(57)【要約】【課題】  高速度で仕上げ加工を実施しても、切れ刃を長寿命化することができる刃先交換式ボールエンドミルを提供する。【解決手段】  工具本体の先端部に、主インサートと２つの副インサートを着脱可能に装着した先交換式ボールエンドミルであって、主インサートはその半円弧状側面部に半円弧状の主切れ刃と、この半円弧状側面部の中央部近傍であってこの主切れ刃と対向する半円弧状側面部の位置に形成された一対の溝部を備えている。工具本体の先端部に、これらインサートを装着したときに、２つの副インサートのそれぞれの副切れ刃の端部であって、工具本体の回転中心軸近傍に配置される端部のうちの一方の端部は、主インサートに形成された一対の溝部のうちの一方の溝部に沿って上方側に配置され、他方の円弧状副切れ刃の端部は、他方の溝部に沿って上方側に配置されるようにしている。【選択図】  図５
2014042981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の回転中心軸方向の先端部に設けたインサート取付座に、切れ刃を有する平板形状のインサートをネジ固定手段により着脱可能に装着して、前記切れ刃が前記工具本体の先端部から突出させるようにした刃先交換式ボールエンドミルであって、
前記インサート取付座は、
前記先端部から前記回転中心軸を含みながら該回転中心軸方向に形成されたスリット状溝からなる主インサート取付座と、
前記主インサート取付座により前記工具本体の先端部が２分割されることにより構成された２つの先端半体部のうち、その一方の前記先端半体部に形成された第１の副インサート取付座と、他方の前記先端半体部に形成された第２の副インサート取付座と、を備え、
前記インサートは、
前記平板形状の２つの側面部を繋ぐ半円弧状側面部と、前記半円弧状側面部に沿って形成された半円弧状をなす主切れ刃と、前記半円弧状側面部の中央部近傍であって、前記主切れ刃と対向する前記半円弧状側面部の位置にそれぞれ形成された一対の溝部を備え、前記主インサート取付座に着脱可能に装着される主インサートと、
前記平板形状の上面部と下面部を繋ぐ円弧状側面部と、前記円弧状側面部に沿って形成された副切れ刃を備え、前記第１の副インサート取付座に着脱可能に装着される第１の副インサートと、
前記平板形状の上面部と下面部を繋ぐ円弧状側面部と、前記円弧状側面部に沿って形成された副切れ刃を備え、前記第２の副インサート取付座に着脱可能に装着される第２の副インサートと、を備え、
前記主インサート取付座に前記主インサートを、前記第１及び前記第２の副インサート取付座にそれぞれ前記第１及び第２の副インサートを装着したときに、
前記第１及び前記第２の副インサートのそれぞれの前記副切れ刃の端部であって、前記回転中心軸近傍に配置される前記端部のうちの一方の前記副切れ刃の端部は、前記主インサートに形成された前記一対の溝部のうちの一方の前記溝部に沿ってその溝部の上方から前記回転中心軸近傍まで配置され、
他方の前記副切れ刃の端部は、前記一対の溝部のうちの他方の前記溝部に沿ってその溝部の上方から前記回転中心軸近傍まで配置されている、
ことを特徴とする刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項２】
前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸方向からみた正面図において、
前記主インサートの主切れ刃と、前記第１及び第２の副インサートの前記副切れ刃とがなす角度は、９０度に設定されていることを特徴する請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項３】
前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸方向からみた正面図において、
前記主インサートの主切れ刃と、前記第１及び第２の副インサートの前記副切れ刃とがなす角度は、不等角度に設定されていることを特徴する請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項４】
前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸方向からみた正面図において、前記刃先交換式ボールエンドミルの刃径をＤ、前記回転中心軸から前記第１又は前記第２の副インサートの前記副切れ刃のうち前記溝部に沿って前記回転中心軸近傍まで配置されている前記副切れ刃の前記端部までの距離をＷとしたときに、前記Ｗは、
０．０２Ｄ（ｍｍ）≦Ｗ≦０．０７Ｄ（ｍｍ）
を満足するように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項５】
前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸に直交する方向からみた平面図において、
前記主インサートの前記主切れ刃が前記回転中心軸と交わる交差点と、前記第１又は前記第２の副インサートの前記副切れ刃の一方の端部との距離をＡとしたときに、前記Ａは、
０．０１（ｍｍ）≦Ａ≦０．１５（ｍｍ）
を満足するように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項６】
前記主インサートの前記主切れ刃は、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を含む硬質焼結体から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項７】
前記第１及び前記第２の副インサートの前記副切れ刃は、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を含む硬質焼結体から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項８】
前記不等角度は、８７．５°〜９２．５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【請求項９】
前記主インサート取付座に前記主インサートを、前記第１及び前記第２の副インサート取付座にそれぞれ前記第１及び第２の副インサートを装着したときに、
前記主インサートと、前記第１及び第２の副インサートとは、非接触に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
新
【請求項１０】
前記平板形状の上面部と下面部を繋ぐ円弧状側面部と、前記円弧状側面部に沿って形成された副切れ刃を備えた前記第１の副インサートと前記第２の副インサートは、
前記副切れ刃の先端と対向する前記円弧状側面部の位置に形成された切欠面を備え、
それぞれ前記第１の副インサート取付座と、前記第２の副インサート取付座に着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具本体の先端部に設けたインサート取付座に、切れ刃を備えたインサートを着脱自在に装着できるようにした刃先交換式ボールエンドミル、特に、金型等の仕上げ加工において、高速、高能率、かつ加工面の表面粗さを向上させる切削加工を実施することができる刃先交換式ボールエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型を製作する際には、３次元の切削加工を行う必要がある。従来から金型の切削加工を行う切削工具として、ソリッド型のボールエンドミルの他に、切れ刃を備えたインサートを着脱可能に装着した刃先交換式ボールエンドミルが用いられている。
近年、金型の寸法は大型化する傾向にあり、これに伴って金型の切削加工を行う刃先交換式ボールエンドミルには、高速、高能率、加工面の表面粗さを向上させる切削加工を可能とするとともに、切れ刃の長寿命化が要求されている。このような要求に対応するためには、下記の技術課題を改善した刃先交換式ボールエンドミルを開発する必要がある。
【０００３】
（１）刃先交換式ボールエンドミルの工具本体の先端部に着脱可能に、３つ以上の切れ刃を備えたインサートを着脱自在に装着して、被削材を高速、高能率に切削加工ができるとともに、仕上げ加工面の表面粗さを向上させる切削加工を行うことができるようにする。このうち、加工面の表面粗さを向上させる切削加工を行うためには、工具本体の回転中心軸近傍に配置される切れ刃の配置位置、及び切れ刃の形状やその材質について改善を行う必要がある。
【０００４】
（２）刃先交換式ボールエンドミルを用いた切削加工においても、工具本体の回転中心軸及びその近傍における切れ刃は、切削加工負荷が大になる。このため、工具本体の回転軸心及びその近傍の切れ刃には欠損が発生し易くなる。このような切れ刃に欠損が発生することを防止するためには、工具本体の回転中心軸及びその近傍に配置する切れ刃の構成についても改善することが望ましい。
【０００５】
（３）インサート取付座に装着したインサートが、切削加工中に発生する切削加工負荷によりその固定位置がズレないように、インサートをインサート取付座に装着して固定する手段の改善を行う必要がある。
【０００６】
上記した技術課題を改善した刃先交換式ボールエンドミルについては、例えば、下記の特許文献１〜３に記載の発明が提案されている。
【０００７】
特許文献１（特開昭６０−８５８１５号公報）に記載されている切削工具は、一軸の回りに回転駆動されるホルダと、このホルダに取外し可能に取付けた４つの切削チップを備えている。この切削チップは、中心に円筒穴のある円板から扇形に切り出した形状であり、そのうちの１個の切削チップは円弧の中心角が９０°より大きくし、他の３個の切削チップは円弧の中心角が９０°より小さくしている。そして、円弧の中心角を９０°より大きくした切削チップは、ホルダの回転中心軸を越えて配置するとともに、この回転中心軸を越えて延びている部分には面取りを施して鋭角の縁を形成している。
一方、ホルダは、４つの切削チップの嵌め込み部の底部に、球を、回転中心軸上に位置するように接着により固定している。また、この球の半径は各扇形をなす切削チップの内側の円弧部の半径に等しくして、４つの切削チップを固定するための基準としている。これにより、この切削工具は、高い切削加工精度のみならず、送り速度も高い切削加工を行うことが可能になることが記載されている。
【０００８】
特許文献２（特開平４−２７５８１５号公報）には、刃部の製作が容易で、かつ安定した寿命の切削加工を行うことを可能とした４枚刃のボールエンドミルに関する発明が提案されている。
このボールエンドミルは、工具本体の先端部に４つの切刃を周方向へ９０°位相をずらして設け、かつ切刃の材質を２種類として、各切刃はその材質が交互に異なるように工具本体の先端部にロウ付け、あるいはねじ等で固定した構成になっている。また、この２種類の材質からなる切刃は、じん性に富んだ超硬合金製の切刃と、耐摩耗性に富んだＣＢＮ焼結材製の切刃とされている。さらに、このじん性に富んだ２枚の超硬合金製の切刃は、ボール外周部から先端部の回転中心軸まで配置され（図１参照）、耐摩耗性に富んだ２枚の切刃は、ボール外周部から先端部の回転中心軸から離れた位置に配置した構成になっている。このような構成にすることにより、特許文献２に記載のボールエンドミルは、工具本体の先端部まで配置された切刃はじん性に富んだ超硬合金製の材質が用いられているので、先端部で低速切削が行われても切刃に欠損の発生を食い止めるように改善している。
【０００９】
特許文献３（特許第４５３１９８１号公報）には、ボールエンドミルではないがホルダの先端部（溝脚部）に回転中心軸（Ｚ軸）方向に形成されたスリット状溝に挿入した切削インサートを、クランプネジにより確実にクランプする機構を備えた穴ぐり工具に関する発明が提案されている。
このクランプ機構は、溝脚部に設けたクランプネジ用の穴の中心軸を、回転中心軸（Ｚ軸）と直交する面のＸ軸方向に対して傾斜させるとともに、切削インサートに設けた受容穴の中心軸もＸ方向に対して傾斜させて、切削インサートをスリット状溝に対して傾斜させて固定するようにしている。さらに、スリット状溝の底面部に設けた第１及び第２のストッパ面を設けている。特許文献３に記載の穴ぐり工具は、このようなクランプ機構を備えているので、切削インサートはクランプネジのくさび面伝動装置のような形式で協働して、ストッパ面に押圧されるので切削加工中における切削インサートに発生する振動もなくなり、優れたクランプ作用を達成することができるようにした工具である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６０−８５８１５号公報
【特許文献２】特開平４−２７５８１５
【特許文献３】特許第４５３１９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の切削工具は、刃先交換式の４枚刃からなるボールエンドミルの構成をなしているが、インサートの固定はネジと押え板による固定であるため、高速回転による高速切削時にはインサートが抜け出る可能性がある。また、インサートを固定する基準となる嵌め込み部底の球については、球とインサート内側の円弧の精度、球の接着による取り付位置の精度、接着の耐久性等を考慮すると、繰り返して交換するインサートを、その都度、高精度にその固定位置を維持するのは困難であると考えられる。
【００１２】
特許文献２に記載のボールエンドミルは、４枚刃の切刃のうち、じん性に富んだ２枚の超硬合金製の切刃は、ボール外周部から先端部の回転中心軸まで配置し、耐摩耗性に富んだＣＢＮ焼結材からなる２枚の切刃は、ボール外周部から先端部の回転中心軸から離れた位置に配置した構成になっている。このため、このボールエンドミルを平面切削の仕上げ加工用に使用すると、耐摩耗性に富んだＣＢＮ焼結材からなる２枚の切刃は切削加工に寄与する部分が無いか、あるいは少なくなるので、被削材の切削加工の精度（切削加工面の面粗さ）が低下する。従って、特許文献２に記載のボールエンドミルは、高速切削用には適しているが、被削材の平面切削の仕上げ加工用のボールエンドミルには適していない。
また、特許文献２に記載のボールエンドミルは、４枚の切刃を工具本体にねじで固定するときの具体的な固定手段については記載されていない。
【００１３】
特許文献３に記載の穴ぐり工具は、前記したように、スリット状溝に装着した切削インサートを、スリット状溝に対してクランプネジを傾斜させた方向からネジ締めにより固定する手段と、スリット状溝の底面部に設けた第１及び第２のストッパ手段を備えたクランプ機構により、切削インサートをスリット状溝内に安定した状態で固定することが可能になって穴ぐり加工の精度を向上させることができるが、このクランプ機構を、金型などを高速度で３次元加工するための刃先交換式ボールエンドミル、例えば、特に、４枚刃の切れ刃を備えた刃先交換式ボールエンドミルにそのまま適用すると、各切れ刃を工具本体に装着するための機構が極めて複雑にる。
【００１４】
本発明の目的は、４枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルにおいて、工具本体の先端部に主インサート、第１及び第２の副インサートをそれぞれの取付座に装着して固定するための固定機構を改善することにより、金型等の被削材の仕上げ加工を高速、高能率で行っても切れ刃の寿命を長寿命化するとともに、加工面の表面粗さを向上させることを可能とした刃先交換式ボールエンドミルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミルは、工具本体の回転中心軸方向の先端部に設けたインサート取付座に、切れ刃を有する平板形状のインサートをネジ固定手段により着脱可能に装着して、前記切れ刃が前記工具本体の先端部から突出させるようにした刃先交換式ボールエンドミルであって、
前記インサート取付座は、
前記先端部から前記回転中心軸を含みながら該回転中心軸方向に形成されたスリット状溝からなる主インサート取付座と、
前記主インサート取付座により前記工具本体の先端部が２分割されることにより構成された２つの先端半体部のうち、その一方の前記先端半体部に形成された第１の副インサート取付座と、他方の前記先端半体部に形成された第２の副インサート取付座と、を備え、
前記インサートは、
前記平板形状の２つの側面部を繋ぐ半円弧状側面部と、前記半円弧状側面部に沿って形成された半円弧状をなす主切れ刃と、前記半円弧状側面部の中央部近傍であって、前記主切れ刃と対向する前記半円弧状側面部の位置にそれぞれ形成された一対の溝部を備え、前記主インサート取付座に着脱可能に装着される主インサートと、
前記平板形状の上面部と下面部を繋ぐ円弧状側面部と、前記円弧状側面部に沿って形成された副切れ刃を備え、前記第１の副インサート取付座に着脱可能に装着される第１の副インサートと、
前記平板形状の上面部と下面部を繋ぐ円弧状側面部と、前記円弧状側面部に沿って形成された副切れ刃を備え、前記第２の副インサート取付座に着脱可能に装着される第２の副インサートと、を備え、
前記主インサート取付座に前記主インサートを、前記第１及び前記第２の副インサート取付座にそれぞれ前記第１及び第２の副インサートを装着したときに、
前記第１及び前記第２の副インサートのそれぞれの前記副切れ刃の端部であって、前記回転中心軸近傍に配置される前記端部のうちの一方の前記副切れ刃の端部は、前記主インサートに形成された前記一対の溝部のうちの一方の前記溝部に沿ってその溝部の上方から前記回転中心軸近傍まで配置され、
他方の前記副切れ刃の端部は、前記一対の溝部のうちの他方の前記溝部に沿ってその溝部の上方から前記回転中心軸近傍まで配置されている、
ことを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸方向からみた正面図において、
前記主インサートの主切れ刃と、前記第１及び第２の副インサートの前記副切れ刃とがなす角度は、９０度に設定されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸方向からみた正面図において、
前記主インサートの主切れ刃と、前記第１及び第２の副インサートの前記副切れ刃とがなす角度は、不等角度に設定されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸方向からみた正面図において、前記刃先交換式ボールエンドミルの刃径をＤ、前記回転中心軸から前記第１又は前記第２の副インサートの前記副切れ刃のうち前記溝部に沿って前記回転中心軸近傍まで配置されている前記副切れ刃の前記端部までの距離をＷとしたときに、前記Ｗは、
０．０２Ｄ（ｍｍ）≦Ｗ≦０．０７Ｄ（ｍｍ）
を満足するように設定されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記刃先交換式ボールエンドミルの前記先端部を前記回転中心軸に直交する方向からみた平面図において、
前記主インサートの前記主切れ刃が前記回転中心軸と交わる交差点と、前記第１又は前記第２の副インサートの前記副切れ刃の一方の端部との距離をＡとしたときに、前記Ａは、
０．０１（ｍｍ）≦Ａ≦０．１５（ｍｍ）
を満足するように設定されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記主インサートの前記主切れ刃は、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を含む硬質焼結体から構成されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記第１及び前記第２の副インサートの前記副切れ刃は、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を含む硬質焼結体から構成されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項３に記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記不等角度は、８７．５°〜９２．５°の範囲に設定されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記主インサート取付座に前記主インサートを、前記第１及び前記第２の副インサート取付座にそれぞれ前記第１及び第２の副インサートを装着したときに、
前記主インサートと、前記第１及び第２の副インサートとは、非接触に配置されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の刃先交換式ボールエンドミルに係り、前記平板形状の上面部と下面部を繋ぐ円弧状側面部と、前記円弧状側面部に沿って形成された副切れ刃を備えた前記第１の副インサートと前記第２の副インサートは、前記副切れ刃の先端と対向する前記円弧状側面部の位置に形成された切欠面を備え、それぞれ前記第１の副インサート取付座と、前記第２の副インサート取付座に着脱可能に装着されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、半円弧状をなす主切れ刃を備えた半円弧状側面部を備えるとともに、この半円弧状側面部の中央部近傍であって、この主切れ刃と対向するようにこの半円弧状側面部の位置に一対の溝部を形成した主インサートと、円弧状の副切れ刃が形成された２つの副インサートを備えた、４枚刃を有する刃先交換式ボールエンドミルとされている。そして、主インサートの一方の溝部に沿ってその溝部上方側に、一方の円弧状の副切れ刃の端部が配置され、主インサートの他方の溝部に沿ってその溝部上方側に、他方の円弧状の副切れ刃の端部が配置される構成にしている。これにより、２つの副インサートのそれぞれが備えている副切れ刃の端部のうち、回転中心軸近傍に配置されたこの切れ刃の端部間の間隔を小さくすることが可能になるので、被削材に高速度の平面切削加工を実施しても、その加工面の面粗さを向上させることが可能になるとともに、４枚の切れ刃を長寿命化することが可能になる。
【００２６】
４枚の切れ刃を不等間隔で配置することにより、被削材に高速度の平面切削加工を実施しても、切削加工時に発生する振動が共振してビビリ振動の発生を抑制するので、４枚の切れ刃を長寿命化することが可能になる。
また、４枚の切れ刃を構成する主切れ刃と副切れ刃の一方、又は双方を、耐摩耗性と耐熱性に優れた部材である立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）から構成することにより、４枚の切れ刃をさらに長寿命化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る刃先交換式ボールエンドミルの実施形態について、インサートを装着していないときの工具本体を示す平面図である。
【図２】図１に示す工具本体について、回転中心軸方向から見たときの先端部の構成を拡大して示した正面図である。
【図３】図１に示す工具本体の先端部の構成を拡大して示した部分平面図である。
【図４】図１に示す工具本体に、インサートを装着した本発明に係る刃先交換式ボールエンドミルを示す平面図である。
【図５】図４に示す刃先交換式ボールエンドミルについて、回転中心軸方向から見たときの先端部の構成を拡大して示した正面図である。
【図６】図４に示す刃先交換式ボールエンドミルについて、先端部の構成を拡大して示した平面図である。
【図７】図５に示す主インサートの構成例を示す図であって、（ａ）は主インサートの平面図、（ｂ）は（ａ）に示す主のインサートについて、紙面の左側方向から見たときの半円弧状側面部の構成を示す正面図、（ｃ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ線に沿った断面の形状を示す断面図、（ｄ）は（ａ）に示す直線Ｏ４に沿った断面の形状を示す断面図である。
【図８】図５に示す第１の副インサート（第２の副インサート）の構成例を示す図であって、（ａ）は第１の副インサート（第２の副インサート）の平面図、（ｂ）は（ａ）に示す副インサートについて、紙面の左側方向から見たときの円弧状側面部の構成を示す正面図、（ｃ）は（ａ）に示す副インサートを円弧状側面部の方向からみたときの側面図である。
【図９】図４に示す主インサート固定用ネジの構成を示す正面図である。
【図１０】図５に示す第１（第２）の副インサート固定用ネジの構成を示す正面図である。
【図１１】本発明の刃先交換式ボールエンドミルにおいて、主インサートと第１及び第２の副インサートを工具本体に装着したときに、これら主インサートと第１及び第２の副インサートが備えている切れ刃の配置の位置関係を説明するための図であって、（ａ）は工具本体の先端部の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す図から主インサートと第１及び第２の副インサートのみについてそれぞれの切れ刃の位置関係を示す図、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）に丸印で示す回転中心軸の近傍部分について、その構成を説明するための平面図における拡大図である。
【図１２】図１１（ｃ）に示す工具本体の先端部の構成について、回転中心軸方向からみた正面図における拡大図である。
【図１３】切削加工を実施したときの切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、（ａ）は本発明の刃先交換式ボールエンドミルの主インサートの主切れ刃を示し、（ｂ）は同じく本発明の刃先交換式ボールエンドミルの第１の副インサートの副切れ刃を示し、（ｃ）は従来例の２枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルの切れ刃を示す。
【図１４】本発明における別の実施形態の刃先交換式ボールエンドミルについて、回転中心軸方向から見たときの先端部の構成を拡大して示した正面図である。
【図１５】図１４に示す第１の副インサート（第２の副インサート）の構成例を示す図であって、副インサートについて円弧状側面部の構成を示す正面図である。
【図１６】図１４に示す第１の副インサート（第２の副インサート）の構成例を示す図であって、副インサートを円弧状側面部の方向からみたときの側面図である。
【図１７】本発明における別の実施例の刃先交換式ボールエンドミルについて、主インサートと第１及び第２の副インサートを工具本体に装着したときに、これら主インサートと第１及び第２の副インサートが備えている切れ刃の配置の位置関係を説明するための図であって、回転中心軸の近傍部分について、その構成を説明するための平面図における拡大図である。
【図１８】本発明における第４の実施形態であり、切削加工を実施したときの切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、工具本体の先端部の構成を示す。
【図１９】図１８に示す切削加工を実施したときの切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、本発明の刃先交換式ボールエンドミルの主インサートの主切れ刃を示す。
【図２０】図１８に示す切削加工を実施したときの切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、本発明の刃先交換式ボールエンドミルの第１の副インサートの副切れ刃を示す。
【図２１】図１８に示す切削加工を実施したときの切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、本発明の刃先交換式ボールエンドミルの第２の副インサートの副切れ刃を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面に基づいて本発明に係る刃先交換式ボールエンドミルの実施形態について説明する。
【００２９】
（工具本体の構成）
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態となる刃先交換式ボールエンドミル１について、インサートを装着していないときの工具本体２の構成を示す図であって、図１は工具本体２の平面図、図２は工具本体２を回転中心軸Ｏ方向からみたときの先端部の構成を拡大して示した正面図、図３は図１に示す工具本体２を回転中心軸Ｏに対して９０°異なる方向からみたときの先端部の構成を示す平面図である。
【００３０】
工具本体２は、例えば、ＳＫＤ６１等の合金工具鋼から製造されており、その回転中心軸Ｏ方向の一方の先端は、回転中心軸Ｏ方向に突出する略半球状、平面視では半円弧状又は略半円弧状をなす先端部３を備えている。先端部３には、後述する切れ刃を備えたインサートを、ネジ固定手段により着脱可能に固定するためのインサート取付座が形成されている。工具本体２の回転中心軸Ｏ方向の他方の端部側は、刃先交換式ボールエンドミル１をＮＣ制御手段を備えた３次元加工装置等に取り付けるためのシャンク部とされている。
【００３１】
工具本体２の先端部３に形成されているインサート取付座の構成例を、図２及び図３に基づいて説明する。図２（図３）に示すように、インサート取付座は３つの取付座、すなわち、主インサート取付座４と、第１の副インサート取付座５と、第２の副インサート取付座６とを備えている。
【００３２】
主インサート取付座４は、半円弧状の切れ刃を備えた主インサート１２（図５、図６、図７参照）を装着して固定するための取付座になる。主インサート取付座４は、図３に示すように、工具本体２の先端部３から回転中心軸Ｏを含んで先端部３を工具本体２の径方向に貫通するとともに、回転中心軸Ｏを含んでシャンク部方向に所定の深さを有するスリット形状をなすスリット状溝７から構成されている。以下の説明において、この「スリット状溝７」は主インサート取付座４を示している。
図３に示すように、スリット状溝７は、先端部３の最先端から回転中心軸Ｏ方向であって工具本体２の後方に向けて互いに平行になるように対向して形成された側面壁７ａ、７ｂと、スリット状溝７の底となる底部７ｃから構成されている。また、スリット状溝７の深さ方向の中心線は、回転中心軸Ｏと一致している。
【００３３】
なお、スリット状溝７（主インサート取付座４）の回転中心軸Ｏ方向の深さＳ１は、後述する主インサート１２の長さａ（図７（ａ）に示す直線Ｏ４方向の長さ）より若干小さく、スリット状溝７の幅Ｓ２は、主インサート１２の厚さｔ１（図７（ｃ）参照）とほぼ同一になるように形成されている。また、図３において、スリット状溝７が回転中心軸Ｏと直交する方向（紙面と垂直方向）の幅は、図７（ａ）に示す主インサート１２の半円弧状側面部１２ｃの半円弧形状に追従するように半円弧形状に変化し、その半円弧の径は主インサート１２の半円弧状側面部１２ｃに形成した主切れ刃１２ｉの半円弧の径Ｔ（図７（ａ）参照）より若干小さくなっている。
【００３４】
工具本体２の先端部３の最先端から回転中心軸Ｏ方向に延びるスリット状溝７からなる主インサート取付座４を設けたことにより、工具本体２の先端部３は２つに分割され、図３に示すように、先端部３には先端半体部３ａと先端半体部３ｂが形成されることになる。
【００３５】
図３に示すように、一方の先端半体部３ａの表面部から他方の先端半体部３ｂに向けて主インサート固定用ネジ穴８が形成されている。このネジ穴８は、主インサート取付座４（スリット状溝７）に装着された主インサート１２を、主インサート固定用ネジ９（図９参照）により固定するためのネジ穴になる。なお、主インサート固定用ネジ穴８は、一方の先端半体部３ａを貫通し、スリット状溝７を介して他方の先端半体部３ｂの内部まで所定の深さを有するように形成されているとともに、主インサート固定用ネジ穴８の中心線の向き（図２に示す直線Ｏ３）は、回転中心軸Ｏに対して傾斜するように形成されている。先端部半体３ｂの内部に設けたネジ穴８には、主インサート固定用ネジ９のネジ部９ｅ（図９参照）とネジ嵌合するためのネジ山が刻設されている。
【００３６】
上記した第１の副インサート取付座５は、図２に示すように、先端半体部３ａと先端半体部３ｂのうちの一方の球面状をなす表面部に形成され、第２の副インサート取付座６は、先端半体部３ａと先端半体部３ｂのうちの他方の球面状をなす表面部に形成されている。第１及び第２の副インサート取付座５、６は、第１及び第２の副インサート１３、１４の底面を、それぞれネジ固定手段により着脱可能に固定するための着座面５ａ、６ａを備えている。これらの着座面５ａ、６ａは、それぞれ先端部３の最先端方向に向かって形成され、それぞれ第１及び第２の副インサート１３、１４をネジ固定手段となる副インサート固定用ネジ１５、１６により固定するためのネジ挿通穴５ｂ、６ｂが刻設されている。図２、図３に示す１０、１１は切屑排出溝（「チップポケット」とも呼ばれている）である。
【００３７】
（刃先交換式ボールエンドミルの構成）
図４〜図６は、図１に示す工具本体２が備えている主インサート取付座４に主インサート１２を装着し、第１及び第２の副インサート取付座５、６にそれぞれ第１の副インサート１３、第２の副インサート１４を装着したとき、すなわち、本発明の第１の実施形態となる刃先交換式ボールエンドミル１の構成を示す図である。
なお、図４は刃先交換式ボールエンドミル１の平面図、図５は図４に示す刃先交換式ボールエンドミル１を回転中心軸Ｏ方向からみたときの先端部の構成、特に、主インサート１２と第１及び第２の副インサート１３、１４との位置関係を拡大して示した正面図、図６は図４に示す刃先交換式ボールエンドミル１を回転中心軸Ｏに対して９０°異なる方向からみたときに、先端部３の構成を拡大して示した部分平面図である。
【００３８】
上記した主インサート１２、第１の副インサート１３、第２の副インサート１４を装着した刃先交換式ボールエンドミル１においては、これら装着した各インサートが備えている半円弧状、又は１／４円弧状をなす切れ刃は、工具本体２の先端部３から外側に突出するように固定されている。なお、上記した「半円弧状」とは半円の円周もしくは半円の円周に近い形状を示し、「１／４円弧状」とは１／４円の円周もしくは１／４円の円周に近い形状を示す。以下の説明において、単に「円弧状」と記載したときには、１／４円の円周もしくは１／４円の円周に近い形状を示している。
【００３９】
図４〜図６に示すように、主インサート取付座４を構成するスリット状溝７に装着された主インサート１２は、ネジ固定手段となる第１の固定用ネジ９を用いたネジ締め付けにより固定される。また、第１の副インサート取付座５に装着された第１の副インサート１３は、副インサート固定用ネジ１５（図１０参照）を用いたネジ締めにより固定され、さらに第２の副インサート取付座６に装着された第２の副インサート１４は、副インサート固定用ネジ１６（図１０参照）を用いたネジ締め付けにより固定される。なお、副インサート固定用ネジ１５と１６は、同一仕様のネジを使用する。
【００４０】
主インサート取付座４に主インサート１２を装着したときには、図５（図６）に示すように、主インサート１２が備えている半円弧状をなす主切れ刃１２ｉの円弧の中心点は、回転中心軸Ｏ上に位置させる。以下の記載において、この主切れ刃１２ｉの円弧の中心点が回転中心軸Ｏと交差する点を「交差点Ｐ（又は連結点Ｐ）」と記載する場合がある。なお、この交差点Ｐは、各インサート１２、１３、１４を装着した刃先交換式ボールエンドミルにおいては、回転中心軸Ｏ方向の最下点になる。また、円弧状をなす主切れ刃１２ｉは、円弧状の切れ刃１２ｅと１２ｆとが連結（交差）点Ｐにおいて一体に接続された半円弧状の切れ刃を構成している。
【００４１】
図４〜図６に示す刃先交換式ボールエンドミル１の実施形態では、主インサート１２が備えている円弧状の切れ刃１２ｉを構成する円弧状の切れ刃１２ｅと１２ｆ、第１及び第２の副インサート１３、１４が備えている円弧状の副切れ刃１３ｇ、１４ｇとは、図５に示すように、回転中心軸Ｏを中心として隣接する切れ刃どうしはその交差角度δがそれぞれ９０°の角度、すなわち、等間隔の角度でこれら４枚の切れ刃を配置した例を示している。なお、後述するが、本発明の刃先交換式ボールエンドミル１においては、これら４枚の切れ刃を不等間隔の角度（不等角度）で配置してもよい。
【００４２】
本発明の刃先交換式ボールエンドミル１が備えている特徴は、４枚刃の切れ刃を備えた刃先交換式ボールエンドミル１を用いて、被削材に高速度の仕上げの切削加工を実施しても、これら切れ刃の長寿命化を図り、かつ、切削加工面の面粗さを向上させるための構成を備えていることにある。この構成を実現するために、本発明は、従来の半円弧状の主切れ刃を１枚備えている２枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルを改善して、主切れ刃と２枚の副切れ刃を備え、かつ、２枚の副切れ刃について回転中心軸Ｏ近傍に配置されるこれら副切れ刃の端部間の距離（間隔）Ｌ（図１２参照）が極力小さくなるように、主インサートに対する副インサートの副切れ刃の装着の位置関係、すなわち、２つの副インサートが備えているそれぞれの副切れ刃の配置の位置関係を改良したことにある。
【００４３】
上記した主インサート１２の主切れ刃１２ｉと、第１及び第２の副インサート１３、１４の副切れ刃１３ｇ、１４ｇの装着時の位置関係を改善するために、主インサート１２は、図５（又は図７）に示すように、半円弧状の主切れ刃１２ｉを形成している主インサート１２の半円弧状側面部１２ｃに、一対の溝部１２ｈ１と１２ｈ２を形成した構成としている。
この一対の溝部１２ｈ１と１２ｈ２は、半円弧状側面部１２ｃの中央部近傍であって、主切れ刃１２ｉを挟むように、すなわち、主切れ刃１２ｉと対向する半円弧状側面部１２ｃの位置にそれぞれ形成されている。なお、上記した「半円弧状側面部１２ｃの中央部」とは、主インサート１２を主インサート取付座４の装着したときに、半円弧状側面部１２ｃが回転中心軸Ｏと交差する点、すなわち、前記した交差点Ｐであって、この交差点Ｐは半円弧状の主切れ刃１２ｉの中点になる。
【００４４】
そして、主インサート取付座４と、第１及び第２の副インサート取付座５、６に、主インサート１２、第１及び第２の副インサート１３、１４をそれぞれ装着したときには、図１２に示すように、第１及び第２の副インサート１３、１４の端部（端面部）１３ｈ、１４ｈは、それぞれ溝部１２ｈ２、１２ｈ１に突入（進入）した状態にしている。
この突入した状態においては、これら一対の溝部１２ｈ１、１２ｈ２のうちの一方の溝部の上方側に沿って、第１又は第２の副インサート１３、１４のそれぞれの円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇの端部のうち、回転中心軸Ｏの近傍に配置される一方の端部１３ｇ１を配置するとともに、この円弧状副切れ刃１３ｇの端部１３ｇ１を回転中心軸Ｏの近傍まで配設し、さらに、一対の溝部１２ｈ１、１２ｈ２のうちの他方の溝部の上方側に沿って、円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇの端部であって、回転中心軸Ｏの近傍に配置される他方の端部１４ｇ１を配設し、さらにこの円弧状副切れ刃１４ｇの端部１４ｇ１を回転中心軸Ｏの近傍まで配設した構成にしている。
【００４５】
図５（図１１、図１２）に示す例においては、主インサート１２に設けた一対の溝部１２ｈ１、１２ｈ２のうちの溝部１２ｈ１の上方側に沿って、第２の副インサート１４の円弧状副切れ刃１４ｇの端部１４ｇ１が配設され、溝部１２ｈ２の上方側に沿って、第１の副インサート１３の円弧状副切れ刃１３ｇの端部１３ｇ１が配設されている例を示している。すなわち、円弧状副切れ刃１３ｇの端部１３ｇ１と、円弧状副切れ刃１４ｇの端部１４ｇ１とを、交差点Ｐを介して、この交差点Ｐと対称となる位置であって主切れ刃１２ｉ方向に互いにより近接させた構成としたことを示している。
【００４６】
本発明の刃先交換式ボールエンドミル１においては、各インサートを工具本体２に装着したときに、主インサート１２の半円弧状の主切れ刃１２ｉと、第１及び第２の副インサート１３、１４の円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇの配置の位置関係を上記のような構成にすることにより、これら副切れ刃の端部１３ｇ１、１４ｇ１は接近してその端部間の距離Ｌ（図１２参照）を小さくすることができる。
【００４７】
ここで、図１２に示す距離Ｗは、回転中心軸Ｏと、第１の副インサート１３（又は第２の副インサート１４）の円弧状副切れ刃１３ｇ（又は１４ｇ）の回転中心軸Ｏの近傍に配置された切れ刃の端部１３ｇ１（又は１４ｇ１）との、工具本体２の半径方向の距離を示し、第１及び第２の副インサート１３、１４のそれぞれの端部１３ｇ１と１４ｇ１と回転中心軸Ｏ（交差点Ｐ）とは、平面視で一つの直線上に存在している。
【００４８】
そして、上記した距離Ｌは、上記距離Ｗの値の２倍と考えることができる。即ち、距離Ｌは、工具本体２の先端部３を、回転中心軸Ｏ方向から見た正面図において、第１の副インサート１３の円弧状副切れ刃１３ｇのうち溝部１２ｈ２に配置されている副切れ刃１３ｇの端部の１３ｇ１から、第２の副インサート１４の円弧状副切れ刃１４ｇのうち溝部１２ｈ１に配置されている副切れ刃１４ｇの端部の１４ｇ１までの、回転中心軸Ｏに直交する方向に沿った距離である。
【００４９】
このように、本発明の４枚刃を備えた刃先交換式ボールエンドミルにおいて、上記距離Ｌを小さくするための構成を備えたことにより、金型などの被削材に高速の平面切削の仕上げ加工を行っても、４枚の切れ刃を備えていることによりこれら切れ刃の長寿命化を可能にし、さらに、上記した円弧状副切れ刃の端部１３ｇ１と１４ｇ１との間隔を小さくしたことにより、加工面の面粗さを向上させることが可能になる。
なお、上記した主インサート１２の主切れ刃１２ｉと、第１及び第２の副インサート１３、１４の円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇの端部１３ｇ１、１４ｇ１との位置関係の詳細については後述する。
【００５０】
（主インサートの構成）
続いて、主インサート１２の構成を、図７を参照して説明する。図７（ａ）は主インサート１２について一方の側面部の構成を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す主インサート１２について、紙面の左側から見たときの半円弧状側面部の構成を示す正面図、図７（ｃ）は図７（ａ）に示すＸ−Ｘ線における断面図、図７（ｄ）は図７（ａ）に示す直線Ｏ４に沿った断面図である。主インサート１２の材質は、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ）を含む超硬合金（以下、「ＷＣ基超硬合金」という）からなる一体構造として製造することができる。
【００５１】
主インサート１２は、２つの側面部となる平面状の側面部１２ａ（以下、「一方の側面部１２ａ」と記載する場合がある）と、平面状の側面部１２ｂ（以下、「他方の側面部１２ｂ」と記載する場合がある）を備え、厚さｔ１を有する平板状の形状（平面形状）をなしている。そして、主インサート１２は、一方の側面部１２ａと他方の側面部１２ｂとを繋ぐ側面であって半円弧又は略半円弧をなす半円弧状側面部１２ｃと、この半円弧状側面部１２ｃの両端部を連結する側面となる平面状側面部１２ｄと、半円弧状側面部１２ｃに沿って形成された円弧状をなす円弧状切れ刃１２ｅ、１２ｆと、一方の側面部１２ａから他方の側面部１２ｂに向けて傾斜して貫通する傾斜ネジ挿通穴１２ｇと、半円弧状側面部１２ｃに形成された前記一対の溝部１２ｈ１と１２ｈ２を備えている。なお、上記した円弧状切れ刃１２ｅと円弧状切れ刃１２ｆとは、前記した連結点Ｐを介して一体に接続され、主インサート１２の半円弧状をなす主切れ刃１２ｉを構成している。
【００５２】
図７（ａ）に示すように、半円弧状をなす主切れ刃１２ｉの稜線は、この半円弧の中心となる点Ｑ１（半円弧の中心Ｑ１）から半径Ｔの半円弧を呈するように形成されている。そして、主インサート１２を主インサート取付座４に装着して、工具本体２を回転中心軸Ｏを中心として回転させたときには、切れ刃１２ｆと１２ｅから構成される半円弧状の主切れ刃１２ｉの回転軌跡は、半径Ｔの半球（半円弧）状の回転軌跡を描くことになる。
なお、図７（ａ）に示す直線Ｏ４は、上記した連結点Ｐと、半円弧状の主切れ刃１２ｉの半円弧の中心点Ｑ１とを繋ぐ直線であり、主インサート１２を主インサート取付座４に装着したときには回転中心軸Ｏと一致する。
【００５３】
主切れ刃１２ｉは、図７（ｂ）に示すように正面視では直線状の形状、もしくは、図示していないが、回転中心軸Ｏと交差する「Ｓ字形」の形状をなしている。なお、半円弧状の主切れ刃１２ｉは、連結点Ｐを介して一体になった円弧状の切れ刃１２ｆと１２ｅから構成されているので、主インサート１２は２枚の切れ刃（ボール刃）を備えているとみなすことがでる。従って、本発明の刃先交換式ボールエンドミルは、さらに、２枚の円弧状副切れ刃１３ｇと１４ｇを備えているので、４枚の切れ刃（ボール刃）を備えていることになる。
【００５４】
前記したように、主インサート１２は一対の溝部１２ｈ１と１２ｈ２を備えている。図７（ａ）及び（ｂ）に示す例では、溝部１２ｈ１は、連結点Ｐの近傍であって、主切れ刃１２ｉから所定の距離を設けた側面部１２ａ側の半円弧状側面部１２ｃに形成している。同様に、溝部１２ｈ２は、連結点Ｐの近傍であって、主切れ刃１２ｉから所定の距離を設けた側面部１２ｂ側の半円弧状側面部１２ｃに形成している。そして、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝部１２ｈ１と１２ｈ２は、傾斜した底部（以下、「傾斜面」という）１２ｊを備えるとともに、主切れ刃１２ｉ上の連結点Ｐに対して対称となる位置であって、半円弧状側面部１２ｃ上に沿って形成している。
【００５５】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の深さｆ（インサート１２の厚さ方向の深さ）、すなわち、側面部１２ａ（側面部１２ｂ）から傾斜面１２ｊまでの深さｆを有し、さらに所定の溝幅ｍと傾斜ネジ挿通穴１２ｇ方向に所定の溝長さｎを有するように形成している。また、図７（ｄ）に示すように、傾斜面１２ｊは半円弧状側面部１２ｃから側面部１２ａ（側面部１２ｂ）の傾斜ネジ挿通穴１２ｇ方向に向かって上り（下り）傾斜する平面状をなすように形成している。
【００５６】
なお、上記傾斜面１２ｊを形成していることにより、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の深さｆの最大値は、主インサート１２の厚さｔ１の２５％〜４０％（０．２５ｔ１〜０．４０ｔ１）程度として、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の傾斜面１２ｊが半円弧状側面部１２ｃ上において主切れ刃１２ｉに達しないようにするとともに、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）近傍の主インサート１２の強度が低下しないようにしている。
【００５７】
また、図７（ａ）においては、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）は、側面部１２ａ（側面部１２ｂ）の半円弧状外周面から傾斜ネジ挿通穴１２ｇ方向に所定の長さｎを有するように形成し、その長さｎが傾斜ネジ挿通穴１２ｇ方向に向かうにつれて深さｆを減少させるように傾斜面１２ｊを形成して主インサート１２の剛性（強度）が低下しないようにしている。
このように溝部１２ｈ１（１２ｈ２）は、図７（ａ）に示すように正面視において所定の形状を有し、かつ、図５に示すように、第１及び第２の副インサート１３、１４の回転中心軸Ｏ近傍に配置される第１及び第２の副インサートの端部１３ｈ、１４ｈの副切れ刃１３ｇ、１４ｇの一方の端部１３ｇ１、１４ｇ１とその近傍が、溝部１２ｈ２、１２ｈ１に沿ってこれら溝部の上方側にそれぞれ入り込むほどの幅ｍと、長さｎと、深さｆを備えている。
【００５８】
ここで、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の幅ｍ、長さｎ、深さｆの各値は、主インサート１２の剛性を低下させないようにその厚さｔ１を考慮して適切に設定する必要がある。
図７（ｄ）は、主インサート１２を主インサート１２の中心線Ｏ４（図７（ａ）参照）に沿って連結点Ｐを通る断面を示す図である。そして、図７（ｄ）に示すＫは、溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の傾斜面１２ｊと主インサート１２の側面部１２ａ（１２ｂ）とがなす角度、（溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の傾斜角度Ｋ）を示している。本発明において、この傾斜角度Ｋは、「２０°≦傾斜角度Ｋ≦３０°」の範囲に設定することが好ましい。
【００５９】
傾斜角度Ｋを上記の範囲に設定した方が好ましい理由は次の通りである。Ｋ値が２０°より小さい場合には、主インサート１２の連結点Ｐの近傍が薄肉になるので、主切れ刃１２ｉの耐欠損性が劣化する不具合が生じ、３０°を超えると第１及び第２の副インサート１３、１４の円弧状副切れ刃の端部１３ｇ１（１４ｇ１）の回転中心軸Ｏ近傍における形状を鋭く尖らせなければならず、円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇの薄肉化によって耐欠損性が劣化する不具合があるからである。
【００６０】
図７（ｃ）に示すように、主インサート１２は一方の側面部１２ａから他方の側面部１２ｂに向けて傾斜して貫通するように形成された傾斜ネジ挿通穴１２ｇを備えている。この傾斜ネジ挿通穴１２ｇの向き、すなわち、傾斜ネジ挿通穴１２ｇの中心軸を通る直線Ｏ８の向きは、直線Ｏ７に対して角度αほど傾斜させている。なお、直線Ｏ７は側面部１２ａ（側面部１２ｂ）に対して直交する直線である。
そして、傾斜ネジ挿通穴１２ｇの内周面には仕上げ加工を施した内周面部１２ｇ１を形成している。この内周面部１２ｇ１はその内径がｄ１になるように仕上げ加工が施されている。この仕上げ加工が施された内周面部１２ｇ１は、主インサート１２に設けている傾斜ネジ挿通穴１２ｇに主インサート固定ネジ９を挿通して主インサート１２を主インサート取付座４に装着したときに、主インサート固定ネジ９の仕上げ加工を施した外周面部９ｃ（図９参照）と密に係合させるために設けたものである。この内周面部１２ｇ１の仕上げ加工方法などについては後述する。
【００６１】
なお、主インサート１２を主インサート取付座４に装着して主インサート固定用ネジ９により固定したときに、主インサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｇと工具本体２に設けた主インサート固定用ネジ穴８（図２に点線で示している）の向きは、図２に示すように、ともに、主インサート取付座４となるスリット状溝７が工具本体２の半径方向に向かう直線Ｏ１と直交する直線Ｏ２に対して、工具本体２の回転方向Ｒ（図５参照）とは逆方向に角度θ（角度α）ほど傾斜させた方向になるようにしている。なお、この角度θは前記した角度αと等しい値になる。
【００６２】
このように、主インサート固定用ネジ穴８の向きを角度θ（角度α）ほど傾斜させると、第１及び第２の副インサート１３、１４を、それぞれ副インサート固定ネジ１５、１６により第１及び第２の副インサート取付座５、６に安定した状態で装着して固定するためのスペースを、先端半体部３ａ、３ｂに確保することができる。また、これにより、刃先交換式ボールエンドミル１を４枚刃から構成して、高速切削加工を安定して実施することができる構成とすることが可能になる。
【００６３】
上記した第１及び第２の副インサート１３、１４を、それぞれ第１及び第２の副インサート取付座５、６に装着するための十分なスペースを確保した４枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルの構成にするためには、角度θ（角度α）は、２０°≦角度θ（角度α）≦４０°の範囲に設定することが望ましい。なお、角度θ（角度α）は、２０°≦角度θ（角度α）≦３０°の範囲に設定することがより好ましい。
【００６４】
また、上記した主インサート１２において、半円弧状側面部１２ｃに形成している半円弧状をなす主切れ刃１２ｉの中心角β（図７（ａ）参照）は、β≧１８０°に設定し、さらに、この角度βの上限値は２１０°程度に設定することが望ましい。なお、中心角βが１８０°を超えるということは、図７（ａ）に示す半円弧状をなす主切れ刃１２ｉがＸ−Ｘ線を超えて紙面の右方向に延長して形成された主切れ刃１２ｉの延長部分を備えていることを示している。そして、主切れ刃１２ｉの延長部分の切れ刃は、直線Ｏ４と平行な直線状の形状にするか、もしくは半円弧状をなす主切れ刃１２ｉをそのまま円弧状に延長した形状にするとよい。
【００６５】
このように、主切れ刃１２ｉの中心角βが１８０°を超えた略半円弧状をなすように形成しておくと、例えば、金型のキャビティー部の立ち壁の仕上げの切削加工を行うときに、切削加工機の数値制御により、下り方向の切削加工は中心角βが１８０°以内の主切れ刃１２ｉの部分を用い、上り方向の切削加工は中心角βが１８０°を超えた主切れ刃１２ｉの延長部分の切れ刃を用いて切削加工を行うことが可能になる。これにより、刃先交換式ボールエンドミル１の上下方向の往復移動の制御に追従させながら切削加工を行うことが可能になるので、切削加工の高効率化を達成することが可能になる。
【００６６】
なお、中心角βの値が２１０°を超えると、主インサート１２が長手方向（直線Ｏ４方向）に長くなってその形状が大きくなるためコスト増、又は主インサート取付座４に主インサート１２を装着するときの基準面となる平面状側面部１２ｄの長さが短くなるため、主インサート１２の繰り返しの装着精度が悪くなる。従って、中心角βの上限値は２１０°程度に設定することが望ましい。
【００６７】
さらに、主インサート１２の平面状側面部１２ｄは、この主インサート１２を主インサート取付座４に装着して固定するときに、スリット状溝７の底部７ｃと密着して主インサート１２の位置合わせを行うための基準面としての機能を果たすので、平面状側面部１２ｄには仕上げ加工を施しておくようにする。
また、上記した平面状側面部１２ｄを、例えば、側面視で凸状のＶ形、又は凸状のＵ形状をなす形状とし、スリット状溝７の底部７ｃの形状はこのＶ形又はＵ形に対応する形状にして、主インサート１２を主インサート取付座４に装着したときの装着精度の向上、及び切削加工中における主インサート１２の位置ズレの防止を図るようにしてもよい。
【００６８】
（主インサートの製造方法）
続いて、主インサート１２の製造方法について説明する。ＷＣ基超硬合金製の主インサート１２は、例えば、次の手順（１）〜（４）に基づいて製造することができる。
【００６９】
（手順１）：
炭化タングステン粉末とコバルト粉末と、必要に応じて添加物を加えて作製した混合造粒粉末をプレス金型成形により、主インサート１２の成形体を成形する。この金型成形時に、傾斜ネジ挿通穴１２ｇの原形となる傾斜穴を形成するようにする。なお、成形体を焼結すると２０％〜３０％収縮するので、この成形体の傾斜穴の径は、傾斜ネジ挿通穴１２ｇの径より大きくし、さらに、傾斜穴の研削仕上げ代を加味した径を有するようにする。
【００７０】
（手順２）：
続いて、プレス金型成形により成形した主インサート１２の成形体を、所定の温度（１３００℃〜１４００℃程度）に加熱した加熱炉に装入して焼結を行う。
【００７１】
（手順３）：
続いて、焼結した主インサート１２の成形体について、３次元研削加工機などを用いて必要とする各部位に仕上げ加工を行う。この仕上げ加工としては、例えば、次の（３ａ）から（３ｃ）に記載の加工を実施する。
【００７２】
（３ａ）上記傾斜穴の内周面に、ダイヤモンド砥粒を有する砥石を用いた研削加工、バフ研磨加工、あるいはホーニング加工のいずれか又はこれらを併用した加工により、仕上げ加工を実施した内周面部１２ｇ１を形成する。この内周面の仕上げ加工は、傾斜穴の内周面の全面に行ってもよいが、傾斜穴の中央部を含む内周面について、傾斜穴方向に所定の長さの内周面全面に実施するようにしてもよい。
なお、上記した傾斜穴の中央部を含む内周面の所定の長さの内周面について仕上げ加工を行う場合には、主インサート１２の成形体を焼結したときの形状であって仕上げ加工を実施しない内周面（傾斜穴の開口部から中央部方向への所定の長さの内周面）の径は、仕上げ加工を行う内周面の径より大きくなるようにする。
【００７３】
この傾斜穴の内周面の仕上げ加工においては、研削砥石の砥粒の材質、その粒度、及び加工処理時間を適切に設定することによって、仕上げ加工を施した内周面部１２ｇ１の面粗さＲｚａ値を、例えば、表面粗さＲｚで１．０μｍ以下になるようにする。
なお、上記仕上げ加工が完了した内周面部１２ｇ１の内径は、例えば、刃先交換式ボールエンドミルの工具径（刃径）が２０ｍｍの場合には３．５ｍｍ、工具径が３０ｍｍの場合には５．０ｍｍを目標として設定するようにする。
【００７４】
（３ｂ）焼結した主インサート１２の半円弧状側面部１２ｃに形成されている主切れ刃１２ｉを構成する円弧状切れ刃１２ｅ、１２ｆについて、ダイヤモンド砥粒を有する回転砥石を用いて仕上げ加工を行う。また、平面状側面部１２ｄにも仕上げ加工を行う。
【００７５】
（３ｃ）焼結した主インサート１２について、溝部１２ｈ１と１２ｈ２を形成する。溝部１２ｈ１と溝部１２ｈ２の形成は、例えば、ダイヤモンド砥粒を有する回転砥石を用いた研削加工により実施する。
【００７６】
（手順４）：
仕上げ加工が完了した主インサート１２について、傾斜ネジ挿通穴１２ｇを除いた表面に、耐摩耗性と耐熱性を付与するための被膜をコーティングする。この被膜の材質は、例えば、Ｔｉ−Ａｌ系窒化物、Ｔｉ−Ｓｉ系窒化物、Ｔｉ−Ｂ系窒化物などからなる被膜のいずれかとし、例えば、ＰＶＤ法により被膜を形成する。
【００７７】
（主インサート固定用ネジの構成）
続いて、主インサート固定用ネジ９の構成を、図９に基づいて説明する。主インサート固定用ネジ９は、主インサート１２を主インサート取付座４にネジ締め付けにより装着・固定するためのネジ固定手段である。
【００７８】
図９に示すように、主インサート固定用ネジ９は、その上端部にネジ頭部９ａが形成され、ネジ頭部９ａから下方に向かって、第１円柱部９ｂ、内径がｄ２の外周面部９ｃ、第２円柱部９ｄ、外周面にネジ山を刻設したネジ部９ｅを備えている。外周面部９ｃには仕上げ加工が施されている。
【００７９】
外周面部９ｃの仕上げ加工は、前記した主インサート１２の内周面部１２ｇ１に仕上げ加工を施す方法と同様の方法、例えば、ダイヤモンド砥粒を有する円筒型の研削砥石を用いて実施すことができる。そして、仕上げ加工を施した外周面部９ｃの表面粗さを（Ｒｚｂ）としたときに、この表面粗さ（Ｒｚｂ）は、表面粗さＲｚで１．５μｍ〜３．５μｍ程度の仕上げ加工面を有するようにして、前記した主インサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｇに形成した内周面部１２ｇ１の表面粗さ（Ｒｚａ）であるＲｚ＝１．０μｍ以下より粗くなるようにする。
【００８０】
前記したように、本発明の刃先交換式ボールエンドミル１は、傾斜ネジ挿通穴１２ｇが形成された主インサート１２を備えている。主インサート１２を主インサート取付座４に装着して、主インサート固定用ネジ９により主インサート取付座４に固定したときには、主インサート固定用ネジ９は回転中心軸Ｏに対して斜め方向から締め付けられて主インサート１２を固定する。そして、主インサート１２が主インサート取付座４に固定された状態においては、主インサート固定用ネジ９の仕上げ加工を施した外周面部９ｃは、主インサート１２の仕上げ加工を施した内周面部１２ｇ１と密に係合し、主インサート１２を主インサート取付座４に強固に固定するようにしている。
【００８１】
なお、上記したように主インサート固定用ネジ９の外周面部９ｃの表面粗さを、主インサート１２の傾斜ネジ挿通穴１２ｇに形成した内周面部１２ｇ１の表面粗さより粗くする理由は、下記の通りである。
【００８２】
第１の理由は、両者の表面粗さを異にすることにより、工具本体２に主インサート１２を主インサート固定用ネジ９で固定するときに、ネジ締め締付けにより接触する両者の間に生じる摩擦力を下げることができるからである。
【００８３】
第２の理由は、鋼製の主インサート固定用ネジ９の外周面部９ｃに、高品位に研削加工やラップ加工等を行うと主インサート固定用ネジ９がコスト高になる。このため、外周面部９ｃは適度な表面粗さを有するように研削加工を施した仕上げ加工面とし、ＷＣ基超硬合金製の主インサート１２に設けた傾斜ネジ挿通穴１２ｇの内周面部１２ｇ１を高品位に研削加工やラップ加工を施した仕上げ加工面を形成して、摩耗し難い超硬合金製の主インサート１２側に、密に係合させるための表面粗さの精度基準をおいた方が日々の被削材の加工精度の管理がやり易くなるからである。
【００８４】
（主インサート固定用ネジの製造方法）
主インサート固定用ネジ９の製造は、ＳＫＤ６１等の合金工具鋼製の棒材（線材）から、プレス加工及び旋盤加工によりネジ頭部９ａ、第１円柱部９ｂ、外周面部９ｃ、第２円柱部９ｄ、ネジ部９ｅを形成した後に、ダイヤモンド砥粒を有する砥石を用いた機械研磨加工等により、外周面部９ｃの全外周面に仕上げ加工を行う。なお、仕上げ加工を施した外周面部９ｃの外径ｄ２は、主インサート１２の仕上げ加工を施した内周面部１２ｇ１の内径ｄ１（図７（ｃ）参照）より３μｍ〜１０μｍ程度と僅かに小さくする。これにより、主インサート１２に設けている傾斜ネジ挿通穴１２ｇの内周面部１２ｇ１内に主インサート固定用ネジ９の外周面部９ｃが挿入されたときに、内周面部１２ｇ１と外周面部９ｃは密に係合して接触することになる。
【００８５】
（第１の副インサートの構成）
続いて、第１の副インサート１３の構成を図８に基づいて説明する。図８（ａ）は第１の副インサート１３について上面部の構成を示す平面図であって、ボールエンドミル１の先端部３に装着したときの装着位置と関連付けして図示している。図８（ｂ）は図８（ａ）に示す第１の副インサート１３を紙面の左側から見たときの円弧状側面部の構成を示す正面図、図８（ｃ）は図８（ａ）に示す第１の副インサート１３を紙面の下方から見たときの円弧状側面部の側面図である。なお、本発明においては、第２の副インサート１４は第１の副インサート１３と同一の構成とすることができるので、図８に記載している符号に対応する各部位の構成は第２の副インサート１４にそのまま適用できる。従って、第２の副インサート１４の構成の説明は省略する。
【００８６】
第１の副インサート１３は厚さｔ２を有する平板状の形状（平面形状）をなし、その上面となる上面部１３ａと、下面（底面）となる下面部１３ｂを有している。これら上面部１３ａと下面部１３ｂとを繋ぐ側面には、円弧形状をなす円弧状側面部１３ｃと、第１の平面状側面部１３ｄと、第２の平面状側面部１３ｅが形成されている。さらに、上面部１３ａから下面部１３ｂまで貫通して形成されたネジ挿通穴１３ｆを備え、円弧状側面部１３ｃには、中心をＱ２とした半径Ｔの円弧状副切れ刃１３ｇが形成されている。半径Ｔは、主インサート１２に形成されている半円弧状の主切れ刃１２ｉの半径Ｔと同一である。また、半径Ｔの円弧状副切れ刃１３ｇは、中心をＱ２として、中心角γ１を有する円弧をなしている。
【００８７】
第１の副インサート１３をボールエンドミル１に装着したときには、図８（ａ）に示すように、円弧状副切れ刃１３ｇは、回転中心軸Ｏ近傍の１３ｇ１（一方の端部）から先端部３の外周面側の近傍位置となる１３ｇ２（他方の端部）まで配置される。図８（ａ）に示す例では、中心角γ１をなす円弧状副切れ刃１３ｇは円弧状副切れ刃１３ｇの一方の端部１３ｇ１から１３ｇ３まで形成され、さらに、この１３ｇ３点から円弧状副切れ刃１３ｇの他方の端部１３ｇ２までは直線状の切れ刃を形成した例を示している。そして、この直線状の切れ刃は、１３ｇ３点における円弧状副切れ刃１３ｇの接線に対して角度γ２のバックテーパー角度をなすように形成した例を示している。なお、円弧状副切れ刃１３ｇは、中心点Ｑ２を中心として、一方の端部１３ｇ１から他方の端部１３ｇ２まで中心角γをなす円弧状切れ刃としてもよい。
【００８８】
そして、円弧状副切れ刃１３ｇ（上記直線状の切れ刃を含む）がなす中心角γは、８６°≦中心角γ≦１１０°の範囲に設定することが望ましい。なお、上記中心角γとは、上記Ｑ２点を中心として円弧状副切れ刃１３ｇ（１４ｇ）の一方の端部１３ｇ１（１４ｇ1）と他方の端部１３ｇ２（１４ｇ２）とがなす角度を示す。
【００８９】
第１の副インサート１３の下面部１３ｂは、第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に装着するときに、第１の副インサート取付座５の着座面５ａに密着させる底面になる。また、ネジ挿通穴１３ｆは、第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に装着するときに、ネジ固定手段となる第１の副インサート固定用ネジ１５を挿通させるための挿通穴であって、このネジ挿通穴１３ｆは、上面部１３ａ（下面部１３ｂ）に対して垂直方向に形成されている。
【００９０】
上記したように、第２の副インサート１４の構成は、第１の副インサート１３と同一の構成とすることが望ましい。
ＷＣ基超硬合金からなる第１及び第２の副インサート１３、１４を製造する方法は、前記した主インサート１２の製造方法とほぼ同一であるが、ネジ挿通穴１３ｆ（１４ｆ）の内周面には仕上げ加工を施した仕上げ内周面部を必ずしも設ける必要はない。
【００９１】
前記したように本発明の刃先交換式ボールエンドミル１においては、工具本体２に主インサート１２、第１及び第２の副インサート１３、１４を装着したときには、図１２（図１１（ｂ））に示す例のように、第１の副インサート１３の副切れ刃１３ｇの一方の端部であって、回転中心軸Ｏの近傍に配置される端部１３ｇ１を、主インサート１２に設けた一方の溝部１２ｈ２に沿ってその溝部１２ｈ２の上方から前記回転中心軸Ｏ近傍まで配置している。さらに、第２の副インサート１４の副切れ刃１４ｇの一方の端部であって、回転中心軸Ｏの近傍に配置される端部１４ｇ１を、主インサート１２に設けた他方の溝部１２ｈ１に沿ってその溝部１２ｈ１の上方から前記回転中心軸Ｏ近傍まで配置している。これにより、副切れ刃１３ｇ、１４ｇの端部１３ｇ１と端部１４ｇ１との間隔Ｌを極力小さくなるようにしている。
このような構成にするためには、図８（ａ）に示す中心角γ、すなわち、第１の副インサート１３（第２の副インサート１４）に形成されている円弧状の副切れ刃１３ｇ（１４ｇ）の中心角γを、前記したように「８６°≦中心角γ≦１１０°」の範囲に設定することが望ましい。
【００９２】
上記した中心角γを「８６°≦中心角γ≦１１０°」の範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に装着したときに、円弧状副切れ刃１３ｇの一方の端部１３ｇ１を主インサート１２に形成した溝部１２ｈ２に沿ってその溝部１２ｈ２の上方から前記回転中心軸Ｏ近傍まで配置させるためには、中心角γを８６°以上に設定することが望ましい。一方、先端半体部３ａに第１の副インサート取付座５を形成するためのスペースには制限が生じるので中心角γの上限値は１１０°以下に設定することが望ましいからである。
【００９３】
なお、第１及び第２の副インサート１３、１４は、円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇを除いた本体部分（基体）をＷＣ基超硬合金製とし、円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇを耐摩耗性と耐熱性に優れた立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を含む硬質焼結体から構成してもよい。この構成については後述する。
【００９４】
（第１の副インサート固定用ネジの構成）
第１の副インサート固定用ネジ１５の構成を図１０に示している。第１の副インサート固定用ネジ１５は、ネジ頭部１５ａと、円柱部１５ｂと、ネジ部１５ｃを備えている。第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に装着するときに、この第１の副インサート固定用ネジ１５を第１の副インサート１３に設けたネジ挿通穴１３ｆ内を挿通させて締付けることにより、ネジ部１５ｃは第１の副インサート取付座５に設けたネジ挿通穴５ｂ（図２参照）にネジ込まれる。これにより、第１の副インサート１３は、第１の副インサート取付座５に強固に固定される。
なお、第２の固定用ネジ１５の製造方法は、前記した第１の固定用ネジ９と同様に、ＳＫＤ６１等の合金工具鋼製の棒材（線材）から、プレス加工、ネジ加工等を用いて製造することができる。
また、上記したように第２の副インサート１４は第１の副インサート１３と同一の構成にすることができるので、第２の副インサート１４を第２の副インサート取付座６に装着して固定するための第２の副インサート固定用ネジ１６は、前記した第１の副インサート固定用ネジ１５を用いることができる。
【００９５】
（工具本体に装着した各インサートの配置位置）
続いて、工具本体２に主インサート１２、第１及び第２の副インサート１３、１４を、それぞれのインサート取付座４、５、６に装着する手順の概要と、この装着操作が終了したときに、本発明の特徴となる各インサートの配置の位置関係を、図１１に基づいて説明する。
なお、図１１（ａ）は各インサート１２、１３、１４を装着したときの工具本体２の先端部３の斜視図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示す主インサート１２と第１及び第２の副インサート１３，１４のそれぞれの切れ刃の位置関係を示し、工具本体２の先端部３の構成を削除した図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に点線の円形Ｙで示す回転中心軸Ｏの近傍部分について、その構成を説明するための拡大図である。
【００９６】
工具本体２に、主インサート１２と第１及び第２の副インサート１３、１４を装着したときには、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、回転中心軸Ｏ近傍に配置される第１及び第２の副インサート１３、１４の端部とその近傍は、それぞれ主インサート１２の溝部１２ｈ２、１２ｈ１の上方側に沿って回転中心軸Ｏ近傍に入り込んだ状態になっている。
【００９７】
各インサートをそれぞれのインサート取付座に装着する手順は、例えば、次の装着手順１〜４に基づいて行うことができる。
【００９８】
（装着手順１）：
主インサート１２を工具本体２の先端部３に設けた主インサート取付座４に挿入する。続いて、主インサート固定用ネジ９を、先端半体部３ａに設けた主インサート固定用ネジ穴８を介して主インサート１２に設けた傾斜ネジ挿通穴１２ｇを通挿させて、主インサート１２の仮止めを行う。このとき、主インサート１２に形成されている半円弧状側面部１２は、図１１（ａ）に示すように、工具本体２の先端部３から回転中心軸Ｏ方向に突出する。これにより、半円弧状側面部１２ｃに沿って形成されている半円弧状をなす主切れ刃１２ｉも工具本体２の先端部３から突出することになる。
【００９９】
（装着手順２）：
第１の副インサート１３の下面部１３ｂを、工具本体２の先端部３に設けた第１の副インサート取付座５の着座面５ａに載置して、第１の副インサート固定用ネジ１５を用いて第１の副インサート１３の仮止めを行う。このとき、第１の副インサート１３に形成されている円弧状副切れ刃１３ｇは、工具本体２の先端部３から突出するとともに、回転中心軸Ｏの近傍に配置された第１の副インサート１３の端部１３ｈは、図１２に示すように、主インサート１２に形成されている一方の溝部１２ｈ２に沿って回転中心軸Ｏ近傍に入り込み、円弧状副切れ刃１３ｇの一方の端部１３ｇ１は溝部１２ｈ２に沿ってこの溝部１２ｈ２の上方側に配置されるようする。
【０１００】
上記した第１の副インサート１３の端部１３ｈが溝部１２ｈ２に沿って回転中心軸Ｏ近傍に入り込んだ状態においては、円弧状副切れ刃１３ｇの回転中心軸Ｏの近傍に配置された切れ刃の端部１３ｇ１とその近傍の切れ刃は、溝部１２ｈ２に沿ってこの溝部１２ｈ２の上方側に配置されていることになる。さらに、第１の副インサート１３の一方の端部１３ｇ１が溝部１２ｈ２に沿って回転中心軸Ｏ近傍に入り込んだ状態になったときには、この第１の副インサート１３の端部１３ｈ（図８（ａ）、図１２参照）を含むその近傍部分は主インサート１２と接触しないように、第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に仮止めを行う。これにより、第１の副インサート１３の第１の平面状側面部１３ｄの端部とその近傍も、溝部１２ｈ２の傾斜面１２ｊと接触していない状態、すなわち、第１の副インサート１３は主インサート１２と非接触の状態になっている。
【０１０１】
（装着手順３）：
第２の副インサート１４の下面部１４ｂを、工具本体２の先端部３に設けた第２の副インサート取付座６の着座面６ａに載置して、第２の副インサート固定用ネジ１６を用いて第２の副インサート１４の仮止めを行う。このとき、第２の副インサート１４に形成されている円弧状副切れ刃１４ｇは、工具本体２の先端部３から突出するとともに、回転中心軸Ｏの近傍に配置された第２の副インサート１４の端部１４ｈは、図１２に示すように、主インサート１２に形成されている他方の溝部１２ｈ１内に入り込み、円弧状副切れ刃１４ｇの一方の端部１４ｇ１は溝部１２ｈ１沿ってこの溝部１２ｈ１の上方側に配置されるようする。
【０１０２】
上記した第２の副インサート１４の端部１４ｈが溝部１２ｈ１に沿って回転中心軸Ｏ近傍に入り込んだ状態においては、円弧状副切れ刃１４ｇの回転中心軸Ｏの近傍に配置された切れ刃の一方の端部１４ｇ１とその近傍の切れ刃は、溝部１２ｈ１に沿って上方側に配置されていることになる。さらに、第２の副インサート１４の一方の端部１４ｇ１が溝部１２ｈ１に沿って回転中心軸Ｏ近傍に入り込んだ状態になったときには、この第２の副インサート１４の端部１４ｈ（図１２参照）を含むその近傍部分は主インサート１２と接触しないように、第２の副インサート１４を第２の副インサート取付座６に仮止めを行う。これにより、第２の副インサート１４の第１の平面状側面部１４ｄの端部とその近傍も、溝部１２ｈ１の傾斜面１２ｊと接触していない状態、すなわち、第２の副インサート１４は主インサート１２と非接触の状態になっている。
【０１０３】
（装着手順４）：
上記装着手順１〜３に基づいて仮止めした主インサート１２、第１及び第２の副インサート１３、１４について、これらインサートの位置決め精度と、図１２に示す距離Ｗの値が所定の設定値（又は所定の範囲内）になっているか否かを、画像処理を用いた測定装置により測定して判定する。そして、所定の設定値になっていることが確認されると、上記した各固定用ネジ９、１５、１６を所定のトルク値まで増し締めを行って、主インサート１２、第１及び第２の副インサート１３、１４をそれぞれのインサート取付座４、５、６に強固に固定する。
【０１０４】
なお、距離Ｗの測定の代わりに、回転中心軸Ｏの近傍に配置された第１及び第２の副インサート１３、１４の円弧状副切れ刃１３ｇと１４ｇについてその端部１３ｇ１と１４ｇ１間の距離Ｌ（Ｌ値はＷ値の２倍）の値が所定の設定値（又は所定の範囲内）になっているか否かを測定装置により測定してもよい。
【０１０５】
上記装着手順４により、各インサート１２、１３、１４をそれぞれのインサート取付座４、５、６に装着して固定したときには、前記したように、第１及び第２の副インサート１３、１４の端部１３ｈ、１４ｈを含むその近傍部分は主インサート１２と接触しない状態、すなわち、両者（第１及び第２の副インサートと主インサート）間には微小な隙間を介在させて非接触の状態になるようにしている。これにより、切削加工時に主インサート１２に微小な振動が発生しても、この振動は主インサート１２を介して直接に副インサート１３、１４に伝達されることがない、という効果を生じる。また、切削加工時に第１及び第２の副インサート１３、１４に微小な振動が発生しても、この振動は主インサート１２に伝達されることを防止できる。
なお、上記非接触の状態を確保するための隙間は少なくとも１０〜３０μｍ程度設けるようにする。
【０１０６】
上記した４枚刃から構成される本発明の刃先交換式ボールエンドミル１を用いて、高速度で被削材に平面切削の仕上げ加工を実施しても切れ刃の長寿命化を可能とし、さらに、加工面の面粗さを向上させるためには、上記した距離Ｗ、又は距離Ｌを可能な限り小さくすればよい。しかし、距離Ｗを小さくし過ぎると、主インサート１２の半円弧状側面部１２ｃの連結点Ｐ近傍の厚さが減少する。これにより、連結点Ｐ近傍の主切れ刃１２ｉの剛性が低下して、切削加工中に、主インサート１２及び第１及び第２の副インサート１３、１４の切れ刃に早期摩耗、あるいはチッピングが発生する可能性が生じる。
【０１０７】
そこで、本発明に係る刃先交換式ボールエンドミル１を試作して、切削加工の実験を行った結果、本発明の刃先交換式ボールエンドミル１において上記した距離Ｗは、この刃先交換式ボールエンドミル１の刃径をＤ（ｍｍ）としたときに、下記の式（数式１）を満足するように設定している。
【０１０８】
【数１】
2014042981.tif 000003
【０１０９】
距離Ｗを上記（数式１）を満足するように設定した理由は、次の通りである。本発明は、主として刃径Ｄが２０ｍｍ〜３２ｍｍの刃先交換式ボールエンドミルに適用される。距離Ｗを０．０２Ｄ未満になるように設定することについては製造技術上の限界があり、距離Ｗの下限値は０．０２Ｄが限界である。一方、距離Ｗが０．０７Ｄを超えると、回転中心軸Ｏと、第１の副インサート１３（又は第２の副インサート１４）の円弧状副切れ刃１３ｇ（又は１４ｇ）の端部１３ｇ１（又は１４ｇ１）との間の距離Ｗ、すなわち、回転中心軸Ｏ近傍に円弧状副切れ刃１３ｇ（又は１４ｇ）が存在しない間隔が大きくなり、この間隔に相当する部分は主インサート１２の主切れ刃１２ｉのみが切削加工に寄与することになる。このため、平面切削を行った場合に、主インサート１２の主切れ刃１２ｉの摩耗が早くなって切れ刃の寿命が低下するからである。
【０１１０】
本発明の刃先交換式ボールエンドミル１は、上記（数式１）を満足するような構成にしているので、主インサート１２の主切れ刃１２ｉ上の連結点Ｐと、第１の副インサート１３の円弧状副切れ刃１３ｇの回転中心軸Ｏ近傍に配置されたこの切れ刃の端部１３ｇ１とには、図１１（ｃ）に示すように、回転中心軸Ｏに直交する平面に対して、距離Ａを有する段差が生じることになる。このことは、交差点Ｐは円弧状副切れ刃１３ｇの端部１３ｇ１に対して、回転中心軸Ｏの外側方向（紙面の上方）に距離Ａほど突出していることを意味する。
同様に、主インサート１２の主切れ刃１２ｉの交差点Ｐと、第２の副インサート１４の円弧状副切れ刃１４ｇの回転中心軸Ｏ近傍に配置されたこの切れ刃の端部１４ｇ１とについても、距離Ａを有する段差が生じている。
【０１１１】
上記距離Ａの値は可能な限り小さい値にした方が、被削材に平面切削加工を実施した場合の加工面の面粗さは向上する。本発明の刃先交換式ボールエンドミルにおいてこの距離Ａの値は、刃先交換式ボールエンドミルの刃径Ｄの大きさとは関連させないで、下記の式（数式２）を満足するように設定していることに特徴がある。
【０１１２】
【数２】
2014042981.tif 000004
【０１１３】
上記式（数式２）に示すように、距離Ａの値を刃先交換式ボールエンドミルの刃径Ｄに関連させないで、絶対値の範囲として設定した理由は、被削材に平面加工を実施するときに、刃先交換式ボールエンドミルの刃径Ｄの大きさが変わっても加工後の加工面の表面粗さをほぼ同一にするためである。
【０１１４】
また、距離Ａの値を、上記（数式２）を満足するように設定した理由は次の通りである。距離Ａの値は可能な限り小さい値にした方が、被削材に平面切削加工を実施したときの加工面の面粗さは向上する。しかし、主インサート１２、第１及び第２の副インサート１３、１４をそれぞれのインサート取付座４、５、６に精度高く装着・固定して、距離Ａの値を可能な限り小さい値に設定することについては製造技術上の限界があり、距離Ａの下限値は０．０１ｍｍが限界である。一方、距離Ａの値が０．１５ｍｍを超えると、被削材に仕上げ加工として平面の切削加工を行ったときに加工面の表面粗さ（Ｒｙ値）が１５μｍを超えて大きくなる可能性があるからである。特に金型に仕上げの切削加工を施した場合には、加工面の面粗さとなる（Ｒｙ値）は１５μｍ以下にすることが要求される。従って、段差Ａの値は、「０．０１（ｍｍ）≦Ａ≦０．１５（ｍｍ）」を満足するように設定することが望ましい。
【０１１５】
（第２の実施形態）
上記した４枚刃から構成される本発明の刃先交換式ボールエンドミル１の実施形態（第１の実施形態）については、主インサート１２に形成されている半円弧状の主切れ刃１２ｉを構成する円弧状切れ刃１２ｅと１２ｆと、第１及び第２の副インサート１３、１４に形成されている円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇを、回転中心軸Ｏを中心とした交差角度δを９０°間隔、すなわち、隣接する主切れ刃１２ｉ（円弧状切れ刃１２ｅと１２ｆ）と、円弧状副切れ刃とを９０°の等角度（等間隔）で配置した例について説明した。
硬度が高い被削材を高速度で切削加工を行うと、切削加工時に発生する振動が共振してビビリ振動が発生し易くなり、このビビリ振動が切削加工に悪影響を与えて切れ刃にチッピングや欠損が発生する可能性がある。従来から多数個のインサートを螺旋状に配置したラフティングエンドミル、あるいはソリッド型のボールエンドミルにおいては、切れ刃を不等角度（不等間隔）で配置する例も提案されている。
【０１１６】
本発明の４枚刃から構成される刃先交換式ボールエンドミルにおいても、主インサート１２に形成されている主切れ刃１２ｉ（円弧状切れ刃１２ｅと１２ｆ）と、第１及び第２の副インサート１３、１４に形成されている円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇについて、回転方向Ｒに隣接する切れ刃どうしが回転軸心Ｏから外周方向になす角度（δ）を、不等角度で配置して、切削加工時に発生する振動が共振して刃先交換式ボールエンドミルにビビリ振動が発生することを抑制する構成としてもよい。
なお、上記した各切れ刃を不等角度で配置するためには、例えば、第１及び第２の副インサート１３、１４を装着する第１の副インサート取付座５、及び第１の副インサート取付座６に設けている着座面５ａ、６ａの回転中心軸Ｏ方向に向く角度等を適切に設定することにより可能になる。
【０１１７】
本発明の刃先交換式ボールエンドミル１について、切れ刃を不等角度で配置する回転軸心Ｏを中心として隣接する半円弧状の主切れ刃１２ｉと第１の副インサート１３（第２の副インサート１４）に形成されている円弧状副切れ刃１３ｇ（１４ｇ）とがなす角度δ（交差角度δ）を、「８７．５°≦δ≦９２．５°」（但し、δ＝９０°は除く）の範囲内において不等角度とすることが望ましい。
例えば、４枚の切れ刃を不等角度で配置する場合には、図５に示すように隣接する主切れ刃となる円弧状切れ刃１２ｅと副切れ刃となる円弧状副切れ刃１３ｇとがなす角度と、主切れ刃となる円弧状切れ刃１２ｆと副切れ刃となる円弧状副切れ刃１４ｇとがなす角度とを８７、５°とし、主切れ刃となる円弧状切れ刃１２ｅと副切れ刃となる円弧状副切れ刃１４ｇとがなす角度と、主切れ刃となる円弧状切れ刃１２ｆと副切れ刃となる円弧状副切れ刃１３ｇとがなす角度とを９２．５°とする。この場合は回転中心軸Ｏを中心とした対角を等しくなるよう設定した例を示す。
【０１１８】
また、円弧状切れ刃１２ｅと円弧状副切れ刃１４ｇとがなす角度、円弧状切れ刃１２ｆと円弧状副切れ刃１４ｇとがなす角度、円弧状切れ刃１２ｅと円弧状副切れ刃１３ｇとがなす角度、円弧状切れ刃１２ｆと副切れ刃となる円弧状副切れ刃１３ｇとがなす角度を、「８７．５°≦δ≦９２．５°」を満足する範囲内でそれぞれ異なる角度値に設定してもよい。
【０１１９】
交差角度δを「８７．５°≦δ≦９２．５°」を満足するように設定することが望ましい理由は次の通りである。交差角度δを８７．５°より小さい角度に、あるいは９２．５°を超えた角度に設定すると、隣接する主切れ刃と円弧状副切れ刃との交差角度の差が大きくなるので、切削加工中において、各切れ刃が被削材に順次切り込むときの切削抵抗に差が生じて、ビビリ振動が発生する可能性が高くなるからである。従って、交差角度δは「８７．５°≦δ≦９２．５°」に設定することが望ましい。
【０１２０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、前記した第１の実施形態において、ＷＣ基超硬合金製の主インサート１２が備えている半円弧状の主切れ刃１２ｉと、第１及び第２の副インサート１３、１４が備えている円弧状切れ刃１３ｇと１４ｇについて、そのいずれか又は双方の切れ刃を、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）から構成された切れ刃（以下、「ＣＢＮ製の切れ刃」という）とした刃先交換式ボールエンドミルである。なお、ＣＢＮ製の切れ刃は、立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）を質量比で９５％程度含む部材を用いることが好ましい。
この第３の実施形態においては、次の３種の態様（第１の態様〜第３の態様）を備えた刃先交換式ボールエンドミルを製作することができる。
【０１２１】
（第１の態様）：
主インサート１２が備えている主切れ刃１２ｉをＣＢＮ製の切れ刃とし、第１及び第２の副インサート１３、１４が備えている円弧状切れ刃１３ｇ、１４ｇは第１の実施形態と同様にＷＣ基超硬合金製とする。
（第２の態様）：
主インサート１２が備えている主切れ刃１２ｉは第１の実施形態と同様にＷＣ基超硬合金製とし、第１及び第２の副インサート１３、１４が備えている円弧状切れ刃１３ｇ、１４ｇはＣＢＮ製の切れ刃とする。
（第３の態様）：
主インサート１２が備えている主切れ刃１２ｉと、第１及び第２の副インサート１３、１４が備えている円弧状切れ刃１３ｇ、１４ｇのいずれもＣＢＮ製の切れ刃とする。
【０１２２】
上記第１〜第３の態様において、インサートの切れ刃をＣＢＮ製の切れ刃から構成する場合には、そのインサートの本体（基体）はＷＣ基超硬合金製とする。そして、主インサート１２についてはＷＣ基超硬合金製の基体の半円弧状側面部１２ｃに沿って、第１及び第２の副インサート１３、１４についてはＷＣ基超硬合金製の基体の円弧状側面部１３ｃ、１４ｃに沿って、半円弧状あるいは円弧状に形成されたＣＢＮ製の切れ刃をロウ付けにより強固に接合する。
【０１２３】
第３の実施形態において、主インサートの主切れ刃１２ｉと、副インサートの円弧状切れ刃１３ｇ、１４ｇのいずれか、又は双方をＣＢＮ製の切れ刃から構成すると、次の効果を発揮することができる。
立方晶窒化硼素焼結体（ＣＢＮ）は、特に耐摩耗性と耐熱性に優れた部材であるので、本発明の刃先交換式ボールエンドミルの切れ刃を長寿命化することが可能になる。特に、ボールエンドミルにおいては、切削加工中において回転中心軸Ｏ上の切れ刃、及び回転中心軸Ｏ近傍の切れ刃は、その回転速度が０、もしくは０に近くなるので、この切れ刃の部分に大きな切削加工負荷が作用する。半円弧状の主切れ刃１２ｉと円弧状の副切れ刃１３ｇと１４ｇについて、その一方又は双方をＣＢＮ製の切れ刃とすることにより、被削材に高速度で仕上げ加工を実施しても、特に、回転中心軸Ｏ上の切れ刃、及び回転中心軸Ｏ近傍の切れ刃の早期摩耗やチッピング、欠損の発生を防止することが可能になる。
【０１２４】
主インサート１２の半円弧状の主切れ刃１２ｉと、第１及び第２の副インサート１３、１４の円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇをＣＢＮ製の切れ刃から構成する方法（形成方法）は、ほぼ同じ方法により行うことができる。主インサート１２の半円弧状の主切れ刃１２ｉをＣＢＮ製の切れ刃で形成する方法は、例えば、次の形成方法１〜形成方法３により実施することができる。
【０１２５】
（形成方法１）：
ＷＣ基超硬合金からなる主インサート１２の基体に形成されている半円弧状側面部１２ｃの周面に沿って、予め、Ｖ形状又はＵ型状等の溝を作製しておく。この半円弧状側面部１２ｃの周面に沿った溝の形成は、前記した主インサート１２の製造方法で記載したように、主インサート１２の成形体をプレス金型成形で成形するときに形成することができる。そして、プレス成形体を焼結した後に、焼き肌面となっているこの溝の全側面部を、ダイヤモンド砥粒を含む砥石などを用いて仕上げ加工を実施する。
【０１２６】
（形成方法２）：
予め、円盤状に成形されている立方晶窒化硼素焼結体について、ワイーヤーカットによって半円弧形状で所定の幅を有する立方晶窒化硼素焼結体（以下、「半円弧状ＣＢＮ体」という）を切り出す。この切り出した半円弧状ＣＢＮ体の一つがＣＢＮ製の主切れ刃１２ｉに相当する部材になる。
【０１２７】
（形成方法３）：
上記形成方法１で記載した、主インサート１２の基体の半円弧状側面部１２ｃの周面に沿って形成したＶ形状又はＵ形状の溝に、上記形成方法２で切り出した半円弧状ＣＢＮ体を、ロウ材を用い、熱処理によって固着する。続いて、半円弧状側面部１２ｃに沿って固着した半円弧状ＣＢＮ体からなる切れ刃を、ダイヤモンド砥石により仕上げ加工を施す。これにより、ＣＢＮ製の主切れ刃１２ｉを備えた主インサート１２を製造することができる。なお、半円弧状側面部１２ｃに沿って固着された半円弧状ＣＢＮ体の仕上げ加工が終了したときには、この半円弧状ＣＢＮ体は主切れ刃１２ｉを構成するので、この半円弧形状をなすＣＢＮ製の切れ刃の半径は、図７（ａ）に示す半径Ｔと同一にする必要がある。
第１及び第２の副インサート１３、１４の円弧状副切れ刃１３ｇ、１４ｇをＣＢＮ製の切れ刃から構成する方法は、上記した形成方法１〜３とほぼ同様な方法を採用することができる。
【０１２８】
（第４の実施形態）
本発明は、半円弧状をなす主切れ刃を備えた１つの主インサートと、円弧状の副切れ刃を備えた２つの副インサートによって、４枚刃を有する刃先交換式ボールエンドミルとなっている。そして、主インサートの切れ刃先端には、対向する位置に溝部を有することによって、２つの副インサートのそれぞれが備えている副切れ刃の端部との位置関係において、回転中心軸近傍に配置された、これらの切れ刃の端部間の間隔を小さくすることが可能となっている。
本発明の第４の実施形態は、前記した第１から第３の実施形態において、ＷＣ基超硬合金製の第１及び第２の副インサートがそれぞれ、円弧状の副切れ刃の先端と対向する円弧状側面部の位置に、切欠面１３ｉ、１４ｉを備えている刃先交換式ボールエンドミルである。
【０１２９】
第４の実施形態は、第１及び第２の副インサート取付座に装着する第１及び第２の副インサートについて、副切れ刃の先端と対向する円弧状側面部の位置に切欠面を備えることによって、回転中心軸近傍における空隙空間を広げることにより、切屑の排出性を改善することができる。従って、被削材に高速度の平面切削加工を実施しても、加工面の面粗さを更に向上させることが可能になるとともに、４枚の切れ刃を長寿命化を達成することが可能になる。
【０１３０】
第４の実施形態に係る刃先交換式ボールエンドミルの構成例、及び第１及び第２の副インサートの構成例を、図１４から図１７に示している。図１４は第４の実施形態の刃先交換式ボールエンドミルを回転中心軸Ｏ方向から見たときの先端部の構成を拡大して示した正面図、図１５は図１４に示す第１の副インサート１３について円弧状側面部の構成を示す正面図、図１６は図１４に示す第１の副インサート１３について、円弧状側面部の方向からみたときの側面図、図１７は主インサート１２と第１及び第２の副インサート１３、１４を工具本体２に装着したときの、切れ刃の配置の位置関係を示す図である。
【０１３１】
第１の副インサート１３に設けた切欠面１３ｉの構成を、図１５を参照して説明する。図１５に示すように、切欠面１３ｉは、第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に装着したときに、切れ刃１３ｇの回転中心軸Ｏ側の端部であって、切れ刃１３ｇから下面部１３ｂ方向に若干の距離を設けた位置から下面部１３ｂ方向に所定の幅と長さを有する切り欠け面である。この切欠面１３ｉは、第１の副インサート１３を第１の副インサート取付座５に装着したときには、図１４（図１８）に示すように、回転方向Ｒに対して後方側に傾斜し、所定の幅ｍ２と長さｎ２を有する平面として形成している。
第２の副インサート１４についても切欠面１４ｉを設けており、この切欠面１４ｉも、第１の副インサート１３と同様に所定の幅ｍ２と長さｎ２を有している。
【０１３２】
第１及び第２の副インサート１３、１４に切欠面１３ｉ、１４ｉを設けた第４の実施形態においては、図１４（図１７、図１８）に示すように、図５に示す第１の実施形態と比較して回転中心軸Ｏ近傍における空隙空間が広くなり、かつ、切欠面１３ｉ、１４ｉは回転方向Ｒに対して後方側に傾斜した面をなしているので、切屑の排出性を改善する効果が生じる。
【０１３３】
ここで、第１、第２の副インサート切欠面１３ｉ、１４ｉの幅ｍ２値、長さｎ２値の各値は、副インサートの剛性を低下させないようにその厚さｔ２値を考慮して適切に設定する必要がある。図１５に示すＫ２値は、切欠面１３ｉ（１４ｉ）と副インサートの下面部１３ｂ（１４ｂ）とがなす角度、（切欠面の傾斜角度Ｋ２）を示している。本発明において、この傾斜角度Ｋ２は、「３５°≦傾斜角度Ｋ２≦３７°」の範囲に設定することが好ましい。また、切欠面の幅ｍ２（ｍｍ）値は、「０．６≦ｍ２≦１．０」の範囲に、長さｎ２（ｍｍ）値を「２．５≦ｎ２≦３．１」の範囲に設定することが好ましい。
【０１３４】
本発明の第４の実施形態では、副インサートの厚みｔ２値を３．６（ｍｍ）、切欠面の幅ｍ２値を０．９４（ｍｍ）、長さｎ２値を３．０（ｍｍ）、傾斜角度Ｋ２値を３６（度）に設定して形成した。ここで、傾斜角度Ｋ２値を上記の範囲に設定した方が好ましい理由は次の通りである。Ｋ２値が３５°より小さい場合には、副インサート先端の切欠部が小さいために、回転中心軸近傍における空隙空間を十分に広げることができないという不具合が生じ、３７°を超えると、副切れ刃の先端部が薄肉化によって耐欠損性が劣化する不具合があるからである。
【０１３５】
（形成方法）：
ＷＣ基超硬合金からなる副インサートの基体に形成されている切欠面１３ｉ、１４ｉの形成は、前記したインサートの製造方法で記載したように、成形体をプレス金型成形で成形するときに形成することができる。或いは、プレス成形体を焼結した後に、焼き肌面となっている面を、ダイヤモンド砥粒を含む砥石などを用いて仕上げ加工を実施することもできる。
【実施例】
【０１３６】
（実施例１）
本発明例となる４枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミル（以下、「本発明例１」という）を作製して、材質がＦＣＤ５５０（ＨＢ：２２０）からなる被削材について、立ち壁の切削加工を、切削距離が２００ｍとなるまで実施した後に各切れ刃の摩耗状況を観察してそのＶＢｍａｘを求めた。また、比較例として従来の２枚刃からなるボールエンドミル（以下、「比較例１」という）も作製して同様の平面の切削加工を実施した。切れ刃の摩耗状況を観察して、そのＶＢｍａｘを求めた。
【０１３７】
実施例１に用いた本発明例１と比較例１の刃先交換式ボールエンドミルの仕様は表１に示す通りである。なお、本発明例１の４枚刃の切れ刃は、その交差角度δを９０°の等角度とした。
【０１３８】
【表１】
2014042981.tif 000005
【０１３９】
実施例１で実施した切削加工の条件は下記の通りである。なお、本発明例１のテーブル送り速度（Ｖｆ）は、１０８００ｍｍ／ｍｉｎ、比較例１の送り速度（Ｖｆ）は、５４００ｍｍ／ｍｉｎ、の条件とし、両者の１刃当りの送り量（ｆｚ）は、０．２２ｍｍ／刃で同じ条件に設定した。
加工方法                ：  乾式切削
切削速度（Ｖｃ）        ：  １１３０ｍ／ｍｉｎ
回転数（ｎ）            ：  １２０００ｍｉｎ−１
１刃当りの送り量（ｆｚ）：  ０．２２ｍｍ／刃
軸方向切込み量（ａｐ）  ：  ０．１５ｍｍ
径方向切込み量（ａｅ）  ：  ０．５ｍｍ
工具突き出し量          ：  １１０ｍｍ
【０１４０】
実施例１の切削加工の結果を図１３に示している。図１３（ａ）は本発明例１の主切れ刃１２ｉの摩耗状況を示す写真図であって、ＶＢｍａｘは０．０２８ｍｍであった。図１３（ｂ）は本発明例１の円弧状副切れ刃１３ｇの摩耗状況を示す写真図であって、ＶＢｍａｘは０．０２１ｍｍであった。図１３（ｃ）は比較例１の主切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、ＶＢｍａｘは０．０５４ｍｍであった。
この実施例１の結果から、本発明例１の４枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルは、比較例１の２枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルと比較して切れ刃の寿命が約２倍向上することが確認できた。
【０１４１】
（実施例２）
本発明例となる４枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミル（以下、「本発明例２」という）を作製して、材質がＦＣＤ６００からなる被削材について、平面領域と立ち壁領域との切削加工を組み合わせ、切削時間が３０時間となった時点で実施した各切れ刃の摩耗状況を観察してそのＶＢｍａｘを求めた。
【０１４２】
実施例２に用いた本発明例２の刃先交換式ボールエンドミルの仕様は、第４の実施形態に沿ったものであり、ＷＣ基超硬合金製の第１及び第２の副インサートがそれぞれ、円弧状の副切れ刃の先端と対向する円弧状側面部の位置に、切欠面１３ｉ、１４ｉを備えていること以外は、本発明例１で使用したインサート形状に準じている。従って、工具径は３０ｍｍ、刃数は４枚、切れ刃の半径は１５ｍｍ、主インサートと副インサートの材質はＷＣ基超硬合金、表面処理の材質はＴｉＳｉＮ皮膜、とした。なお、本発明例２の４枚刃の切れ刃は、その交差角度δを９０°の等角度とした。
【０１４３】
実施例２で実施した切削加工の条件は下記の通りである。なお、本発明例２のテーブル送り速度（Ｖｆ）は、１００００ｍｍ／ｍｉｎ、の条件とし、１刃当りの送り量（ｆｚ）は、０．２１ｍｍ／刃に設定した。
加工方法                ：  乾式切削
切削速度（Ｖｃ）        ：  １０３６ｍ／ｍｉｎ
回転数（ｎ）            ：  １１０００ｍｉｎ−１
１刃当りの送り量（ｆｚ）：  ０．２１ｍｍ／刃
軸方向切込み量（ａｐ）  ：  ０．１ｍｍ
径方向切込み量（ａｅ）  ：  ０．５ｍｍ
工具突き出し量          ：  １１０ｍｍ
【０１４４】
実施例２の切削加工の結果を図１８から図２１に示している。図１８は、本発明例２における切削加工３０時間後の工具先端部の状態を示す写真図である。図１９は、本発明例２の主切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、ＶＢｍａｘは０．０９４ｍｍであった。図２０は、本発明例２の第１の副インサート切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、ＶＢｍａｘは０．０４１ｍｍであった。図２１は、本発明例２の第２の副インサート切れ刃の摩耗状況を示す写真図であって、ＶＢｍａｘは０．０６３ｍｍであった。
この実施例２の結果から、本発明例２の４枚刃からなる刃先交換式ボールエンドミルは、切れ刃が良好な摩耗状態を示した。また、副インサート先端に切欠面を設けたことで、切削時の観察から切屑排出性が改善され、切れ刃の摩耗量低減が達成された。
【符号の説明】
【０１４５】
１：刃先交換式ボールエンドミル、
２：工具本体、
３：先端部、
３ａ、３ｂ：先端半体部、
４：主インサート取付座、
５：第１の副インサート取付座、
５ａ：着座面、５ｂ：ネジ挿通穴、
６：第２の副インサート取付座、
６ａ：着座面、６ｂ：ネジ挿通穴、
７：スリット状溝、
７ａ、７ｂ：側面壁、７ｃ：底部、
８：主インサート固定用ネジ穴、
９：主インサート固定用ネジ、
９ａ：ネジ頭部、９ｂ：第１円柱部、９ｃ：外周面部、９ｄ：第２円柱部９ｄ、
９ｅ：ネジ部、
１０、１１：切屑排出溝、
１２：主インサート、
１２ａ：側面部、１２ｂ：側面部、１２ｃ：半円弧状側面部、
１２ｄ：平面状側面部、１２ｅ、１２ｆ：円弧状切れ刃、１２ｇ：傾斜ネジ挿通穴、
１２ｇ１：内周面部、１２ｈ１、１２ｈ２：溝部、１２ｉ：主切れ刃、
１２ｊ：傾斜面（溝部の底部）、
１３：第１の副インサート、
１３ａ：上面部、１３ｂ：下面部、１３ｃ：円弧状側面部、
１３ｄ：第１の平面状側面部、１３ｅ：第２の平面状側面部、１３ｆ：ネジ挿通穴、
１３ｇ：円弧状副切れ刃、１３ｇ１：円弧状副切れ刃の一方の端部、
１３ｇ２：円弧状副切れ刃の他方の端部、
１３ｈ：第１の副インサートの端部、
１３ｉ：切欠面、
１４：第２の副インサート、
１４ａ：上面部、１４ｂ：下面部、１４ｃ：円弧状側面部、
１４ｄ：第１の平面状側面部、１４ｅ：第２の平面状側面部、１４ｆ：ネジ挿通穴、
１４ｇ：円弧状副切れ刃、１４ｇ１：円弧状副切れ刃の一方の端部、
１４ｇ２：円弧状副切れ刃の他方の端部、
１４ｈ：第２の副インサートの端部、
１４ｉ：切欠面、
１５：第１の副インサート固定用ネジ、
１５ａ：ネジ頭部、１５ｂ：円柱部、１５ｃ：ネジ部、
１６：第２の副インサート固定用ネジ、
１６ａ：ネジ頭部、１６ｂ：円柱部、１６ｃ：ネジ部、
Ａ：主インサートの主切れ刃が回転中心軸と交わる交差点Ｐと、第１（又は第２）の
副インサートの副切れ刃の端部であって回転中心軸側に配置された端部（１３ｇ１あるいは１４ｇ１）との、回転中心軸に沿った距離、
Ｄ：刃先交換式ボールエンドミルの刃径、
Ｋ：溝部１２ｈ１（１２ｈ２）の傾斜面１２ｊと主インサート１２の側面部１２ａ（１２ｂ）とがなす傾斜角度、
Ｌ：円弧状副切れ刃１３ｇと１４ｇの、それぞれの端部１３ｇ１と端部１４ｇ１との距離（間隔）、
Ｏ：回転中心軸、
Ｏ１：インサート嵌合溝が工具本体の半径方向に向かう中心線、
Ｏ２：直線Ｏ１と直交する中心線、
Ｏ３：第１インサート固定用ネジ穴の向き、
Ｏ４：第１のインサートの回転中心軸（回転中心軸Ｏと同じ）、
Ｏ５：第１のインサートの中心線、
Ｏ６：第１のインサートの直線Ｏ５と直交する中心線、
Ｏ７：第１のインサートの断面図の中心線、
Ｏ８：直線Ｏ７に対して傾斜したネジ挿通穴の中心線、
Ｏ９：Ｏ７と直交する直線、
Ｐ：主インサートの主切れ刃が回転中心軸と交わる交差点（連結点）、
Ｑ１：半円弧状をなす主切れ刃の稜線の中心点、
Ｑ２：第１の副インサートの円弧状副切れ刃の中心点、
Ｒ：工具本体の回転方向、
Ｓ１：スリット状溝の回転中心軸Ｏ方向の深さ、
Ｓ２：スリット状溝の幅、
Ｔ：円弧状（半円弧状）切れ刃の半径、
Ｗ：工具本体の先端部を回転中心軸方向から見た正面図において、回転中心軸Ｏから第１（又は第２）の副インサートの円弧状副切れ刃のうち、主インサートの溝部に配置されている副切れ刃の端部（１３ｇ１又は１４ｇ１）までの、回転中心軸に直交する方向の距離、
ａ：主インサートの直線Ｏ４方向の長さ、
ｄ１：傾斜ネジ挿通穴の内径、
ｄ２：主インサート固定用ネジの外周面部の内径、
ｆ：溝深さ、
ｍ：溝幅、
ｎ：溝長さ、
ｔ１：主インサートの厚さ、
ｔ２：第１の副インサート（第２の副インサート）の厚さ、
α：主インサートの傾斜ネジ挿通穴の傾斜角度、
β：主インサートの半円弧状の主切れ刃の中心角、
θ：直線Ｏ２と直線Ｏ３とがなす角度（主インサート固定用ネジ穴の傾斜角度）、
γ：第１（第２）の副インサートの円弧状切れ刃の中心角、
γ１：円弧状副切れ刃の中心角、
δ：主切れ刃１２ｉと円弧状副切れ刃１３ｇ（又は１４ｇ）とがなす交差角度。
【図１】
2014042981.tif 000006
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2014042981.tif 000024
【図２０】
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【図２１】
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