(57)【要約】【課題】被削材の材質や切削条件等が異なるものとなっても、これに応じて外周刃のバックテーパを調整することが可能なエンドミルを提供する。【解決手段】軸線Ｏを中心とした外形円柱状をなすエンドミル本体１の先端部外周に外周刃５が形成され、エンドミル本体１の先端部内周には軸線Ｏに沿って調整孔８が形成されるとともに、この調整孔８には外周刃５のバックテーパを調整する調整部材１０が、その外周面を調整孔８の内周面に摺接可能として挿入されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした外形円柱状をなすエンドミル本体の先端部外周に外周刃が形成され、上記エンドミル本体の先端部内周には上記軸線に沿って調整孔が形成されるとともに、この調整孔には上記外周刃のバックテーパを調整する調整部材が、その外周面を上記調整孔の内周面に摺接可能として挿入されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
上記調整孔の内周面と上記調整部材の外周面との少なくとも一方は、上記軸線方向後端側に向かうに従い縮径するテーパ状とされていることを特徴とする請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
上記調整部材は、上記調整孔との間に設けられた雌雄ネジ部によって該調整孔に挿入されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線を中心とした外形円柱状をなすエンドミル本体の先端部外周に外周刃が形成されたエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなエンドミルにおいて、特許文献１には、外周刃の外径がエンドミル本体の先端から後端側に向けて漸次縮径するようにされた、いわゆるバックテーパ付きのスクエアエンドミルが記載されている。このようなバックテーパ付きのエンドミルによれば、例えば肩削りによって互いに垂直な底面と壁面とを有する凹部を被削材に形成しようとしたときに、外周刃が形成された先端部が被削材に接触することによってエンドミル本体が倒れを生じることにより壁面が底面側に向かうに従いせり出すように斜めに形成されるのを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４５２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このようなバックテーパ付きのエンドミルは、通常はエンドミル本体が超硬合金や高速度工具鋼などの硬質材料によって一体に形成されたソリッドエンドミルであって、外周刃に与えられるバックテーパも１つのエンドミル本体については１種類だけとなる。このため、被削材の材質や切削条件等によってエンドミル本体の倒れの大きさが異なるものになると、これに応じたバックテーパのエンドミルによって切削を行わなければ、壁面のせり出しを十分に抑えることができなくなったり、逆に壁面が底面側に向かうに従い後退するように形成されてしまうおそれがあった。
【０００５】
例えば、外周刃にバックテーパが与えられていないエンドミルによって肩削りを行った際にエンドミル本体に倒れが生じたり、あるいはバックテーパが与えられていてもエンドミル本体の倒れが大きかった場合には、上述した通り図６（ａ）に示すように被削材Ｗに形成される壁面Ａは、破線で示す底面Ｂに垂直な面よりも底面Ｂに向かうに従いせり出すように傾斜する。また、外周刃にバックテーパが与えられたエンドミルによって肩削りを行った場合に、エンドミル本体の倒れがバックテーパよりも小さいと、図６（ｂ）に示すように壁面Ａは、同じく破線で示す底面に垂直な面に比べて底面Ｂ側に向かうに従い後退するように傾斜することになる。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、被削材の材質や切削条件等が異なるものとなっても、これに応じて外周刃のバックテーパを調整することが可能な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】
【０００７】
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、軸線を中心とした外形円柱状をなすエンドミル本体の先端部外周に外周刃が形成され、上記エンドミル本体の先端部内周には上記軸線に沿って調整孔が形成されるとともに、この調整孔には上記外周刃のバックテーパを調整する調整部材が、その外周面を上記調整孔の内周面に摺接可能として挿入されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成されたエンドミルにおいては、調整孔に挿入された調整部材の外周面が調整孔の内周面に摺接した位置において、この調整部材の外径を調整孔の内径よりも僅かに大きなものとなるように形成することにより、調整孔が形成されて筒状とされたエンドミル本体の先端部は、この摺接した位置が僅かに拡径するように変形することになる。従って、被削材の材質や切削条件等によるエンドミル本体の倒れに応じて先端部を拡径させて外周刃のバックテーパ量を調整することにより、肩削りの際に底面と壁面とが垂直となるように形成したり、あるいは壁面が底面に対して所望の角度で傾斜するように形成したりすることができる。
【０００９】
ここで、このような外周刃のバックテーパ量を精度よく調整するには、上記調整孔の内周面と上記調整部材の外周面との少なくとも一方を、上記軸線方向後端側に向かうに従い縮径するテーパ状とするのが望ましい。これにより、少なくとも一方のテーパ面が他方に摺接した位置からさらに調整部材をエンドミル本体の軸線方向後端側に挿入することにより、その挿入位置に応じてエンドミル本端先端部を変形させて外周刃のバックテーパ量を高精度に調整することができる。
【００１０】
また、上記調整部材は、圧入や焼き嵌め、冷やし嵌め等によって調整孔に挿入されていてもよいが、この調整孔との間に設けられた雌雄ネジ部によって該調整孔に挿入することにより、エンドミル本体先端部の挿入位置を容易に調節することができ、一層確実に外周刃のバックテーパ量を所望の大きさに調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、被削材の材質や切削条件等に応じて、エンドミル本体の先端部外周に形成される外周刃のバックテーパ量を調整することができ、肩削りの際の壁面を、底面と精度よく垂直となるように形成したり、所望の角度で傾斜するように形成したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す実施形態の先端面を示す底面図である。
【図３】図２におけるＺＺ断面図である。
【図４】図１に示す実施形態においてバックテーパを調整する状態を示す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す、図２におけるＺＺ断面図に相当する断面図である。
【図６】従来のエンドミルによって肩削りを行ったときに、（ａ）壁面Ａが底面Ｂ側に向かうに従いせり出すように傾斜した場合の断面図、（ｂ）壁面Ａが底面Ｂ側に向かうに従い後退するように傾斜した場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１ないし図３は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態において、エンドミル本体１は、超硬合金や高速度工具鋼等の硬質材料によって軸線Ｏを中心とした外形略円柱状に形成され、後端部（図１、図３、図４において上側部分）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１、図３、図４において下側部分）は切刃部３とされている。このようなエンドミルは、シャンク部２が工作機械に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、通常は該軸線Ｏに交差する方向に送り出されて切刃部３により被削材に切削加工を施してゆく。
【００１４】
エンドミル本体１先端側の切刃部３の外周には、エンドミル本体１の先端から後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔの後方側に向けて捩れる切屑排出溝４が周方向に間隔をあけて複数条（本実施形態では４条）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を向く壁面と切刃部３の外周面との交差稜線部には、この壁面をすくい面として切屑排出溝４と同様に軸線Ｏ回りに捩れる外周刃５がそれぞれ形成されている。
【００１５】
また、各切屑排出溝４の先端部には内周側に向けて凹溝状のギャッシュ６が形成されており、これらのギャッシュ６のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面とエンドミル本体１先端の先端逃げ面との交差稜線部には、やはりこのギャッシュ６の壁面をすくい面として上記外周刃５の先端から内周側に向かう底刃７が形成されている。ここで、本実施形態のエンドミルは、これらの底刃７が軸線Ｏに垂直な平面上に略延びて外周刃５と略直交するようにされたスクエアエンドミルとされている。
【００１６】
さらに、切刃部３の内周には、エンドミル本体１の先端から軸線Ｏに沿って後端側に向けて調整孔８が形成されている。この調整孔８は、軸線Ｏを中心とした円形のものであって、本実施形態では図３に示すように、エンドミル本体１先端の開口部に座繰り部を有するとともに、この座繰り部から軸線Ｏ方向において切屑排出溝４が外周側に切れ上がる位置よりも先端側の位置まで一定内径となるように形成され、ただしこの内径は切屑排出溝４の溝底に内接する心厚円よりは小径とされている。
【００１７】
また、この調整孔８の孔底から後端側に向けてはさらに、軸線Ｏを中心とした調整孔８よりも小径の、内周に雌ネジ部が形成されたネジ孔９が穿設されている。このネジ孔９は本実施形態ではエンドミル本体１に直接形成されており、軸線Ｏ方向においては切屑排出溝４が切れ上がる位置を越えて後端側に延びて、シャンク部２の先端側にまで形成されている。
【００１８】
この調整孔８には調整部材１０が挿入されている。この調整部材１０は調整部１０Ａと雄ネジ部１０Ｂとが同軸に鋼材等によって一体形成されたものであって、エンドミル本体１の後端側に向けられた雄ネジ部１０Ｂがネジ孔９にねじ込まれることにより、調整部１０Ａが調整孔８内に収容されて挿入される。この調整部１０Ａは雄ネジ部１０Ｂよりも大径とされて、本実施形態ではエンドミル本体１の軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い外径が一定の割合で漸次縮径する円錐台形のテーパ状とされている。
【００１９】
また、調整部１０Ａの雄ネジ部１０Ｂ側の後端側の外径は調整孔８の内径よりも小さくされるとともに、最先端部の最大外径は座繰り部より後端側の調整孔８の内径よりも僅かに大きく、座繰り部の内径よりは小さくされている。また、調整部１０Ａの軸線Ｏ方向の長さは調整孔８の深さよりも小さくされ、調整部１０Ａの先端面にはレンチ等の作業用工具と係合する断面正六角形等の係合孔１０Ｃが形成されている。
【００２０】
従って、このような調整部材１０を、上記係合孔１０Ｃに作業用工具を係合させて回転させることによって雄ネジ部１０Ｂをネジ孔９にねじ込むことにより調整孔８に挿入すると、調整部１０Ａの最大外径となる先端部外周が調整孔８の内周に摺接してエンドミル本体１の切刃部３を外周側に押圧し、上述のような硬質材料によって形成されていてもエンドミル本体１が弾性変形して本実施形態では切刃部３の先端側が拡径する。拡径量は、もともとの切刃部３の外径や調整孔８の内径にもよるが、直径にして４〜５μｍ程度と極僅かではあるものの、バックテーパを与えることができる。
【００２１】
このため、本実施形態によれば、被削材の材質や切削条件等が異なるものとなって、図６（ａ）に示したように被削材Ｗの肩削りを行ったときにエンドミル本体１の倒れによって壁面Ａが底面Ｂ側に向かうに従いせり出すように僅かに傾斜する場合に、これに合わせて図４に示すように切刃部３の先端側の外径Ｄ１が後端側の外径Ｄ２よりも大きくなるようにすることにより、この切刃部３における外周刃５のバックテーパ量を調整してこのような傾斜を補正することが可能となる。
【００２２】
しかも、切刃部３に調整孔８が形成されて中空となっていても、この調整孔８には調整部材１０が挿入されて、その調整部１０Ａの最大外径となる先端部が調整孔８の内周部に全周に亙って密着しているので、このように切刃部３が中空となることによってエンドミル本体１の剛性が低下するのを抑制することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、調整孔８は一定内径とされて、その内周面が軸線Ｏを中心とした円筒面とされている一方、調整部材１０の調整部１０Ａは軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い漸次縮径する円錐台形のテーパ状とされている。従って、上述のように切刃部３の先端側の外径Ｄ１を後端側の外径Ｄ２よりも大きくする場合に、この調整部１０Ａの挿入位置に応じて外径Ｄ１の大きさを変化させることにより、壁面Ａの傾斜に合わせてバックテーパ量を微調整することができ、該壁面Ａが底面Ｂに精度よく垂直となるように肩削りを行うことが可能となる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、調整部材１０がその雄ネジ部１０Ｂを調整孔８の孔底に形成されたネジ孔９の雌ネジ部にねじ込まれることによって調整孔８に挿入されている。この点、調整部材１０に雄ネジ部１０Ｂを設けることなく、従って調整孔８にネジ孔９を形成することもなく、調整部１０Ａのみを例えば圧入や焼き嵌め、あるいは冷やし嵌め等によって調整孔８に挿入してバックテーパを調整することも可能ではあるが、このような場合には上述のように調整部１０Ａの挿入位置によってバックテーパ量を微調整するのが困難であるのに対し、本実施形態によれば調整部材１０のねじ込み量に応じて調整部１０Ａの挿入位置を調節して、確実にバックテーパ量を所定の大きさに微調整することが可能となる。
【００２５】
なお、本実施形態では、超硬合金等の硬質材料よりなるエンドミル本体１にネジ孔９が直接形成されているが、このような硬質材料は硬質である一方で脆いためにネジ山が欠けるおそれがあるので、例えばネジ孔９部分は鋼材等によって別部材としておいて、調整孔８の孔底にロウ付け等によって接合したり、圧入や焼き嵌め、冷やし嵌め等によって固定したりするようにしてもよい。
【００２６】
次に、図５は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を簡略化する。第１の実施形態では調整孔８が一定内径とされていたのに対し、この第２の実施形態では、調整孔８の内径が、調整部材１０の調整部１０Ａの外径が軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い一定の割合で漸次縮径するのに合わせて、この割合と等しい一定の割合で後端側に向かうに従い漸次縮径するように形成されていることを特徴とする。なお、調整孔８の開口部に座繰り部は形成されていない。
【００２７】
このような第２の実施形態のエンドミルにおいても、第１の実施形態と同様に調整部材１０を調整孔８に挿入して切刃部３を外周側に押圧することにより、切刃部３において調整孔８と心厚円との間に形成される軸線Ｏに直交する断面が円環状をなす部分の肉厚が後端側に向かうに従い厚くなって切刃部３が変形しにくくなるため、図４に示したように切刃部３の先端側の外径Ｄ１が後端側の外径Ｄ２よりも大きくなるように、外周刃５のバックテーパ量を調整することができる。また、この第２の実施形態では、軸線Ｏ方向後端側に向けて調整孔８の内径が小さくなる割合に合わせて調整部１０Ａの外径も小さくなるので、調整部１０Ａの外周面を軸線Ｏ方向の全長に亙って調整孔８の内周面に密着させることができ、中空の調整孔８が形成されることによる切刃部３の剛性低下を一層確実に抑制することが可能となる。
【００２８】
ところで、このように調整孔８が、その内径が軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い漸次小さくなるテーパ状に形成されている場合には、調整部材１０は、その調整部１０Ａの外周面が軸線Ｏを中心とした円筒面状であったり、あるいは軸線Ｏに沿った断面が円弧等の凸曲線状をなす例えば球面状であったりしても、調整孔８に挿入することによって外周刃５のバックテーパ量を調整することが可能である。すなわち、調整孔８の内周面と調整部材１０の調整部１０Ａの外周面との少なくとも一方が、軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い縮径するテーパ状とされていればよい。
【００２９】
そして、このように調整孔８の内径を軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い漸次小さくなるように形成した場合には、調整部材１０の調整部１０Ａの最大外径を、調整孔８の先端側の内径よりは十分に小さいものの調整孔８の後端側よりは大きくすることにより、この調整部１０Ａを、調整孔８のより後端側の位置においてその内周面に摺接させて切刃部３を拡径させることができる。
【００３０】
この場合には、調整部１０Ａが摺接した位置よりも先端側では調整部材１０と調整孔８との間に空間が生じるので、この位置より先端側で切刃部３が拡径することはなく、あるいは拡径するにしても拡径量を後端側よりも小さくすることができる。
【００３１】
従って、そのように構成された第２の実施形態では、調整部材１０を挿入する前の外周刃５に予めバックテーパが与えられている場合には、そのバックテーパ量を小さくすることができる。また、予め与えられたバックテーパ量が小さかったり、あるいはバックテーパが与えられずに外周刃５の外径が一定とされていたりしている場合には、図４において外径Ｄ２が外径Ｄ１よりも大きくなるように、すなわち軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い外周刃５の外径が大きくなるように逆のバックテーパを与えることが可能となる。
【００３２】
このため、例えば図６（ｂ）に示したように、外周刃５にバックテーパが与えられていても、エンドミル本体１の倒れがバックテーパよりも小さくて、被削材Ｗに肩削りを行ったときに壁面Ａが底面Ｂ側に向かうに従い後退するように傾斜する場合に、こうしてバックテーパ量を小さくなるように調整することにより、壁面Ａを底面Ｂに垂直となるように形成することができる。また、場合によっては、上述のように逆のバックテーパを外周刃５に与えることによって、図６（ａ）に示したような底面Ｂ側に向かうに従いせり出すように傾斜する壁面Ａを、所望の傾斜で意図的に形成することも可能となる。
【００３３】
一方、第１、第２の実施形態のようなエンドミルを製造する際に、切屑排出溝４や外周刃５が形成される前のエンドミル本体１となる円柱状の素材に、まず調整孔８およびネジ孔９を形成して調整部材１０をねじ込むことにより、切刃部３となる部分を弾性変形させてその外周に先端側が拡径するように２〜３μｍ程度のバックテーパを予め与えておいてから、エンドミル本体１先端部に切屑排出溝４とバックテーパが０の外周刃５等を形成するようにしてもよい。
【００３４】
このようにして製造されたエンドミルでは、調整部材１０のねじ込み量を変化させずに調整部１０Ａの挿入位置をそのままとしておけば、バックテーパがないエンドミルとして使用することができ、また調整部材１０をさらにねじ込めば、切刃部３の先端側が拡径するように外周刃５のバックテーパ量を調整することができる。一方、調整部材１０を緩めれば切刃部３の先端側の押圧が緩和され、先端側が縮径するように逆のバックテーパを外周刃５に与えることができるので、１つの調整部材１０で正、逆および０の範囲でバックテーパ量を調整することが可能となる。
【００３５】
なお、上記第１、第２の実施形態では、外周刃５と底刃７とが略直交するようにされたスクエアエンドミルに本発明を適用した場合について説明したが、例えば外周刃５と底刃７とが略１／４円弧状のコーナ刃を介して連なるラジアスエンドミルに適用することも可能である。また、外周刃５の外径が軸線Ｏ方向後端側に向かうに従い漸次大きくなるようにされたテーパ刃エンドミルに本発明を適用して、そのテーパ量を調整することも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  エンドミル本体
３  切刃部
４  切屑排出溝
５  外周刃
７  底刃
８  調整孔
９  ネジ孔
１０  調整部材
１０Ａ  調整部
１０Ｂ  雄ネジ部
Ｏ  エンドミル本体１の軸線
Ｔ  エンドミル回転方向
【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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