(57)【要約】【課題】ノーズに達する単数又は複数主切刃と、ノーズとの間に無刃離隔部を存してノーズに達しない単数又は複数の副切刃とで構成され、副切刃の無刃離隔部の大きさを大小に設定し、切り屑の大きさを大小に定めるように構成しているから、主切刃により切り屑が生成されると共に複数の副切刃により切り屑が生成され、無刃離隔部の大きさの大小設定により定められた切り屑が生成除去されることになり、切削精度の向上を図ることができる。【解決手段】本体Ｅの先端球面部に被加工物Ｗを切削する複数の切刃Ｋを備えてなり、ノーズＮに達する単数又は複数の主切刃Ｓと、ノーズとの間に無刃離隔部Ｍを存してノーズに達しない単数又は複数の副切刃Ｆとで構成し、無刃離隔部の大きさを大小に設定し、切刃による切り屑Ｈの大きさを大小に定めて被加工物の切削により発生する切削熱が切り屑に効果的に伝導するようにしてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも本体の先端球面部に被加工物を切削する複数の切刃を備えてなり、上記切刃を、ノーズに達する単数又は複数の主切刃と、該ノーズとの間に無刃離隔部を存して該ノーズに達しない単数又は複数の副切刃とで構成し、該無刃離隔部の大きさを大小に設定し、該無刃離隔部の大きさの大小設定により上記切刃による切り屑の大きさを大小に定めて上記被加工物の切削により発生する切削熱が切り屑に効果的に伝導するようにしたことを特徴とするボールエンドミル。
【請求項２】
上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該移行部分を円弧の一部により形成してなることを特徴とする請求項１記載のボールエンドミル。
【請求項３】
上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該副切刃を円弧半径の異なる複数の円弧の一部により形成してなることを特徴とする請求項１記載のボールエンドミル。
【請求項４】
上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該副切刃を楕円の一部により形成してなることを特徴とする請求項１記載のボールエンドミル。
【請求項５】
上記副切刃が複数の場合において、各副切刃と各無刃離隔部との間の離隔寸法がそれぞれ異なる寸法に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のボールエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばチタン合金、超耐熱合金などの熱伝導率の小さな難切削材の切削加工に用いられるボールエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のボールエンドミルとして、例えば、軸状の本体の側周面及び先端球面部に被加工物を切削する複数のねじれ刃状の切刃を備えてなる構造のものが知られている。
【０００３】
また、切刃による被加工物の切削性及び切刃寿命向上のため、上記切刃をノーズに達する単数又は複数の主切刃と、該ノーズとの間に無刃離隔部を存して該ノーズに達しない単数又は複数の副切刃とで構成し、無刃離隔部の大きさを大小に設定して被加工物を主切刃及び副切刃からなる切刃により段階的に切削することで高速切削や切刃寿命の向上を企図したものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７２３７６８号公報
【特許文献２】特開平１０−８０８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来構造の場合、上記被加工物の切削により発生する切削熱については、現状において、冷却液などによる冷却手段により除去することに止まり、冷却手段による除去のみにあっては、切削性や切刃寿命、切削精度の向上において制約を受けることがあるという不都合を有している。
【０００６】
すなわち、従来構造の場合、冷却液などによる冷却手段により除去しようとする発想に止どまり、切削熱を切り屑に伝導させて除去しようとする知見までには至っていない。すなわち、例えば、チタン合金の熱伝導率は鋼の約６分の１であり、超耐熱合金では約４分の１と小さいことが知られており、一方、切削によって生じる工具刃面の温度θは、近似的に、切削速度Ｖ、送りｆ、熱伝導率κ、密度ρ、比熱Ｃとしたとき、θ＝（Ｖ×ｆ／κ×ρ×Ｃ）1/2で表され、したがって、鉄系材料に比べて熱伝導率が小さな材料では、切削温度が高くなり、高速回転、高速送り加工においては、多くの熱を切り屑に伝導させる必要がある。そこで、発明者らは、切り屑の厚みや大きさを大小に制御し、例えば、ノーズ付近の切り屑の厚み大きさを制御し、ノーズ付近の切り屑の熱容量を大きくすることで切り屑に効果的に熱を伝導させ、切削熱を容易に除去し、切削性や切刃寿命、切削精度の向上を図ることができるという知見に至ったのである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の発明にあっては、少なくとも本体の先端球面部に被加工物を切削する複数の切刃を備えてなり、上記切刃を、ノーズに達する単数又は複数の主切刃と、該ノーズとの間に無刃離隔部を存して該ノーズに達しない単数又は複数の副切刃とで構成し、該無刃離隔部の大きさを大小に設定し、該無刃離隔部の大きさの大小設定により上記切刃による切り屑の大きさを大小に定めて上記被加工物の切削により発生する切削熱が切り屑に効果的に伝導するようにしたことを特徴とするボールエンドミルにある。
【０００８】
又、請求項２記載の発明は、上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該移行部分を円弧の一部により形成してなることを特徴とするものであり、又、請求項３記載の発明にあっては、上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該副切刃を円弧半径の異なる複数の円弧の一部により形成してなることを特徴とするものであり、又、請求項４記載の発明は、上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該副切刃を楕円の一部により形成してなることを特徴とするものであり、又、請求項５記載の発明は、上記副切刃が複数の場合において、各副切刃と各無刃離隔部との間の離隔寸法がそれぞれ異なる寸法に設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述の如く、請求項１記載の発明にあっては、エンドミルの本体の先端球面部に形成されている被加工物を切削する複数の切刃は、ノーズに達する単数又は複数の主切刃と、ノーズとの間に無刃離隔部を存してノーズに達しない単数又は複数の副切刃とで構成され、ノーズに対する副切刃の無刃離隔部の大きさを大小に設定し、この無刃離隔部の大きさの大小設定により切刃による切り屑の大きさを大小に定めるように構成しているから、主切刃により切り屑が生成されると共に複数の副切刃により切り屑が生成され、主切刃及び副切刃からなる切刃により無刃離隔部の大きさの大小設定により定められた大きさの切り屑が生成除去されることになり、切り屑が大小に定められることにより切り屑の熱容量を制御することができ、それだけ、切削部位などに応じた熱容量の切り屑を生成除去することができ、被加工物の切削により発生する切削熱を切り屑に効果的に伝導することができ、本体及び被加工物に存在する切削熱を切り屑により効果的に除去することができ、切削性や切刃寿命、切削精度の向上を図ることができる。
【００１０】
又、請求項２記載の発明にあっては、上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該移行部分を円弧の一部により形成してなるから、急激な切削抵抗の変化を抑制することができ、当該部位による切刃の局所的な摩耗や摩損、欠損を抑制することができ、又、請求項３記載の発明にあっては、上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、副切刃を円弧半径の異なる複数の円弧の一部により形成しているから、任意形状の切り屑を生成することができ、急激な切削抵抗の変化を抑制することができ、当該部位による切刃の局所的な摩耗や摩損、欠損を抑制することができ、又、請求項４記載の発明にあっては、上記副切刃を上記無刃離隔部に滑らかに移行するため、該副切刃を楕円の一部により形成しているから、任意形状の切り屑を生成することができ、急激な切削抵抗の変化を抑制することができ、当該部位による切刃の局所的な摩耗や摩損、欠損を抑制することができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記副切刃が複数の場合において、各副切刃と各無刃離隔部との間の離隔寸法がそれぞれ異なる寸法に設定されているから、主切刃及び副切刃により無刃離隔部の大きさの大小設定により定められた大きさの切り屑が生成除去されることになり、それだけ、切り屑の大小を細かに定めることができ、熱容量の異なる切り屑を細かに定めることができ、切り屑の熱容量を精度良く制御することができ、切削部位などに応じた適切に対応した熱容量の切り屑を生成除去することができ、被加工物の切削により発生する切削熱を切り屑に効果的に伝導することができ、本体Ｅ及び被加工物Ｗへの切削熱の蓄積を抑制することができ、切削性や切刃寿命、切削精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の第一形態例の全体斜視図である。
【図２】本発明の実施の第一形態例の先端正面図である。
【図３】本発明の実施の第一形態例の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の第一形態例の説明縦断面図である。
【図５】本発明の実施の第一形態例の切り屑の説明断面斜視図である。
【図６】本発明の実施の第一形態例の切り屑の説明斜視図である。
【図７】本発明の実施の第二形態例の先端正面図である。
【図８】本発明の実施の第二形態例の説明縦断面図である。
【図９】本発明の実施の第二形態例の切り屑の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の第三形態例の先端正面図である。
【図１１】本発明の実施の第三形態例の説明縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の第三形態例の切り屑の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の第四形態例の先端正面図である。
【図１４】本発明の実施の第四形態例の説明縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の第四形態例の切り屑の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１乃至図１５は本発明の実施の形態例を示し、図１乃至図６は第一形態例、図７乃至図９は第二形態例、図１０乃至図１２は第三形態例、図１３乃至図１５は第四形態例である。
【００１３】
図１乃至図６の第一形態例において、Ｅはエンドミルの本体であって、この本体Ｅの先端球面部には被加工物Ｗを切削する複数の切刃Ｋが形成されており、この切刃Ｋは、先端回転中心たるノーズＮに達する単数又は複数、この場合、２個の主切刃Ｓと、ノーズＮとの間に無刃離隔部Ｍを存してノーズＮに達しない単数又は複数、この場合、上記２個の各主切刃Ｓにつき、回転方向に２個ずつ、計４個の副切刃Ｆとで構成し、無刃離隔部Ｍの大きさを大小に設定し、無刃離隔部Ｍの大きさの大小設定により切刃Ｓ・Ｆによる切り屑Ｈの大きさを大小に定めるように構成している。
【００１４】
この場合、上記副切刃Ｆが複数、この場合２個ずつとなっており、この２個ずつの各副切刃Ｆ1・Ｆ2と各無刃離隔部Ｍ・Ｍとの間の離隔寸法Ｇをそれぞれ異なる寸法Ｇ1・Ｇ2に設定している。
【００１５】
この実施の第一形態例は上記構成であるから、エンドミルの本体Ｅの先端球面部に形成されている被加工物Ｗを切削する複数の切刃Ｋは、ノーズＮに達する単数又は複数、この場合、２個の主切刃Ｓと、ノーズＮとの間に無刃離隔部Ｍを存してノーズＮに達しない単数又は複数、この場合、上記２個の各主切刃Ｓにつき、回転方向に２個ずつ、計４個の副切刃Ｆとで構成され、ノーズＮに対する副切刃Ｆ・Ｆの無刃離隔部Ｍの大きさを大小に設定し、この無刃離隔部Ｍの大きさの大小設定により切刃Ｓ・Ｆによる切り屑Ｈの大きさを大小に定めるように構成しているから、図４、図５、図６の如く、主切刃Ｓにより切り屑ＨSが生成されると共に二個ずつの副切刃Ｆにより切り屑ＨFが生成され、主切刃Ｓ及び副切刃Ｆからなる切刃Ｓ・Ｆにより無刃離隔部Ｍの大きさの大小設定により定められた大きさの切り屑Ｈが生成除去されることになり、切り屑Ｈが大小に定められることにより切り屑Ｈの熱容量を制御することができ、それだけ、切削部位などに応じた熱容量の切り屑Ｈｓ・ＨFを生成除去することができ、被加工物Ｗの切削により発生する切削熱を切り屑Ｈに効果的に伝導することができ、本体Ｅ及び被加工物Ｗへの切削熱の蓄積を抑制することができ、切削性や切刃寿命、切削精度の向上を図ることができる。
【００１６】
この場合、上記副切刃Ｆが２個となっていて、各副切刃Ｆ1・Ｆ2と各無刃離隔部Ｍ・Ｍとの間の離隔寸法Ｇをそれぞれ異なる寸法に設定しているから、図４、図５、図６の如く、主切刃Ｓにより切り屑ＨSが生成されると共に二個ずつの副切刃Ｆ1・Ｆ2により大きさの異なる切り屑ＨF1・ＨF2が生成され、主切刃Ｓ及び副切刃Ｆ1・Ｆ2からなる切刃Ｓ・Ｆ1・Ｆ2により無刃離隔部Ｍの大きさの大小設定により定められた大きさの切り屑Ｈｓ・ＨF1・ＨF2が生成除去されることになり、それだけ、切り屑Ｈの大小を細かに定めることができ、熱容量の異なる切り屑Ｈを細かに定めることができ、切り屑Ｈの熱容量を精度良く制御することができ、切削部位などに応じて適切に対応した熱容量の切り屑Ｈｓ・ＨFを生成除去することができ、被加工物Ｗの切削により発生する切削熱を切り屑に効果的に伝導することができ、本体Ｅ及び被加工物Ｗへの切削熱の蓄積を抑制することができ、切削性や切刃寿命、切削精度の向上を図ることができる。
【００１７】
図７乃至図９の第二形態例は別例構造を示し、この場合、上記副切刃Ｆを上記無刃離隔部Ｍに滑らかに移行するため、円弧半径Ｒの副切刃Ｆから無刃離隔部Ｍに至る移行部分を半径ｒの円弧ｃの一部により形成している。
【００１８】
この実施の第二形態例は上記構成であるから、上記第一形態例と同様な作用効果を得ることができると共に、副切刃Ｆから無刃離隔部Ｍへの移行部分を半径ｒの円弧ｃの一部によって滑らかに移行するように形成しているから、急激な切削抵抗の変化を抑制することができ、当該部位による切刃Ｋの局所的な摩耗や摩損、欠損を抑制することができる。
【００１９】
図１０乃至図１２の第三形態例は別例構造を示し、この場合、上記副切刃Ｆを上記無刃離隔部Ｍに滑らかに移行するため、副切刃Ｆを円弧半径Ｒｎ（ｎ＝１，２，３・・・）の異なる複数の円弧Ｃｎ（ｎ＝１，２，３・・・）の一部により形成している。
【００２０】
この実施の第三形態例は上記構成であるから、上記第一形態例と同様な作用効果を得ることができると共に、副切刃Ｆを円弧半径Ｒｎ（ｎ＝１，２，３・・・）の異なる複数の円弧Ｃｎ（ｎ＝１，２，３・・・）の一部により形成しているから、任意形状の切り屑Ｈを生成することができ、急激な切削抵抗の変化を抑制することができ、当該部位による切刃Ｋの局所的な摩耗や摩損、欠損を抑制することができる。
【００２１】
図１３乃至図１５の第四形態例は別例構造を示し、この場合、上記副切刃Ｆを上記無刃離隔部Ｍに滑らかに移行するため、該副切刃Ｆを楕円Ｄｎ（ｎ＝１，２，３・・・）の一部により形成している。
【００２２】
この実施の第四形態例は上記構成であるから、上記第一形態例と同様な作用効果を得ることができると共に、該副切刃Ｆを楕円Ｄｎ（ｎ＝１，２，３・・・）の一部により形成しているから、任意形状の切り屑Ｈを生成することができ、急激な切削抵抗の変化を抑制することができ、当該部位による切刃Ｋの局所的な摩耗や摩損、欠損を抑制することができる。
【００２３】
尚、本発明は上記の形態例に限られるものではなく、例えば、主切刃Ｓを１個、副切刃Ｆを２個の計３個の切刃としたり、その他、主切刃Ｓ、副切刃Ｆの数、すくい角、各刃のなす角、ねじれ角などの刃の形状、無刃離隔部の大きさや形態などは適宜変更して設計される。
【００２４】
以上の如く、所期の目的を充分達成することができる。
【符号の説明】
【００２５】
Ｅ    本体
Ｗ    被加工物
Ｋ    切刃
Ｎ    ノーズ
Ｓ    主切刃
Ｍ    無刃離隔部
Ｆ    副切刃
Ｈ    切り屑
Ｇ    離隔寸法
Ｃ    円弧
Ｄ    楕円
Ｒ    円弧半径
ｒ    半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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