(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールエンドミル本体の先端部に切刃を備えたボールエンドミルにおいて、切刃がボールエンドミルの回転中心軸線上の基準点から等距離で該基準点からの垂線と直交し、かつボールエンドミルの先端からボールエンドミル本体の基端方向へ移行する略円弧状に沿って配設され、刃長が加工時のピックフィード量より大である複数の直線状切刃を有する多角形であることを特徴とするボールエンドミル。
【請求項２】
前記ボールエンドミルの最先端に配設される直線状切刃が回転中心軸線と直交する方向に延設することを特徴とする請求項１に記載のボールエンドミル。
【請求項３】
前記各直線状切刃間が、円弧状切刃を介して連続していることを特徴とする請求項１または２に記載のボールエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプレス金型加工などの３次元加工を必要とする加工等に広く使用されるボールエンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プレス金型の製品成形面は、粗面成形工程および研削工程により切削加工および研削仕上加工が施されている。
【０００３】
図４及び図５によって更に具体的に説明すると、プレス金型ｗの製品成形面ｗａは、粗面成形工程によりＮＣフライス盤等が使用され、ボールエンドミルａによる切削加工により成形される。
【０００４】
粗面成形工程により素材ｗ′から切削加工された製品成形面ｗａには山形の刃物の跡である凹凸状のカスプｂが残る。
【０００５】
これらカスプｂを取除き、平滑な製品成形面ｗａに仕上げるため粗面成形工程に続いて研削工程により研削仕上加工が行われる。
【０００６】
研削工程による研削仕上加工は、放電加工、電解研摩、超音波研摩など電気および化学的方法や、電動工具、やすり等の手工具により行われ、プレス金型製作全体に対し占める工数の比率は高く一般に１５〜４５％にも達する。
【０００７】
研削工程により平滑な面に研削仕上された製品成形面ｗａは、耐摩耗性向上のため工業用クロームメッキ処理が施されることもある。
【０００８】
粗面成形工程において用いられるボールエンドミルは、一般に図６に示すようにボールエンドミル本体ｋの外径寸法をＤとすると、切刃ｄの先端半径はＤ／２に形成されている。
【０００９】
このようなボールエンドミルを用いる粗面成形においてカスプｂの発生量を少なくして後の研削工程の作業軽減を図るには小径のボールエンドミルｋを使用し、ピックフィード量ｐを少なくすればよいが切削作業時間の増大を招く、また大径のボールエンドミルａを用いるには加工形状上の制約がある。
【００１０】
この対策として実開昭６４−１２７１８号公報に開示され、かつ図７に要部断面図を示すように、ボールエンドミル本体ｅの切刃部ｆ先端に大径な円に沿う第１の円弧形状部ｇを形成するとともに、この切刃部ｆの外周部位に第１の円弧形状部ｇよりも小径な円に沿う第２の円弧形状部ｈを形成し、大径な第１の円弧形状部ｇによって被加工物の加工速度を高めると同時にカスプの量を低減し、かつ切刃部ｆの外周部位に形成した小径な第２の円弧形状部ｈによって被加工物の細部形状を加工し易くしたボールエンドミルが提案されている。
【００１１】
また特開平１−２２８７１１号公報に開示され、要部側面図を図８に示すように、側面ｉ及び底面ｊに切刃を備えたボールエンドミルｍにおいて、前記底面ｊの回転中心部近傍の切刃を回転軸と垂直な面内に配置することによりカスプの量を低減するようにしたものが提案されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記実開昭６４−１２７１８号公報に開示されるボールエンドミルにあっては、切刃部先端に大径な円に沿う第１の円弧形状部によって被加工物の加工速度を高めると同時にカスプの量を低減し、かつ小径な第２の円弧形状部によって被加工物の細部形状を加工することができる。しかし、切刃形状が円弧状であることから、山形のカスプが残存し、かつ第１の円弧形状部の中心位置と第２の円弧形状部の中心位置とを異にすることから、被加工物の形状、例えば図４に示すプレス金型においてＡ部の切削加工には第１の円弧形状部によって、また傾斜するＢ部の切削加工には第２の円弧形状部によって行われることから、加工部位に相応して数値制御の基準点となる第１及び第２の円弧形状部の中心位置が変わり、ＮＣフライス盤等の数値制御データの増大を招き、その制御が複雑になる等の不具合がある。
【００１３】
また特開平１−２２８７１１号公報に開示されたボールエンドミルにあっては、底面の切刃により平坦な加工面を切削する際にはカスプの量を極力少なくすることができる。しかし、プレス金型等のように３次元加工を要するものにあっては、加工形状によっては底面に位置する切刃と側面に位置する切刃との接合部分によって被加工物が切削されることから、カスプ量の増大を招き、かつ前記同様加工部位の変化に相応して数値制御の基準点となる位置が変わり、ＮＣフライス盤等の数値制御データ量の増加が余儀なくされ、制御が複雑になる等の不具合がある。
【００１４】
従って本発明の目的は、数値制御データ量の増大を招くことがなく、しかもカスプの量を抑制して後の研削仕上加工の軽減が得られるボールエンドミルを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明によるボールエンドミルは、ボールエンドミル本体の先端部に切刃を備えたボールエンドミルにおいて、切刃がボールエンドミルの回転中心軸線上の基準点から等距離で該基準点からの垂線と直交し、かつボールエンドミルの先端からボールエンドミル本体の基端方向へ移行する略円弧状に沿って配設され、刃長が加工時のピックフィード量より大である複数の直線状切刃を有する多角形であることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
ボールエンドミルを回転駆動せしめ、予め設定された被加工物の加工形状に関する数値制御データに基づいて被加工物に対する１つの基準点位置を制御することによって被加工物の加工部位に相応したいずれかの直線状切刃によって切削加工することによりカスプの量を大幅に低減し、ボールエンドミルによる加工後の研削仕上作業の軽減を図る。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明におけるボールエンドミルの一実施例を図４に要部斜視図を示すプレス金型のｗの製品成形面ｗａを粗面加工する場合を例に図によって説明する。
【００１８】
図１はボールエンドミル１におけるボールエンドミル本体刃部２の先端部２ａの要部断面図であり、ボールエンドミル本体刃部２の先端部２ａには切刃３が形成されている。
【００１９】
切刃３は、図１のＳ部拡大を図２に示すようにボールエンドミル１の回転中心軸線Ｌ上に基準点ｏから等距離Ｒ1 でかつ基準点ｏの垂線ｎと直交し、かつボールエンドミル先端２ｃからボールエンドミル１の基端方向へ移行する略円弧状に沿って、あるいはねじれ角をもつ刃面に沿って等ピッチで配設される複数（本実施例では１３）の直線状切刃３ａ及び各直線状切刃３ａ間を接続する複数の円弧状切刃３ｂを有している。
【００２０】
直線状切刃３ａの刃長ｃは、被加工物であるプレス金型ｗを切削加工する際のピックフィード量ｐより大なる寸法ｐ＋αに形成され、かつボールエンドミル１の最先端に形成される直線状切刃３ａは、回転中心軸線Ｌと直交し、更に刃長ｃの中央部位を回転中心軸線Ｌが通るように形成されている。
【００２１】
隣接する直線状切刃３ａ間を接続する円弧状切刃３ｂは、前記基準点ｏを中心とし、半径がこの基準点ｏから直線状切刃３ａまでの距離Ｒ１より寸法ｂ（本実施例ではＲ１＝１５．０００ｍｍ、ｂ＝０．０５６ｍｍ）だけ大であってボールエンドミル本体刃部２の半径と同じＲ２（Ｒ１＋ｂ、本実施例では１５．０５６ｍｍ）を半径とする円内にあって、隣接する二つの直線状切刃３ａに内接する小さい円に沿って円弧状に形成されており、直線状切刃３ａと内接する小円の接点は刃長ｃ（＝ｐ＋α）の点になるように形成されている。ここで、ｂの設定値は、プレス加工される被加工材の板厚、形状そしてボールエンドミルのピックフィードを考慮して決められるものである。
【００２２】
次にこのように構成されたボールエンドミル１を用いてのプレス金型加工について説明する。
【００２３】
切削時には、本実施例におけるボールエンドミル１をＮＣフライス盤に取り付け、ボールエンドミル１を回転駆動せしめ、予め設定された被加工物であるプレス金型ｗの加工形状に関する数値制御データに基づいてプレス金型ｗの素材ｗ′に対するボールエンドミル１の基準点ｏの相対位置を制御することで素材ｗ′をボールエンドミル本体２の先端部２ａに形成した切刃３により切削加工する。
【００２４】
ボールエンドミル１と回転中心軸線Ｌと直交する製品成形面ｗａの例えばＡ部を切削加工する際は、ボールエンドミル１の最先端に位置する直線状切刃３ａによって行われる。
【００２５】
ボールエンドミル１の最先端に位置する直線状切刃３ａによるＡ部の切削加工を図２におけるＥ部の拡大を模型的に示す図３によって詳細に説明する。
【００２６】
ボールエンドミル１を回転駆動し、前記加工形状に関する数値制御データに従ってプレス金型ｗの素材ｗ′に対するボールエンドミル１の基準点ｏの相対位置を移動することで実線で示す最先端に位置する直線状切刃３ａ及びこれに隣接する円弧状切刃３ｂにより切削する。素材ｗ′の切削代が多い所は、最先端の直線状切刃３ａ及び隣接する円弧状切刃３ｂだけでなく、隣接する他の直線状切刃３ａ及び円弧状切刃３ｂ（図１参照）も使用して切削加工をする。
【００２７】
続いて、数値制御データに基づいてボールエンドミル１と素材ｗ′の相対位置を直線状切刃３ａ及び円弧状切刃３ｂを二点鎖線３ａ′、３ｂ′で示すようにピックフィード量ｐだけ水平方向へずらして前記同様最先端に位置する直線状切刃３ａ及びこれに隣接する円弧状切刃３ｂによって、また必要に応じて更に隣接する他の直線状切刃３ａ及び円弧状切刃３ｂも使用する。
【００２８】
この切削加工にあっては、直線状切刃３ａの切長ｃがピックフィード量ｐより大寸法ｐ＋αに形成されていることからカスプのない平滑な切削面が得られる。
【００２９】
図４における製品成形面ｗａのＡ部から次第に湾曲するＢ部へ順次数値制御データに従って切削部位を移行すると、切削しようとする製品成形面ｗａの形状に従って切削しようとする製品成形面ｗａの部位と対向乃至最も平行状態に近い何れかの直線状切刃３ａ及びそれに隣接する円弧状切刃３ｂ、必要に応じて他の直線状切刃３ａ及び円弧状切刃３ｂにより、直線状切刃３ａの刃長ｃより小なる寸法のピックフィード量ｐをもって移動しつつ切削することからカスプの極めて少ない平滑な製品成形面ｗａが得られる。
【００３０】
以上説明した本発明によるボールエンドミルによれば、ボールエンドミルの先端部に形成される切刃を回転中心軸線上の基準点から等距離でかつ、基準点からの垂線と直交し、更に略円弧状に配設した複数の直線状切刃を有する多角形に形成することから、ＮＣフライス盤等に取付けて３次元形状のプレス金型を加工する際、１つの基準点についてのみの数値制御によって行うことが可能になり、従来の数値制御加工に比べ、加工データ量の増加やピックフィード量を小とする必要がなく、作業時間の増加を招くことなく更に加工面に対応し、切削加工ができ、かつピックフィード量より大なる切刃の直線状切刃によって切削加工することからカスプをなくし、または極めて小量のカプスが残るだけで加工ができる。
【００３１】
従って後の仕上研削加工の大幅な削減が可能で、ダイスポッティングプレス内での仕上加工作業の削減やトライ時間の削減に寄与し、かつ高品質のプレス金型が得られることから高品質のプレス成形品が得られる。
【００３２】
以上説明では、プレス金型製作に本発明のボールエンドミルを使用した例について説明したが他の金属加工等に広く使用することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した本発明によるボールエンドミルによれば、ボールエンドミル本体の先端部に形成される切刃を回転中心軸線上の基準点から等距離で略円弧状に配設された直線状切刃を有する多角形に形成することから、３次元形状の加工製品を加工する際、１つの基準点についてのみの位置を数値制御によって行え、従来の数値制御加工に比べ加工データ量や機械作業時間の増加を招くことなく３次元の切削加工ができ、更に加工面に対応する直線状切刃を用いて切削加工することからカスプの量を極めて小とすることが可能であり、後の研削等の仕上加工の大幅な削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるボールエンドミルの一実施例を説明するボールエンドミル本体の先端部の要部断面である。
【図２】図１のＣ部拡大断面図である。
【図３】本実施におけるボールエンドミル及び従来のボールエンドミルによる切削状態を説明する図である。
【図４】被切削物であるプレス金型の説明斜視図である。
【図５】従来のボールエンドミルによる切削状態を示す説明図である。
【図６】従来のボールエンドミルの説明図である。
【図７】従来のボールエンドミルの説明図である。
【図８】従来のボールエンドミルの説明図である。
【符号の説明】
１    ボールエンドミル
２    ボールエンドミル本体刃部
２ａ  先端部
３    切刃
３ａ  直線状切刃
３ｂ  円弧状切刃
ｃ    刃長
ｎ    垂線
ｏ    基準点
ｐ    ピックフィード量
Ｌ    回転中心軸線
【図１】
0003703859.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003703859.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003703859.tif 000008
【図８】
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