かつ溝８の一
端を突き通しにしたチップの平面図 （ｂ）同上のチップの側面図 （ｃ）同上のチップの中央部の横断断面図 （ｄ）同上のチップを使用したボールエンドミルの斜視
図

【図９】ボールエンドミル用スローアウェイチップの一
般的な形状を示す平面図

【符号の説明】

１−１、１−２ 上面（すくい面） ２ コーナ部 ３ 取付穴 ４ 側面 ５ 切刃 ５ａ 円弧刃 ５ｂ 直線刃 ６ 上面の溝 ７ 下面 ８ 断面Ｌ形の溝 ８ａ 溝８の溝底面 ８ｂ 溝８の壁面 ８ｃ 溝８の端面 １０、２０ 主刃チップとして用いるスローアウェイチ
ップ １０Ｓ、２０Ｓ 副刃チップとして用いるスローアウェ
イチップ １１ 軸方向拘束着座面 １２ ランド １３ 工具本体 １４、１５ 取付座 １６ クランプねじ １７ 突起 Ａ 取付座の主座面 Ｂ、Ｃ 取付座の座壁 Ｄ 突起１７に設けた拘束面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 一勇 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 前田 敦彦 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 中木原 勝也 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円弧刃の外端に直線刃を連ねた形状の切
   刃を、対角位置のコーナ間に２つ有し、さらに、中心に
   取付穴を有し、前記２つの切刃は中心基準で点対称形に
   なっている平面視が略楕円形のネガティブ型又はポジテ
   ィブ型のボールエンドミル用スローアウェイチップにお
   いて、そのチップの下面に、各々が直線刃と平行、かつ
   チップ下面に対して直角な壁面を有する断面Ｌ字形の溝
   を２つ設け、その２つの溝をチップの中心基準で取付穴
   を間に挟む位置に点対称に配置したことを特徴とするボ
   ールエンドミル用スローアウェイチップ。
2. 【請求項２】 チップの両突端となるコーナ部のチップ
   下面側に偏った位置に、チップの下面及び直線刃の両者
   に対して直角に形成された平面の着座面を設けたことを
   特徴とする請求項１記載のボールエンドミル用スローア
   ウェイチップ。
3. 【請求項３】 チップの両突端となるコーナ部に、チッ
   プの下面と前記直線刃の両者に対して直角に形成された
   平面の軸方向拘束着座面を、円弧刃の一部を切欠く状態
   にして設けたことを特徴とする請求項１記載のボールエ
   ンドミル用スローアウェイチップ。
4. 【請求項４】 前記チップの上面部に、チップの下面と
   平行な平面を設けたことを特徴とする請求項１、２又は
   ３記載のボールエンドミル用スローアウェイチップ。