(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するエンドミル本体と、該エンドミル本体の先端側に設けられた切刃部と、該切刃部の後方に設けられた根元部と、該根元部の後方に設けられたシャンク部と、前記切刃部の先端側に設けられた２つ以上の底刃と、前記切刃部の前記底刃の後方に前記根元部まで設けられた外周刃と、該外周刃間にそれぞれ設けられるとともに前記先端側から前記根元部までらせん状に延在する切屑排出溝とを備え、
前記エンドミル本体の前記回転軸に沿った断面において、複数の前記外周刃と複数の前記切屑排出溝とが、前記先端側から前記根元部側に向かって交互に存在し、各前記切屑排出溝の最深位置と前記回転軸との距離が同じであるとともに、
前記切屑排出溝は、前記外周刃側に設けられ前記最深位置を含む第１領域と、前記外周刃とは反対のヒール側に設けられた第２領域と、
前記第１領域の表面に設けられた第１筋と、前記第２領域の表面に設けられるとともに前記第１筋とは向きまたは形状が異なる第２筋と、前記第１領域の前記第１筋と前記第２領域の前記第２筋との境界とを有し、前記回転軸から最も前記根元部側の前記境界までの距離が、前記回転軸から最も前記先端側の前記境界までの距離よりも長いエンドミル。
【請求項２】
前記境界の前記回転軸からの距離が、前記先端側から前記根元部側に向かって漸次長くなっている請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
前記第１領域においては前記切屑排出溝の進行方向と同じ方向に前記第１筋が存在し、前記第２領域においては前記切屑排出溝の後方への進行方向に対して鋭角に交差する方向に前記第２筋が存在する請求項１または２に記載のエンドミル。
【請求項４】
前記切刃部の前記先端側の断面における前記エンドミル本体の面積Ｓｂ１と前記切屑排出溝の面積Ｓｇ１との比（Ｓｇ１／Ｓｂ１）が、前記切刃部の後端側の断面における前記エンドミル本体の面積Ｓｂ２と前記切屑排出溝の面積Ｓｇ２との比（Ｓｇ２／Ｓｂ２）よりも大きい請求項１乃至３のいずれか記載のエンドミル。
【請求項５】
前記比（Ｓｇ１／Ｓｂ１）が０．６〜１．２であり、前記比（Ｓｇ２／Ｓｂ２）が０．３〜０．６である請求項４記載のエンドミル。
【請求項６】
２つ以上の前記外周刃のうちの少なくとも１つの前記外周刃のねじれ角が、他の前記外周刃のねじれ角と異なる請求項１乃至５のいずれか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、エンドミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンドミルは、ワークの溝削りや片削りなどに利用されているが、切削によって発生する切屑をスムーズに排出する必要がある。そのため、複数条の外周切刃間に切屑排出溝を形成して、切屑排出性を向上させている。しかしながら、切屑排出溝を大きくすると、エンドミル本体の最低肉厚（芯厚）が小さくなり、エンドミル本体の剛性が低下して、エンドミルの切屑排出溝の後端付近であるエンドミルの根元部から折損してしまう場合があった。【０００３】
一方、特許文献１では、エンドミル本体の後方において、切屑排出溝を小さくしエンドミル本体の断面積を大きくすることによって、エンドミルの剛性を高めて撓みを抑制し、寸法精度の高い切削加工が可能であることが開示されている。【０００４】
このようなエンドミルにおいては、耐折損性が高く、かつ良好な切屑排出性が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１８８２６号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンドミルは、回転軸を有するエンドミル本体と、該エンドミル本体の先端側に設けられた切刃部と、該切刃部の後方に設けられた根元部と、該根元部の後方に設けられたシャンク部と、前記切刃部の先端側に設けられた２つ以上の底刃と、前記切刃部の前記底刃の後方に根元部まで設けられた外周刃と、該外周刃間にそれぞれ設けられるとともに先端側から根元部までらせん状に延在する切屑排出溝とを備え、
前記エンドミル本体の前記回転軸に沿った断面において、複数の前記外周刃と複数の前記切屑排出溝とが、先端側から根元部側に向かって交互に存在し、各切屑排出溝の最深位置と前記回転軸との距離は同じであるとともに、
前記切屑排出溝は、前記外周刃側に設けられ前記最深位置を含む第１領域と、前記外周刃とは反対のヒール側に設けられた第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との境界とを有し、最も根元部側の前記境界の前記回転軸からの距離が、最も先端側の前記境界の前記回転軸からの距離よりも長いものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施態様のエンドミルの側面図である。
【図２】図２Ａは本実施態様のエンドミルを後ろ斜め方向から見た斜視図であり、図２Ｂは図２Ａの切刃部の拡大図であり、図２Ｃは図２Ｂの切屑排出溝の拡大図である。
【図３】図１のエンドミルについて先端から見た正面図である。
【図４】図１のエンドミルのＺ−Ｚ断面図である。
【図５】図２のエンドミルの回転軸Ｏに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１−５のエンドミル１０はソリッドタイプのエンドミルであり、少なくとも切刃９を含む部分が、超硬合金、サーメット、ｃＢＮ等の硬質材料からなり、エンドミル１０の回転軸Ｏを中心とした直径Ｄの略円柱状のエンドミル本体１を備えている。エンドミル本体１は、図１および図２Ａに示すように、後端から先端に向かって、シャンク部１４と、根元部１５と、切刃部１６とからなる。
【０００９】
図１に示すように、エンドミル１０は、切刃部１６の先端から、いわゆる切刃長Ｌの範囲に外周刃５を有しており、外周刃５は回転軸Ｏに対してねじれ角αでねじれており、エンドミル本体１の外周にらせん状に設けられている。
【００１０】
図３の先端から見た正面図によれば、エンドミル１０は、回転軸Ｏを有するエンドミル本体１と、エンドミル本体１の先端に設けられた２つ以上（図３では４つ）の底刃２とを有している。外周刃５は、底刃２の後方に延在して、切刃長Ｌの長さで設けられる。外周刃５と底刃２とは、図１、図２Ｂに示すように、底刃２の外周端であるコーナ８にて滑らかに連結され、切刃９として機能する。
【００１１】
図１、図２Ａ、図５に示すように、外周刃５間には、それぞれに切屑排出溝７が設けられる。切屑排出溝７は、先端側から根元部１５側までらせん状に延在している。図２Ｂに示すように、根元部１５には、切刃部１６の切屑排出溝７に延在して、切屑排出溝７の溝底よりも浅い切れ上がり部１２が設けられている。
【００１２】
エンドミル本体１の回転軸Ｏに沿った断面である図５に示すように、エンドミル１０は、複数の外周刃５と複数の切屑排出溝７とを、先端側から根元部１５側に向かって交互に有している。なお、図５に示すエンドミル本体１の回転軸Ｏに沿った断面に現れる複数の外周刃５と複数の切屑排出溝７には、複数条の外周刃５と切屑排出溝７が含まれるとともに、先端側と後端側で現れる同じ条の外周刃５と切屑排出溝７の繰り返しも含まれる。
【００１３】
切屑排出溝７と底刃２との間には、ギャッシュ１３が設けられていることによって平面状のすくい面６が設けられている。図３において、すくい面６および外周刃５は見えないが、括弧書きでそれらの位置を示す。すくい面６と先端逃げ面４との交差両側線が底刃２である。なお、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図５において、回転軸Ｏは破線で示す。
【００１４】
エンドミル１０は、図３、図４においては、各底刃２からエンドミル１０の回転方向にそれぞれ切屑排出溝７が位置する。切屑排出溝７において、外周刃５（底刃２の最外点）の対岸の位置にヒール３が設けられている。底刃２の逆回転方向には先端逃げ面４が設けられている。本実施態様においては、エンドミル本体１の切屑排出溝７を挟んで外周刃５と対向する逃げ面の終端をヒール３と定義する。図４のＺ−Ｚ断面のように、回転軸Ｏに垂直な断面において、ヒール３（３ｘ）は、対向する外周刃５（５ｘ）に対して回転方向に隣接する外周刃５（５ｙ）の側方逃げ面１７（１７ｙ）と切屑排出溝７との交点である。
【００１５】
本実施態様では、図５に示すように、各切屑排出溝７（７ａ−７ｃ）の最深位置ｐ（ｐａ−ｐｃ）と回転軸Ｏとの距離ｔ（ｔａ−ｔｃ）は同じである。換言すると、図４の回転軸Ｏに垂直な横断面における芯厚ｄは、図５の回転軸Ｏに沿った断面において、各切屑排出溝７（７ａ−７ｃ）において同じである。切屑は、切屑排出溝７の溝底に強く接触して曲げられながら切屑排出溝７の後端まで誘導されるため、多量の切屑が発生しても、切屑を切屑排出溝７の後端まで誘導することができて、切屑排出性は良好である。なお、本実施形態において、距離ｔ（ｔａ−ｔｃ）が同じであるとは、距離ｔ（（ｔａ−ｔｃ）／ｔ）の差が５％以内であることを意味する。
【００１６】
ここで、芯厚ｄは、図４に示す切屑排出溝７を有する位置での回転軸Ｏに直交する断面において、エンドミル１０の直径Ｄに対する比（ｄ／Ｄ）で０．５〜０．８倍である。この範囲であれば、エンドミル１０の強度が高く、エンドミル１０の折損を抑制できる。芯厚ｄは、図４において、エンドミル１０の中心部に描かれる最も大きな円Ｃの直径で定義され、回転軸Ｏと切屑排出溝７の最深位置Ｐとの間の距離の２倍に等しくなる。
【００１７】
切屑排出溝７は、製造工程で、エンドミル本体１に対して少なくとも２回加工することによって形成されており、外周刃５側の第１領域２０と、ヒール３側の第２領域２１と、第１領域２０と第２領域２１との境界２２とを有する。第１領域２０は切屑排出溝７の最深位置ｐを含んでいる。
【００１８】
本実施態様では、第１領域２０の加工時には、切刃部１６の先端から後端まで同じ溝深さで加工する。そして、第２領域２１の加工時には、切刃部１６の先端から後端に向かって溝深さが漸次浅くなるように加工することによって、第１領域２０と、第２領域２１と、第１領域２０と第２領域２１との境界２２とを作製している。
【００１９】
なお、第１領域２０と第２領域２１とは、加工筋の状態（向きや形状）が異なることによって、判別することができる。第１領域２０と第２領域２１との境界２２は、図２−４に示すように滑らかに繋がっていてもよいが、境界２２が突出するものであってもよい。
【００２０】
本実施態様では、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、第１領域２０においては、切屑排出溝７の進行方向と同じ方向に第１筋２５が存在する。一方、第２領域２１においては、切屑排出溝の後方への進行方向に対して鋭角に交差する方向に第２筋２６が存在する。なお、図２Ｃでは、第１筋２５および第２筋２６を点線で示している。これによって、切屑が切屑排出溝７の後端に誘導されやすく、かつ切屑が切屑排出溝７から飛び出すことを抑制できるので、切屑排出性が向上する。このような構成は、製造工程において、例えば、第１領域２０を加工する際に、砥石をねじれ角αと平行な向きで移動させて加工し、第２領域２１を加工する際に、砥石をねじれ角αよりも工具軸側に倒した向きで移動させて加工することによって作製することができる。
【００２１】
本実施態様では、切屑排出溝７は、回転軸Ｏから最も根元部１５側の切屑排出溝７ｃの境界２２ｃまでの距離ｕｃが、回転軸Ｏから最も先端側の切屑排出溝７ａの境界２２ａまでの距離ｕａよりも長い。これによって、エンドミル１０の根元部１５におけるエンドミル本体１の肉厚を厚くすることができるので、エンドミル１０の根元部１５からの折損を抑制できる。なお、切屑排出溝７の根元部１５側においては、切屑排出溝７の容積が小さかったり、溝底ではない境界２２ｃの深さが浅くなったとしても、切屑はすでに変形しているため、切屑が境界２２ｃに強く接触することはない。そのため、切屑排出性に悪影響を及ぼさない。なお、本実施態様において、距離ｕｃが距離ｕａよりも長いとは、ｕｃ／ｕａが１．０５より大きいことを意味する。
【００２２】
本実施態様では、図５に示すように、回転軸Ｏから切屑排出溝７の境界２２までの距離ｕａ、ｕｂ、ｕｃは、先端側から根元部１５側に向かって漸次長くなっている（ｕａ＜ｕｂ＜ｕｃ）。これによって、エンドミル１０の切屑排出性がよりスムーズであるとともに、エンドミル１０の折損も抑制される。
【００２３】
本実施態様では、切刃部１６の先端側の断面におけるエンドミル本体１の面積Ｓｂ１と切屑排出溝７の面積Ｓｇ１との比（Ｓｇ１／Ｓｂ１）が、切刃部１６の後端側の断面におけるエンドミル本体３の面積Ｓｂ２と切屑排出溝７の面積Ｓｇ２との比（Ｓｇ２／Ｓｂ２）よりも大きくなる。これによって、エンドミル本体１の耐折損性が高く、かつ切屑排出性が良好である。ここで、本実施形態においては、切刃部１６の先端側の断面は、ギャッシュ１３が設けられた領域を除く切刃部１６の先端位置（図１、図５のＸ−Ｘ）、すなわち、ギャッシュ１３の切れ上がりの位置における断面にて確認する。また、切刃部１６の後端側の断面は、切刃部１６の根元に存在する切れ上がり部１２の手前のエンドミル本体１の後端位置（図１、図５のＹ−Ｙ）における断面にて確認する。
【００２４】
比（Ｓｇ１／Ｓｂ１）が０．６〜１．２であり、比（Ｓｇ２／Ｓｂ２）が０．３〜０．６である場合には、エンドミル本体１の耐折損性と、切屑排出性とをともにバランスよく高めることができる。
【００２５】
また、本実施態様によれば、すくい面６には、ギャッシュ１３が設けられていることによって、第１領域２０、第２領域２１、境界２２が設けられていない。そのために、底刃２には第１領域２０、第２領域２１、境界２２に続く凹凸が形成されない。その結果、切屑の排出量が多い底刃２における切削抵抗が高くなることがなく、加工面が荒れたり切屑が詰まったり、底刃２が欠損したりすることを抑制できる。
【００２６】
さらに、切刃９の数によって異なるが、図４に示す切屑排出溝７の開き角βの望ましい範囲は３０°〜１６５°である。この範囲であれば、切屑排出溝７に切屑が詰まることなく、かつ切屑が切屑排出溝７によってカールされず切屑排出溝７が飛び出すこともない。なお、切屑排出溝７の開き角βは、図４において、切屑排出溝７の底刃２の外周端（外周刃５の先端の位置）と回転軸Ｏとを結ぶ直線（破線で示す。）と、ヒール３と回転軸Ｏとを結ぶ直線（破線で示す。）とのなす角度で定義される。
【００２７】
本実施態様では、外周刃５のねじれ角αは３０°〜４５°である。この角度であれば、回転軸Ｏと直交する方向への切削抵抗成分が減少するため、エンドミル１０への負荷を低下させることができるという効果がある。先端側から見て隣接している外周刃５同士間の間隔（距離）ｗは、エンドミル１０の直径Ｄに対して０．２５〜０．７５倍となる。本実施態様によれば、切屑排出溝７がこのように狭くなっても良好な切屑排出性を発揮する。
【００２８】
本実施態様では、複数の切刃９の少なくとも１つが、他の切刃９とは点対称の形状ではない不等分割になっている。つまり、少なくとも１つの切刃９は他の切刃９に対して非対称な形状となり、切削時にエンドミル１０が共振してびびりが発生することを抑制することができる。少なくとも１つの切刃９を非対称な形状とする一例としては、一部の底刃２およびそれに続く外周刃５の開き角βを変える方法（不等分割）、ねじれ角αを変える方法（不等リード）等の方法がある。なお、図３では、底刃２（２ｘ、２ｙ、２ｘ’、２ｙ’）のうちの底刃２ｘ、２ｘ’が底刃２ｙ、２ｙ’とは異なる開き角になっており、図４に示すように、外周刃５（５ｘ、５ｘ’）の開き角β１が外周刃５（５ｙ、５ｙ’）の開き角β２と異なっている。
【００２９】
例えば、２つ以上の外周刃５のうちの少なくとも１つの外周刃５のねじれ角αが、他の外周刃５のねじれ角α’（図示せず）と異なる場合、底刃２側において各切屑排出溝７における切屑排出性を良好にできる。
【００３０】
本実施態様のエンドミル１０は、再研磨によって切刃を再生することが可能である。具体的には、切屑排出溝７の再研磨加工とすくい面６のギャッシュ１３の再研磨加工によって、底刃２および外周刃５を再生させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンドミル本体
２  底刃
３  ヒール
４  先端逃げ面
５  外周刃
６  すくい面
７（７ａ−７ｃ）  切屑排出溝
８  コーナ
９  切刃
１０  エンドミル
１１  溝底
１２  切れ上がり部
１３  ギャッシュ
１４  シャンク部
１５  根元部
１６  切刃部
１７  側方逃げ面
２０（２０ａ−２０ｃ）  第１領域
２１（２１ａ−２１ｃ）  第２領域
２２（２２ａ−２２ｃ）  境界
２５  第１筋
２６  第２筋
Ｏ  回転軸
Ｄ  エンドミルの直径
α  ねじれ角
β  開き角
ｃ  切屑排出溝を有する位置での回転軸に直交する断面において、エンドミルの中心部に描かれる最も大きな円
ｄ  芯厚
【要約】
【課題】  切屑の排出量が多くなる加工条件であっても、切屑排出性が良好で、かつ底刃の耐欠損性が良好なエンドミルを提供する。
【解決手段】  回転軸Ｏを有するエンドミル本体１の先端側に設けられた底刃２と、外周刃５と、らせん状に延在する切屑排出溝７とを備え、エンドミル本体１の回転軸Ｏに沿った断面において、複数の外周刃５と複数の切屑排出溝７とが、先端側から根元部側に向かって交互に存在し、各切屑排出溝７の最深位置ｐと回転軸Ｏとの距離（ｔａ、ｔｂ）が同じであるとともに、切屑排出溝７は、外周刃５側に設けられ最深位置ｐを含む第１領域２０と、ヒール３側に設けられた第２領域２１と、境界２２とを有し、回転軸Ｏから根元部側の境界２２ｃまでの距離ｕｃが、回転軸Ｏから先端側の境界２２ａまでの距離ｕａよりも長いエンドミル１０である。
【選択図】図２【図１】
0005956705.tif 000002
【図２】
0005956705.tif 000003
【図３】
0005956705.tif 000004
【図４】
0005956705.tif 000005
【図５】
0005956705.tif 000006