(57)【要約】【課題】  ボールエンドミルにおいて外周刃と円弧状をなす底刃との接続部周辺までも切削に使用するような場合でも、この接続部の周辺に欠けやチッピングが生じたりして工具寿命が短縮されるのを防ぐことが可能なボールエンドミルを提供することを目的としている。【解決手段】  エンドミル本体１１の先端部外周に、先端側から後端側に向けて延びる外周刃１４を形成するとともに、エンドミル本体１１の先端には、このエンドミル本体１１の先端内周側から後端外周側に向けて略１／４円弧状に延びて外周刃１４の先端に連なる底刃１８を形成し、この底刃１８と外周刃１４との接続部１７の近傍において、これら底刃１８と外周刃１４の径方向すくい角を略等しくする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドミル本体の先端部外周に、先端側から後端側に向けて延びる外周刃が形成されるとともに、該エンドミル本体の先端には、このエンドミル本体の先端内周側から後端外周側に向けて略１／４円弧状に延びて上記外周刃の先端に連なる底刃が形成されており、この底刃と上記外周刃との接続部の近傍においては、これら底刃と外周刃の径方向すくい角が略等しくされていることを特徴とするボールエンドミル。
【請求項２】
上記接続部近傍における上記底刃と外周刃との径方向すくい角の差が５°以内であ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】
上記底刃のすくい面と上記外周刃のすくい面との交差稜線が、上記接続部から上記エンドミル本体の軸線に直交する平面に略沿うように延びていることを特徴とする請求項１または請求項２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、エンドミル本体の先端部外周に外周刃が、またエンドミル本体の先端には、このエンドミル本体の軸線回りの回転軌跡が凸半球状をなすように、このエンドミル本体の先端内周側から後端外周側に向けて略１／４円弧状に延びて上記外周刃の先端に連なる底刃がそれぞれ形成されたボールエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボールエンドミルは、図３や図５に示されるように、一般に略円柱状をなしてその中心軸線Ｏ回りに回転方向Ｔに回転させられるエンドミル本体１の先端部外周に切屑排出溝２が形成され、この切屑排出溝２の上記回転方向Ｔ側を向く壁面の外周側辺稜部に、この壁面をすくい面３とする外周刃４が形成される一方、このエンドミル本体１の先端は上記軸線Ｏ上に中心を有する略凸半球状をなすように形成されるとともに、上記切屑排出溝２の先端側にはギャッシュ５が形成されて、このギャッシュ５の上記回転方向Ｔ側を向く壁面の外縁部には、この壁面をすくい面６とする底刃（ボール刃）７が、エンドミル本体１の先端内周側から後端外周側に向けて略１／４円弧状に延びるように形成されたものであり、この底刃７の後端外周側は上記外周刃４の先端に連なるように接続されている。
【０００３】
そして、例えば特許文献１にはこのようなボールエンドミルとして、上記底刃７の径方向すくい角をその先端内周側の回転中心Ｃ付近から後端外周側の上記外周刃４との接続部８付近に亙って−２０〜０°の範囲内の略一定値とするとともに、底刃７の軸方向すくい角は上記回転中心Ｃ付近で略０°として上記接続部８に向かうに従い漸次増大するように設定したものが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−７４３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなボールエンドミルによる切削加工では、円弧状をなすその上記底刃７の部分が専ら使用されることが多く、例えばこの円弧状の底刃７によって金型等の表面に凹凸する曲面を形成したりする。このため、上記特許文献１に記載のように、この底刃７については、そのすくい角等に関して従来より種々の提案がなされているのに対し、外周刃４については、例えば底刃がエンドミル本体の軸線に略垂直な方向に延びた一般的なスクエアエンドミルのすくい角やすくい面形状をそのまま上述のようなボールエンドミルに適用するような場合が多い。しかるに、そのようなボールエンドミルにより、切込みを深くして底刃７と外周刃４との上記接続部８周辺までも使用するような場合でも、比較的送りが小さくて切刃への負荷が小さい切削を行うときには問題はなかったが、最近ではこのようなボールエンドミルによる切削においても高能率加工のために高送りで切削を行う場合が増えてきている。
【０００５】
ここで、このような一般的なスクエアエンドミルでは、切屑排出溝がエンドミル本体の後端側に向かうに従いその回転方向の後方側に捩れるように形成されるのに伴い、外周刃も同方向に一定の捩れ角で捩れる螺旋状に形成されるとともに、外周刃のすくい面とされる切屑排出溝の回転方向側を向く壁面がエンドミル本体の軸線に直交する断面においてこの回転方向の後方側に凹むように形成され、これらにより外周刃にそれぞれ正の軸方向すくい角と径方向すくい角とが与えられるようにされている。従って、このような外周刃の先端に、上記特許文献１のような回転中心Ｃから外周刃との接続部に向けて０°から漸次増大する軸方向すくい角と−２０〜０°の範囲で一定とされた径方向すくい角とを有する底刃７を接続すると、外周刃４の凹状のすくい面３の先端側が底刃７のすくい面６の後端側部分に延長されることにより、これらすくい面３，６同士の交差稜線Ｌが上記図３に示されるように接続部８からエンドミル本体１の先端側に凸となる凸曲線状に延びることとなる。
【０００６】
しかしながら、このように構成されたボールエンドミルでは、上記接続部８から底刃７側に向けて、エンドミル本体１の軸線Ｏに直交する断面において図４に示すように、底刃７のすくい面６からエンドミル本体１の内周側に向けて上記交差稜線Ｌを介し外周刃４の凹状のすくい面３に落ち込む段差部分が形成されることとなり、この段差部分を形成するすくい面６の幅は上記接続部８に向けて漸次小さくなって該接続部８で０となることから、底刃７から外周刃４に向けてこの接続部８を境界にエンドミル本体１の強度が大きく変動してしまうことになる。従って、上記構成のボールエンドミルにおいて上述のように接続部８の周辺までも使用するような場合に、切刃への負荷が大きい高送り切削を行うと、この接続部８に切削時の負荷が集中して外周刃４や底刃７に欠けやチッピング等の損傷が生じ易くなり、工具寿命が短縮されてしまう結果となる。
【０００７】
一方、このように底刃７の径方向すくい角に対して外周刃４の径方向すくい角が正角側に大きくされている場合とは逆に、例えば底刃７の径方向すくい角は負角であっても、外周刃４のすくい面３が凹状に凹まずにその径方向すくい角が底刃７よりもさらに負角側に大きく設定されている場合には、これら外周刃４と底刃７のすくい面３，６同士の交差稜線Ｌは上記図５に示すように接続部８からエンドミル本体１の内周側に向けて後端側に延びるように形成されることとなる。ところが、このような場合でも、エンドミル本体１の軸線Ｏに直交する断面においては図６に示すように、底刃７のすくい面６から外周側に向けて上記交差稜線Ｌを介し外周刃４のすくい面３に落ち込む段差部分が形成されることには変わりがなく、この段差部分を形成するすくい面３の幅はやはり上記接続部８に向けて漸次小さくなって該接続部８で０となることから、この接続部８周辺でエンドミル本体１の強度不足が生じ、かかる接続部８周辺まで使用して高送り切削を行うと欠けやチッピング等の損傷を生じ易くなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、ボールエンドミルにおいて外周刃と円弧状をなす底刃との接続部周辺までも切削に使用するような場合でも、この接続部の周辺に欠けやチッピングが生じたりして工具寿命が短縮されるのを防ぐことが可能なボール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】
【０００９】
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、エンドミル本体の先端部外周に、先端側から後端側に向けて延びる外周刃を形成するとともに、該エンドミル本体の先端には、このエンドミル本体の先端内周側から後端外周側に向けて略１／４円弧状に延びて上記外周刃の先端に連なる底刃を形成し、この底刃と上記外周刃との接続部の近傍において、これら底刃と外周刃の径方向すくい角を略等しくなるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
従って、このように構成されたボールエンドミルにおいては、底刃と外周刃とが、その接続部において互いの径方向すくい角が略等しくされているので、これら底刃と外周刃のすくい面同士は、その幅が接続部に向けて漸次小さくなるような段差部分を形成することがなく、互いの交差稜線はこの接続部からエンドミル本体の軸線に直交する平面に略沿うように延びることとなる。このため、該接続部の周辺においてエンドミル本体の切刃の強度が大きく変動して損なわれてしまうのを防ぐことができて、この接続部周辺までも切削に使用した場合でも切削負荷の集中による欠けやチッピングを生じさせることなく、長期に亙って安定した切削を行うことが可能となる。
【００１１】
なお、こうして接続部において互いに略等しくされる底刃の径方向すくい角と外周刃の径方向すくい角とは、厳密に一致していなくても上述の効果を奏することができ、例えばその差が５°以内であればよい。また、これら底刃と外周刃の径方向すくい角は、底刃の先端すなわちエンドミル本体先端の上記回転中心付近から上記接続部を経て外周刃の後端側に亙るまで負角であってもよく、逆に正角であってもよく、さらには負角側あるいは正角側に漸次大きくなるように変化させられていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態のボールエンドミルは、そのエンドミル本体１１が超硬合金等の硬質材料により形成されて軸線Ｏを中心とした概略円柱状の一体形状をなすソリッドエンドミルであり、このエンドミル本体１１の後端側（図１において右側）には当該エンドミル本体１１を工作機械の主軸に装着するための図示されないシャンク部が形成されるとともに、先端側（図１において左側）には切刃部１２が形成され、上記工作機械によって軸線Ｏ回りに符号Ｔで示す回転方向に回転されつつ送り出されることにより、この切刃部１２によってワークに切削加工を施してゆく。
【００１３】
この切刃部１２の外周には、その先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りに切削時のエンドミル本体１１の回転方向Ｔの後方側に所定の角度で捩れる複数条（本実施形態では２条）の切屑排出溝１３が、周方向に等間隔に、軸線Ｏに関して所定角度（本実施形態では１８０°）ずつ回転対称に形成されている。さらに、これらの切屑排出溝１３の回転方向Ｔ側を向く壁面と、その回転方向Ｔ後方側に連なる切刃部１２の外周逃げ面との交差稜線部、すなわち上記壁面の外周側辺稜部には、外周刃１４が形成されている。従って、切屑排出溝１３の上記壁面はこの外周刃１４のすくい面１５とされ、また外周刃１４はこの切屑排出溝１３と同じく後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りに回転方向Ｔの後方側に所定の捩れ角で捩れる螺旋状に形成されて正の軸方向すくい角が与えられる。なお、この外周刃１４が上記軸線Ｏ回りになす回転軌跡は、本実施形態では該軸線Ｏを中心とした円筒面状とされる。
【００１４】
一方、この切刃部１２の先端部すなわちエンドミル本体１１の最先端部は、上記軸線Ｏ上に中心を有して先端側に凸となる概略半球状に形成されるとともに、この先端部に開口する上記切屑排出溝１３の先端側には、先端側に向かうに従い該切屑排出溝１３の開口部をエンドミル本体１１の内周側に削り広げるようにしてギャッシュ１６が形成されている。さらに、このギャッシュ１６の上記回転方向Ｔ側を向く壁面と、その回転方向Ｔ後方側に連なる半球状の上記先端部の逃げ面との交差稜線部、すなわちギャッシュ１６の上記壁面の外周縁部には、切刃部１２先端内周側の上記軸線Ｏ上に位置する回転中心Ｃ付近から該軸線Ｏ上に中心を有する概略凸１／４円弧状をなしてエンドミル本体１１後端外周側に向かい、上記外周刃１４の先端に接続部１７において連なる底刃（ボール刃）１８が形成されている。従って、ギャッシュ１６の上記壁面はこの底刃１８のすくい面１９とされ、また底刃１８の軸線Ｏ回りの回転軌跡は、やはり上記軸線Ｏ上に中心を有して先端側に凸となる概略半球状とされて、外周刃１４がなす上記回転軌跡に滑らかに接するようにされる。
【００１５】
そして、この底刃１８の径方向すくい角と上記外周刃１４の径方向すくい角とは、この外周刃１４の先端に底刃１８が連なる上記接続部１７の近傍において略等しくなるようにされている。従って、これら外周刃１４と底刃１８のすくい面１５，１９同士の交差稜線Ｌは、図１に示すように接続部１７から軸線Ｏに直交する平面に略沿ってエンドミル本体１１の内周側に延びるように形成される。例えば、本実施形態ではこの接続部１７近傍において互いに略等しくされる底刃１８と外周刃１４の径方向すくい角は、図２に示すように略０°とされている。
【００１６】
ただし、これら外周刃１４の径方向すくい角と底刃１８の径方向すくい角とは、その差が０°となるほど厳密に一致させられていなくてもよく、例えばこれらの径方向すくい角が５°以内程度の差であれば、僅かに異なる大きさとされていてもよい。また、上記交差稜線Ｌも、その全長に亙って厳密に軸線Ｏに直交する平面上に延びていなくてもよく、すなわち上記径方向すくい角の差が上述のような小さな範囲内であればこの平面に対して僅かに傾斜していてもよく、また接続部１７から内周側に延びる部分がこのように上記平面に略沿うようにされていれば、これよりも内周側すなわちすくい面１５，１９の奥側では図１に示すようにエンドミル本体１１の内周側に向かうに従い後端側に向かうように湾曲していたりしても構わない。
【００１７】
さらに、この接続部１７の近傍以外の部分では、底刃１８の径方向すくい角と外周刃１４の径方向すくい角とは互いに異なる角度とされている。例えば、本実施形態では、外周刃１４の径方向すくい角は接続部１７からエンドミル本体１１の後端側に向けて一定とされて、すなわち０°のままとされている一方、底刃１８の径方向すくい角は接続部１７から先端側に向けて正角側に大きくなるようにされ、すなわちこの接続部１７近傍よりもエンドミル本体１１の先端側に離れた位置では底刃１８に正の径方向すくい角が与えられるようにされている。
【００１８】
このように構成されたボールエンドミルにおいては、外周刃１４と底刃１８の径方向すくい角が、その差が５°以内の範囲で互いの接続部１７近傍において略等しくされていて、これにより、外周刃１４のすくい面１５と底刃１８のすくい面１９との交差稜線Ｌが上記接続部１７からエンドミル本体１１の軸線Ｏに直交する平面に略沿うように延びているので、この交差稜線Ｌを介して段をなし、かつ上記接続部１７に向けて幅狭となるような段差部分が接続部１７近傍のすくい面１５，１９上に形成されることがない。従って、この接続部１７の近傍までも使用して高送り切削を行うような場合においても、該接続部１７近傍におけるエンドミル本体１１の切刃強度を確保するとともに切削時の負荷が接続部１７に集中するような事態を防ぐことができ、これによって底刃１８や外周刃１４に欠けやチッピング等の損傷が生じるのを防いで工具寿命の延長を図ることができるので、高能率加工を可能としながらも長期に亙って円滑かつ安定した切削を促すことができる。
【００１９】
また、本実施形態では、このように接続部１７近傍において外周刃１４と底刃１８との径方向すくい角が略等しくされているにも拘わらず、外周刃１４についてはこの接続部１７からエンドミル本体１１の後端側に向けてその径方向すくい角が該接続部１７と等しい略０°とされているのに対し、底刃１８の径方向すくい角はエンドミル本体１１の先端側でこれよりも正角側に大きな角度ととなるようにされている。従って、例えば高硬度材料に対して高送り切削を行うような場合でも、接続部１７から外周刃１４にかけては高い切刃強度を確保して上述のような損傷をさらに確実に防止することができる一方で、底刃１８に関しては鋭い切れ味を確保して切削抵抗の低減を図ることができる。
【００２０】
なお、本実施形態では、このように接続部１７近傍において略等しくされる外周刃１４と底刃１８の径方向すくい角を略０°としているが、切削条件等によってこれを正角としたり負角としたりしてもよく、外周刃１４と底刃１８の径方向すくい角は、この接続部１７における径方向すくい角に合わせて該接続部１７近傍で互いに等しくなるように、接続部１７に向けて漸次増減したりこの径方向すくい角と等しいままとしたりすればよい。例えば上述の高硬度材料を切削するような場合には接続部１７から外周刃１４にかけての径方向すくい角を負角としてもよく、逆に切刃への負荷の少ない比較的軟質な材料の切削の場合には接続部１７の径方向すくい角を正角としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンドミル本体１１先端部の平面図である。
【図２】図１におけるＺＺ断面図である。
【図３】従来のボールエンドミルを示すエンドミル本体１先端部の平面図である。
【図４】図３におけるＺＺ断面図である。
【図５】従来の他のボールエンドミルを示すエンドミル本体１先端部の平面図である。
【図６】図５におけるＺＺ断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  エンドミル本体
１２  切刃部
１３  切屑排出溝
１４  外周刃
１５  外周刃１４のすくい面
１６  ギャッシュ
１７  接続部
１８  底刃
１９  底刃１８のすくい面
Ｏ  エンドミル本体１１の回転軸線
Ｔ  エンドミル本体１１の切削時の回転方向
【図１】
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【図２】
2006015419.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006015419.tif 000006
【図５】
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【図６】
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