(57)【要約】【課題】すべての底刃について、クーラント孔から供給されるクーラントが底刃に到達する前に飛散してしまうのを抑制して、効率的な切屑排出と底刃や被削材に被切削部位の冷却、潤滑を図る。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体１の先端部外周に形成された複数条の切屑排出溝４の先端部にギャッシュ６が形成され、ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と先端逃げ面７との交差稜線部に底刃８がそれぞれ形成され、エンドミル本体１には底刃８と同数のクーラント孔９が軸線Ｏと間隔をあけてエンドミル本体１の先端側に延びるように形成されてエンドミル本体１の先端面の底刃８のエンドミル回転方向Ｔ側に開口し、これらのクーラント孔９のエンドミル本体１の先端面における開口部は、それぞれ少なくとも一部が、ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面６ｂに開口している。【選択図】図３
2020082206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、このエンドミル本体の先端から後端側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に延びる複数条の切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成されるとともに、これらの切屑排出溝の先端部には、上記エンドミル本体の回転中心に向けて延びるギャッシュが形成され、これらのギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と、該ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側に連なる先端逃げ面との交差稜線部に底刃がそれぞれ形成されており、
上記エンドミル本体には、上記底刃と同数のクーラント孔が、上記軸線と間隔をあけて該エンドミル本体の先端側に向けて延びるように形成されていて、上記エンドミル本体の先端面の上記底刃のエンドミル回転方向側に開口しており、
これらのクーラント孔の上記エンドミル本体の先端面における開口部は、それぞれ少なくとも一部が、上記ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側を向く壁面に開口していることを特徴とするクーラント孔付きエンドミル。
【請求項２】
上記切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面と、この切屑排出溝のエンドミル回転方向とは反対側に連なる外周逃げ面との交差稜線部には、それぞれ外周刃が形成されており、
上記軸線に直交する断面において、該軸線を中心として上記クーラント孔に上記エンドミル本体の内周側から接する円の半径Ｒが、上記外周刃の上記軸線回りの回転軌跡がなす円の直径Ｄに対して０．１×Ｄ〜０．２×Ｄの範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のクーラント孔付きエンドミル。
【請求項３】
上記底刃は、上記軸線に垂直な平面に沿って形成され、または少なくとも上記エンドミル本体の内周部で内周側に向かうに従い該エンドミル本体の後端側に向かうように傾斜しており、この底刃が上記軸線に垂直な平面に対してなす角度が０°〜１°の範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクーラント孔付きエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部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先端部にはギャッシュが形成され、これらのギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と、該ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側に連なるエンドミル本体の先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ底刃が形成されるとともに、エンドミル本体には底刃と同数のクーラント孔が形成されてエンドミル本体の先端面における底刃のエンドミル回転方向側に開口したクーラント孔付きエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなクーラント孔付きエンドミルとして、例えば特許文献１には、複数条の切屑排出溝のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と先端逃げ面の交差稜線部に形成される複数の底刃のうち少なくとも１枚の底刃は長底刃とされるとともに、エンドミル本体内には周方向に隣接する切屑排出溝同士の間を通るクーラント孔がそれぞれ形成され、これらのクーラント孔のうち、長底刃が形成されたギャッシュに連なる切屑排出溝と該切屑排出溝のエンドミル回転方向後方側に隣接する切屑排出溝との間を通るクーラント孔は、長底刃のエンドミル回転方向後方側に連なる先端逃げ面に開口させられたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０８７８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載されたクーラント孔付きエンドミルでは上述のように、長底刃が形成されたギャッシュに連なる切屑排出溝と該切屑排出溝のエンドミル回転方向後方側に隣接する切屑排出溝との間を通るクーラント孔が、長底刃のエンドミル回転方向後方側に連なる先端逃げ面に開口させられていて、この長底刃と、そのエンドミル回転方向とは反対側に隣接する底刃との間隔が大きくなる。
【０００５】
このため、上記クーラント孔から長底刃のエンドミル回転方向とは反対側に隣接する底刃にクーラントが到達する前にクーラントが飛散してしまい、この長底刃のエンドミル回転方向とは反対側に隣接する底刃によって生成された切屑の排出性が損なわれるおそれがある。特に、アルミニウム合金に代表される軽合金よりなる被削材の切削加工では、加工能率が非常に高くて切屑の生成量も多いため、切屑排出性が極めて重要視されるが、このようなクーラントの飛散が生じて切屑排出性が損なわれると、切屑詰まりが生じて加工能率も損なわれる結果となる。
【０００６】
また、このように長底刃のエンドミル回転方向とは反対側に隣接する底刃と、そのエンドミル回転方向側のクーラント孔の開口部との間隔が大きくてクーラントが飛散してしまうと、この底刃の冷却性や潤滑性も損なわれてしまい、該底刃や、この底刃によって切削される被削材の被切削部位が高温となるとともに、切削抵抗の増大を招いてしまうおそれもある。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、すべての底刃について、そのエンドミル回転方向側のクーラント孔から供給されるクーラントが該底刃に到達する前に飛散してしまうのを抑制して、軽合金の切削加工においても効率的な切屑排出と底刃や被削材に被切削部位の冷却、潤滑を図ることが可能なクーラント孔付きエンドミルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、このエンドミル本体の先端から後端側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に延びる複数条の切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成されるとともに、これらの切屑排出溝の先端部には、上記エンドミル本体の回転中心に向けて延びるギャッシュが形成され、これらのギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と、該ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側に連なる先端逃げ面との交差稜線部に底刃がそれぞれ形成されており、上記エンドミル本体には、上記底刃と同数のクーラント孔が、上記軸線と間隔をあけて該エンドミル本体の先端側に向けて延びるように形成されていて、上記エンドミル本体の先端面の上記底刃のエンドミル回転方向側に開口しており、これらのクーラント孔の上記エンドミル本体の先端面における開口部は、それぞれ少なくとも一部が、上記ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側を向く壁面に開口していることを特徴とする。
【０００９】
このように構成されたエンドミルでは、エンドミル本体に底刃と同数形成されたクーラント孔のエンドミル本体の先端面における開口部は、それぞれその少なくとも一部が、ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側を向く壁面に開口しているので、このクーラント孔の開口部に対向するギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と、該ギャッシュのエンドミル回転方向とは反対側に連なる先端逃げ面との交差稜線部に形成される底刃と該開口部との間隔を小さくすることができる。
【００１０】
このため、上記開口部から噴出するクーラントが底刃によって生成される切屑を伴わずに飛散するのを抑えることができて効率的な切屑排出を図ることができ、軽合金の切削において多量の切屑が生成されても切屑詰まりが生じるのを防ぐことができる。また、底刃や、該底刃によって切削される被削材の被切削部位にクーラントを確実に行き渡らせて冷却や潤滑を促すことができ、底刃や被切削部位が高温になるのを防ぐとともに切削抵抗を低減することが可能となる。
【００１１】
ここで、通常のエンドミルでは、上記切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面と、この切屑排出溝のエンドミル回転方向とは反対側に連なる外周逃げ面との交差稜線部に、それぞれ外周刃が形成されているが、上記軸線に直交する断面において、該軸線を中心として上記クーラント孔に上記エンドミル本体の内周側から接する円の半径Ｒは、上記外周刃の上記軸線回りの回転軌跡がなす円の直径Ｄに対して０．１×Ｄ〜０．２×Ｄの範囲内であることが望ましい。
【００１２】
このように上記軸線を中心としてクーラント孔にエンドミル本体の内周側から接する円の半径Ｒを小さくして、軸線に近い範囲にクーラント孔が開口するように形成することにより、クーラント孔から噴出するクーラントによって切屑を満遍なく排出することができるとともに、クーラント孔と底刃との間隔をさらに小さくして、一層効率的な冷却、潤滑を図ることができる。
【００１３】
すなわち、クーラント孔にエンドミル本体の内周側から接する円の半径Ｒが０．２×Ｄよりも大きいと、このような効果を確実に得ることが困難となる。一方、この円の半径Ｒが０．１×Ｄよりも小さいと、クーラント孔がエンドミル本体の軸線に近すぎる位置に開口してしまい、後述するランピング加工のようにエンドミル本体を縦送りすることができなくなるおそれが生じる。
【００１４】
また、スクエアエンドミルやラジアスエンドミルでは、上記底刃は、上記軸線に垂直な平面に沿って形成され、または少なくとも上記エンドミル本体の内周部で内周側に向かうに従い該エンドミル本体の後端側に向かうように傾斜しているが、上記底刃が上記軸線に垂直な平面に対してなす角度は０°〜１°の範囲内とされていることが望ましい。
【００１５】
この角度が１°よりも大きいと、底刃と、底刃によって形成される加工面の底面との間隔が、特にエンドミル本体の内周部で大きくなり、この間隔部分から隣接するギャッシュにクーラントが漏れ出てしまってクーラントの圧力が低下し、効率的に切屑を排出することが困難となるおそれがある。また、この角度が０°よりも小さくて、底刃がエンドミル本体の内周部に向かうに従い先端側に突出してしまうと、加工面の底面が凹んでしまうことになる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、アルミニウム合金等の軽合金の切削加工によって多量の切屑が生成される場合でも、切屑を効率的に排出して切屑詰まりが生じるのを防ぐとともに、底刃や底刃による被削材の被切削部位を確実に冷却、潤滑することができ、高能率の切削加工を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンドミル本体先端部の斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】図１に示す実施形態の正面図である。
【図４】図２におけるＺＺ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図４は、本発明の一実施形態を示すものであって、本発明をスクエアエンドミルに適用した場合を示している。本実施形態において、エンドミル本体１は、超硬合金等の硬質材料によって軸線Ｏを中心とした円柱状に形成され、その後端部（図２において右側部分）は円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図２において左側部分）は切刃部３とされる。
【００１９】
このようなエンドミルは、シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、通常は軸線Ｏに垂直な方向に送り出され、たとえばアルミニウム合金等の軽合金よりなる被削材の切削加工に使用される。なお、このように軸線Ｏに垂直な方向に送り出される場合以外に、軸線Ｏに対して斜め先端側に送り出されてランピング加工等の縦送り加工に使用されることもある。
【００２０】
切刃部３には、エンドミル本体１の先端面から後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かって軸線Ｏ回りに捩れる複数条（本実施形態では３条）の切屑排出溝４が周方向に間隔をあけて形成されている。これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、この壁面のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に連なるエンドミル本体１の外周面との交差稜線部には、上記壁面をすくい面とするとともに上記外周面を外周逃げ面として、軸線Ｏ回りの回転軌跡が該軸線Ｏを中心とする円筒面状をなす外周刃５が形成されている。
【００２１】
また、これらの切屑排出溝４の先端部には、切屑排出溝４の上記エンドミル回転方向Ｔを向く壁面の内周部とエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面とを切り欠くようにエンドミル本体１の軸線Ｏ側の回転中心に向けて延びるギャッシュ６が形成されている。そして、これらのギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面６ａと、該ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に連なるエンドミル本体１の先端面との交差稜線部には、ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く上記壁面６ａをすくい面するとともに、このすくい面に連なるエンドミル本体１の上記先端面を先端逃げ面７とする底刃８がそれぞれ形成されている。
【００２２】
スクエアエンドミルである本実施形態のエンドミルでは、底刃８は外周刃５と直角または鋭角に交差するように形成されており、特に本実施形態では鋭角に交差していて内周側に向かうに従いエンドミル本体１の後端側に向かうように傾斜した中低とされている。この底刃８が軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対してなす角度（中低角）θは１°以下の範囲内とされ、０．５°以下の範囲内とされるのが望ましい。また、底刃８のすくい面とされるギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面６ａと、このすくい面に対向するギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面６ｂとが交差する隅部は、これらの壁面６ａ、６ｂに接する断面凹円弧等の凹曲面状に形成されている。
【００２３】
さらに、本実施形態では、複数条（３条）の切屑排出溝４の先端部におけるギャッシュ６に形成される複数（３枚）の底刃８のうち、１枚の底刃（図３において右側に延びる底刃）８は、エンドミル本体１の回転中心である軸線Ｏ近傍から外周側に延びる長底刃８ａとされるとともに、他の２枚の底刃８は長底刃８ａよりも軸線Ｏから間隔をあけた位置から外周側に延びる短底刃８ｂとされている。
【００２４】
長底刃８ａが形成されたギャッシュ６と、この長底刃８ａのエンドミル回転方向側Ｔに隣接する短底刃８ｂが形成されたギャッシュ６は、その内周部がそれぞれのエンドミル回転方向Ｔ側に隣接するギャッシュ６に連通している。また、長底刃８ａのエンドミル回転方向Ｔとは反対側に隣接する残りの短底刃８ｂが形成されたギャッシュ６は、この長底刃８ａによってエンドミル回転方向Ｔ側に隣接する長底刃８ａが形成されたギャッシュ６と隔てられている。
【００２５】
なお、本実施形態では、先端逃げ面７は、エンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い逃げ角が段階的に大きくなる第１先端逃げ面７ａと第２先端逃げ面７ｂにより複数段に形成されている。また、ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く上記壁面６ｂは、そのエンドミル回転方向Ｔ側の先端逃げ面７の第２先端逃げ面７ｂと鈍角に交差している。
【００２６】
一方、エンドミル本体１内には、底刃８と同数（３つ）のクーラント孔９が、それぞれ図４に示すように周方向に隣接する切屑排出溝４の間に、シャンク部２の後端面から軸線Ｏと間隔をあけてエンドミル本体１の先端側に向けて延びるように形成されている。そして、これらのクーラント孔９は、図２に示すようにエンドミル本体１の先端面の各底刃８のエンドミル回転方向Ｔ側に開口しており、このエンドミル本体１の先端面におけるクーラント孔９の開口部は、それぞれ少なくとも一部が、ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く上記壁面６ｂに開口している。
【００２７】
ここで、本実施形態では図３に示すように、長底刃８ａと長底刃８ａのエンドミル回転方向Ｔ側に隣接する短底刃８ｂとのエンドミル回転方向Ｔ側に開口するクーラント孔９の開口部は、その全体が、これらの長底刃８ａと短底刃８ｂが形成されたギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面６ｂに開口している。これに対して、上記残りの短底刃８ｂのエンドミル回転方向Ｔ側に開口するクーラント孔９の開口部は、その一部が、この残りの短底刃８ｂが形成されたギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面６ｂに開口し、残りの部分は長底刃８ａの先端逃げ面７の第１先端逃げ面７ａと第２先端逃げ面７ｂとに跨がって開口している。
【００２８】
また、本実施形態では、図４に示すように軸線Ｏに直交する断面において、軸線Ｏを中心としてクーラント孔９にエンドミル本体１の内周側から接する円Ｃ１の半径Ｒが、外周刃５の軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円Ｃ２の直径(切刃部３の直径）Ｄに対して、０．１×Ｄ〜０．２×Ｄの範囲内とされている。なお、クーラント孔９は、本実施形態ではこの軸線Ｏに直交する断面において円形をなすように形成されている。
【００２９】
このような構成のエンドミルでは、エンドミル本体１に底刃８と同数形成されたクーラント孔９のエンドミル本体１先端面における開口部のそれぞれ少なくとも一部が、該底刃８が形成されたギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面６ｂに開口しているので、このクーラント孔９の開口部に対向するギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面６ａと、このギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に連なる先端逃げ面７との交差稜線部に形成される底刃８と該開口部との間隔を小さくすることができる。
【００３０】
従って、これらのクーラント孔９の開口部から噴出するクーラントが底刃８によって生成される切屑を伴わずに飛散してしまうのを抑制することができて効率的な切屑排出を図ることができるので、特にアルミニウム合金等の軽合金の切削において多量の切屑が生成される場合でも切屑詰まりが生じるのを防ぐことができ、高能率の切削加工を行うことが可能となる。また、底刃８や、底刃８によって切削される被削材の被切削部位にクーラントを確実に行き渡らせて冷却や潤滑を促すことができるため、底刃８や、底刃８によって切削される被削材の被切削部位が高温になるのを防ぐことができるとともに切削抵抗を低減することが可能となる。
【００３１】
特に、本実施形態では、最も多くの切屑が生成されるとともに切削負荷も大きい長底刃８ａのエンドミル回転方向Ｔ側のクーラント孔９の開口部の全体が、この長底刃８ａが形成されたギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面６ｂに形成されている。従って、このような長底刃８ａによって生成される多量の切屑を確実に排出することができるとともに、長底刃８ａや、長底刃８ａによる被切削部位の効率的な冷却、潤滑を促すことができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、エンドミル本体１の軸線Ｏに直交する断面において、この軸線Ｏを中心としてクーラント孔９にエンドミル本体１の内周側から接する円Ｃ１の半径Ｒが、外周刃５の軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円Ｃ２の直径Ｄに対して０．１×Ｄ〜０．２×Ｄの範囲内とされていて、クーラント孔９がエンドミル本体１の軸線Ｏに近い位置に形成されている。
【００３３】
このように、軸線Ｏに直交する断面において、軸線Ｏを中心としてクーラント孔９にエンドミル本体１の内周側から接する円Ｃ１の半径Ｒを小さくすることにより、エンドミル本体１の先端面においても、軸線Ｏに近い範囲にクーラント孔９が開口するように形成することができるので、クーラント孔９から噴出するクーラントによって切屑をさらに満遍なく排出することができる。また、クーラント孔９の開口部と底刃８との間隔もより小さくなるので、一層効率的な冷却、潤滑を図ることができる。
【００３４】
ここで、このようにクーラント孔９にエンドミル本体１の内周側から接する円Ｃ１の半径Ｒが、外周刃５の軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円Ｃ２の直径Ｄに対して０．２×Ｄよりも大きいと、このような効果を確実に得ることが困難となる。その一方で、この円Ｃ１の半径Ｒが０．１×Ｄよりも小さくて、例えば軸線Ｏ上にクーラント孔９が開口していたりすると、上述したランピング加工のようにエンドミル本体１を縦送りする場合に、エンドミル本体１の先端面に底刃８が形成されない部分ができて、このような縦送り加工ができなくなるおそれがある。
【００３５】
また、スクエアエンドミルである本実施形態のエンドミルでは、底刃８の全体が、エンドミル本体１の内周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜していて、いわゆる中低とされており、この傾斜した底刃８が軸線Ｏに垂直な平面Ｐに対してなす角度（中低角）θが１°以下の範囲内とされている。
【００３６】
このため、底刃８と、底刃８によって形成される加工面の底面との間隔を小さくすることができ、この間隔部分から隣接するギャッシュ６にクーラントが漏れ出てしまうのを防いでクーラントの圧力を維持することができ、さらに効率的に切屑を排出することが可能となる。すなわち、この角度θが１°よりも大きいと、このような効果を得ることが困難となるおそれがある。ここで、この角度θは、０．５°以下であるのが望ましい。
【００３７】
なお、本実施形態では、底刃８の全体がエンドミル本体１の内周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜していて中低とされている場合について説明したが、底刃８が軸線Ｏに垂直な平面Ｐに沿って延びていて上記角度θが０°であってもよい。また、本実施形態のようなスクエアエンドミルではなく、底刃８と外周刃５とが凸円弧等の曲線状のコーナ刃を介して連なったラジアスエンドミルに本発明を適用することも可能である。
【００３８】
さらに、底刃８の軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏ上に中心を有する凸半球面状となるボールエンドミルについても、エンドミル本体１の先端面におけるクーラント孔９の開口部の位置や、軸線Ｏに垂直な断面におけるクーラント孔９の位置については、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  エンドミル本体
２  シャンク部
３  切刃部
４  切屑排出溝
５  外周刃
６  ギャッシュ
６ａ  ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面
６ｂ  ギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面
７  先端逃げ面
７ａ  第１先端逃げ面
７ｂ  第２先端逃げ面
８  底刃
８ａ  長底刃
８ｂ  短底刃
９  クーラント孔
Ｏ  エンドミル本体１の軸線
Ｔ  エンドミル回転方向
Ｃ１  軸線Ｏに垂直な断面において軸線Ｏを中心としてクーラント孔９にエンドミル本体１の内周側から接する円
Ｒ  円Ｃ１の半径
Ｃ２  外周刃５の軸線Ｏ回りの回転軌跡がなす円
Ｄ  円Ｃ２の直径
Ｐ  軸線Ｏに垂直な平面
θ  底刃８が平面Ｐに対してなす角度
【図１】
2020082206.tif 000003
【図２】
2020082206.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020082206.tif 000006