(57)【要約】【課題】  エンドミルの送り量を大きくした場合においても、切削後の仕上げ面の面粗度を良好にできる、切刃チップがろう付けされたエンドミルを提供する。【解決手段】  軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップ３３がろう付けにより接合されたエンドミルであって、切刃チップ３３のすくい面３８と正面逃げ面３９との交差稜線部に形成された切刃４４が、すくい面３８に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップがろう付けにより接合されたエンドミルであって、
前記切刃チップのすくい面と正面逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップがろう付けにより接合されたエンドミルであって、
前記切刃チップのすくい面と円周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項３】
軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップがろう付けにより接合されたエンドミルであって、
前記切刃チップのすくい面と正面逃げ面との交差稜線部及び前記すくい面と円周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンドミルにおいて、
前記すくい面に対向する方向から見たときに、前記切刃の円弧の曲率半径Ｒが１０ｍｍから５００ｍｍの範囲内とされていることを特徴とするエンドミル。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンドミルにおいて、
前記切刃のアキシャルレーキ角が０°から２０°の範囲内とされているとともに、前記切刃のラジアルレーキ角が０°から２０°の範囲内とされていることを特徴とするエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の切削加工等に用いられるエンドミルであって、エンドミル先端部外周に切刃チップがろう付けされたエンドミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型の切削加工等に用いる工具として、エンドミルが使用されている。エンドミルを使用した切削加工を効率良く行うためには、エンドミルの送り量を大きくし、エンドミルの切刃一刃当たりの切削量を多くすることが必要となる。しかしながら、エンドミルの送り量を大きくした場合においては、エンドミルの切刃チップが被切削材を通過した際に形成される切刃チップの通過跡によって、被切削材の仕上げ面に大きな段差が生じ、被切削材の仕上げ面の面粗度が劣化してしまう問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１では、切削材の仕上げ面の面粗度を向上させるために、切刃に曲率をつけた切刃チップが提案されている。特許文献１に記載された切刃チップは、切刃チップに曲率をつけたワイパー刃を設けて、被切削材の仕上げ面の面粗度を向上させるものである。しかしながら、特許文献１に記載された切刃チップは、エンドミルにネジ止め等で着脱可能な切刃チップであり、切刃チップをろう付けするエンドミルには適用できないものである。
【０００４】
一方、φ１５以下の小径のエンドミルでは、切刃チップをネジ止め等で着脱可能に取り付けることが困難なため、切刃チップをエンドミル先端部外周にろう付けされたものが提供されている。切刃チップ単体で切刃を形成できるものは、切刃に曲率をつけることは比較的容易であるが、切刃チップがろう付けされたエンドミルにおいては、切刃チップ単体で切刃の加工ができないため、切刃に曲率をつけることが非常に困難である。したがって、切刃チップがろう付けされたエンドミルにおいては、一般に、切刃が直線状に形成されたものが提供されている。
【０００５】
図６、図７、図８に、従来の切刃チップがろう付けされたエンドミルの一例を示す。図６は、エンドミルの側面図、図７は、エンドミルの正面図、図８は、切刃チップの斜視図である。エンドミル１は、軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体２と複数の切刃チップ３とで構成されている。エンドミル本体２の先端部外周には、軸線Ｏに直交する断面で略Ｌ字形状をなすようにエンドミル本体２が切り欠かれてなる切屑排出溝４が複数形成されている。切屑排出溝４におけるエンドミル回転方向Ｔの前方側を向く壁面に形成された取付座６に、切刃チップ３がろう付けにて接合されている。切刃チップ３は、すくい面８と、正面逃げ面９と、円周逃げ面１１とを有し、すくい面８と正面逃げ面９との交差稜線部に切刃１４が直線状に形成され、すくい面８と円周逃げ面１１との交差稜線部に切刃１５が直線状に形成されている。
【０００６】
上記の構成のエンドミル１は、そのエンドミル本体２が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側及び軸線Ｏ方向に交差する方向に送られることにより、エンドミル本体２の先端部外周に設けられた複数の切刃チップ３によって、被切削材を切削して、被切削材に仕上げ面を形成していく。
図９に、上記の構成のエンドミル１によって、被切削材を平削りした場合の模式図を示す。エンドミル本体が軸線Ｏ回りに回転されると、エンドミル本体の先端部外周に設置された切刃チップ３が被切削材１６にくい込み、被切削材１６の一部を削り取る。エンドミル本体が回転しながら水平方向に移動され、切刃チップ３が矢印の方向に送られることにより、被切削材１６に仕上げ面１７が形成される。仕上げ面１７には、切刃チップ３の通過跡１８毎に段差１９が形成されている。
【特許文献１】特開２００１−１３８１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の構成のエンドミルにおいては、切刃が直線状に形成されているため、エンドミルの送り量を大きくした場合に、図９に示すとおり、切刃チップの通過跡が段差として残り、切削後の仕上げ面が鋸刃状となり、仕上げ面の面粗度が悪くなってしまう問題があった。また、上記の構成のエンドミルにおいては、面粗度を向上させるためには、エンドミルの送り量を小さくする必要があり、加工時間が大幅に増加してしまう問題があった。
【０００８】
近年では、金型の形状の複雑化や小型化により、小径のエンドミルが注目されており、切刃チップがろう付けされた小径のエンドミルにおいても、その送り量を大きくした場合でも切削後の仕上げ面の面粗度が良いものが、要求されている。
本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、エンドミルの送り量を大きくした場合においても、切削後の仕上げ面の面粗度を良好にできる、切刃チップがろう付けされたエンドミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１記載のエンドミルは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップがろう付けにより接合されたエンドミルであって、前記切刃チップのすくい面と正面逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴としている。
上記の構成のエンドミルにおいては、前記切刃チップのすくい面と正面逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されており、前記エンドミルで被切削材を切削した場合において、前記切刃チップが被切削材を通過した際に、円弧状の加工跡が、被切削材の仕上げ面に形成される。
【００１０】
請求項２記載のエンドミルは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップがろう付けにより接合されたエンドミルであって、前記切刃チップのすくい面と円周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴としている。
上記の構成のエンドミルにおいては、前記切刃チップのすくい面と円周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されており、前記エンドミルで被切削材を切削した場合において、前記切刃チップが被切削材を通過した際に、円弧状の加工跡が、被切削材の仕上げ面に形成される。
【００１１】
請求項３記載のエンドミルは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、切刃チップがろう付けにより接合されたエンドミルであって、前記切刃チップのすくい面と正面逃げ面との交差稜線部及び前記すくい面と円周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されていることを特徴としている。
上記の構成のエンドミルにおいては、前記切刃チップのすくい面と正面逃げ面との交差稜線部及び前記すくい面と円周逃げ面との交差稜線部に形成された切刃が、前記すくい面に対向する方向から見たときに、一部が円弧状とされた凸曲線状に形成されており、前記エンドミルで被切削材を切削した場合において、前記切刃チップが被切削材を通過した際に、円弧状の加工跡が、被切削材の仕上げ面に形成される。
【００１２】
請求項４記載のエンドミルは、請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記すくい面に対向する方向から見たときに、前記切刃の円弧の曲率半径Ｒが１０ｍｍから５００ｍｍの範囲内とされていることを特徴としている。
上記の構成のエンドミルにおいては、前記切刃の円弧の曲率半径Ｒが１０ｍｍ以上であるので、被切削材の仕上げ面に曲率半径１０ｍｍ以上の滑らかな加工跡が形成される。例えば、一刃当たりの送り量を０．２ｍｍとした場合であっても、上記の曲率半径Ｒが１０ｍｍであれば、仕上げ面の面粗度を１．６ａと良好に仕上げることができる。
さらに、前記切刃の円弧の曲率半径Ｒが５００ｍｍ以下であるので、被切削材へのくい込みがスムーズに行われる。
【００１３】
請求項５記載のエンドミルは、請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記切刃のアキシャルレーキ角が０°から２０°の範囲内とされているとともに、前記切刃のラジアルレーキ角が０°から２０°の範囲内とされていることを特徴としている。
上記の構成のエンドミルにおいては、アキシャルレーキ角とラジアルレーキ角とが、０°から２０°の範囲内とされているので、切削抵抗の主分力と背分力と送り分力とが調整される。また、アキシャルレーキ角とラジアルレーキ角とが２０°までとされているので、仕上げ面に滑らかな加工跡が形成される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、被切削材を平削り等した際に、被切削材に円弧状の加工跡が形成されるため、エンドミルの送り量を大きくし、一刃当たりの切削量を多くしても、被切削材の仕上げ面の面粗度を良好にできる。したがって、エンドミルの送り量を大きくした場合においても、仕上げ面の面粗度が良好なエンドミルを提供することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、被切削材をヘリカル加工等した際に、被切削材に円弧状の加工跡が形成されるため、エンドミルの送り量を大きくし、一刃当たりの切削量を多くしても、被切削材の仕上げ面の面粗度を良好にできる。したがって、エンドミルの送り量を大きくした場合においても、仕上げ面の面粗度が良好なエンドミルを提供することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、被切削材を平削りやヘリカル加工等した際に、エンドミルの送り量を大きくし、一刃当たりの切削量を多くしても、被切削材の仕上げ面の面粗度を良好にできる。したがって、エンドミルの送り量を大きくした場合においても、仕上げ面の面粗度が良好なエンドミルを提供することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、エンドミルの送り量を大きくし、一刃当たりの切削量を多くしても、仕上げ面の面粗度を良好にできるとともに、切削加工をスムーズに行うことができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、アキシャルレーキ角とラジアルレーキ角とを調整することにより、切削抵抗を低減できるとともに、被切削材の仕上げ面の面粗度を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第一の実施形態について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、図２に、本発明の第一の実施形態であるエンドミルを示す。図１（ａ）は、切刃チップの斜視図であり、図１（ｂ）は、切刃チップをすくい面に対向する面から見た正面図であり、図２は、エンドミルの側面図である。
【００２０】
エンドミル３１は、軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体３２と切刃チップ３３とで構成されている。エンドミル本体３２の先端部外周には、エンドミル本体３２が切り欠かれてなる切屑排出溝３４が４ヶ所形成されており、切屑排出溝３４におけるエンドミル回転方向Ｔの前方側を向く壁面に形成された取付座３６に、ダイヤモンド焼結体で構成された切刃チップ３３がろう付けにて接合されている。
【００２１】
切刃チップ３３は、すくい面３８と、正面逃げ面３９と、円周逃げ面４１とを有し、すくい面３８と正面逃げ面３９との交差稜線部に、切刃４４が、一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状に形成されており、すくい面３８と円周逃げ面４１との交差稜線部に、切刃４５が直線状に形成されている。      
切刃４４は、切刃チップ３３がエンドミル本体３２の先端部外周にろう付けされた後、放電ワイヤー加工によって、一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状に形成される。
【００２２】
上記の構成のエンドミル３１は、そのエンドミル本体３２が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側及び軸線Ｏ方向に交差する方向に送られることにより、エンドミル本体３２の先端部外周に設けられた複数の切刃チップ３３の切刃４４，４５によって、被切削材を切削して、仕上げ面を形成していく。
【００２３】
図３に、上記の構成のエンドミル３１によって、被切削材を平削りした場合の模式図を示す。エンドミル本体３２が軸線Ｏ回りに回転されると、切刃チップ３３の先端部が被切削材４６にくい込み、被切削材４６の一部を削り取る。エンドミル本体３２が水平方向に移動され、切刃チップ３３が矢印の方向に送られることにより、被切削材４６に仕上げ面４７が形成される。切刃チップ３３のすくい面３８と正面逃げ面３９との交差稜線部に設けられた切刃４４が、一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状に形成されているため、切刃チップ３３が被切削材４６を通過した際に、円弧状の加工跡４８が、被切削材４６の仕上げ面４７に形成される。
上記の構成のエンドミル３１においては、被切削材４６の仕上げ面４７に円弧状の加工跡４８が形成されるので、一刃当たりの送り量を大きくした場合においても、仕上げ面４７の面粗度は良好である。
【００２４】
本発明の第二の実施形態について説明する。
図４（ａ）、（ｂ）に、本発明の第二の実施形態であるエンドミルの切刃チップを示す。図４（ａ）は、切刃チップの斜視図であり、図４（ｂ）は、切刃チップをすくい面に対向する面から見た正面図である。
切刃チップ５３は、ダイヤモンド焼結体によって構成され、すくい面３８と、正面逃げ面３９と、円周逃げ面４１とを有し、すくい面３８と正面逃げ面３９との交差稜線部に切刃５４が直線状に形成されており、すくい面３８と円周逃げ面４１との交差稜線部に切刃５５が一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状に形成されている。
【００２５】
上記の構成の切刃チップ５３がろう付けされたエンドミルは、主にヘリカル加工に用いられる。ヘリカル加工とは、エンドミルを軸線Ｏ回りに回転しつつ軸線Ｏ方向の先端側方向に送り、さらに、エンドミルの軸線自体を円周方向に移動させることにより、被切削材に、円筒上の穴を加工するものである。エンドミルの切刃チップ５３の切刃５５により、円筒状の穴の壁面が切削され、この壁面に仕上げ面が形成される。
【００２６】
上記の構成の切刃チップ５３がろう付けされたエンドミルにおいては、すくい面３８と円周逃げ面４１との交差稜線部に形成された切刃５５が、一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状に形成されているため、仕上げ面には、円弧状の加工跡が形成される。したがって、上記のエンドミルにおいては、一刃当たりの送り量を大きくした場合においても、仕上げ面の面粗度は良好である。
【００２７】
本発明の第三の実施形態について説明する。
図５（ａ）、（ｂ）に、本発明の第三の実施形態であるエンドミルの切刃チップを示す。図５（ａ）は、切刃チップの斜視図であり、図５（ｂ）は、切刃チップをすくい面に対向する面から見た正面図である。
【００２８】
切刃チップ６３は、ダイヤモンド焼結体によって構成され、すくい面３８と、正面逃げ面３９と、円周逃げ面４１とを有し、すくい面３８と正面逃げ面３９との交差稜線部に切刃６４が、すくい面３８と円周逃げ面４１との交差稜線部に切刃６５が形成されている。切刃６４及び切刃６５は、一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状に形成されている。
【００２９】
上記の構成の切刃チップがろう付けされたエンドミルにおいては、すくい面３８と正面逃げ面３９との交差稜線部に形成された切刃６４と、すくい面３８と円周逃げ面４１との交差稜線部に形成された切刃６５とが、一部を曲率半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状とされた凸曲線状にされているため、平削りに用いた場合やヘリカル加工に用いた場合において、エンドミルの送り量を大きくしても、仕上げ面の面粗度は良好である。
【００３０】
なお、上記の実施形態においては、エンドミルを用いて、平削り及びヘリカル加工した場合について説明したが、その他の加工、例えば、溝加工や端面加工やテーパー加工においても同様の効果が得られる。
また、上記の実施形態においては、切刃チップをエンドミルの先端部外周に４ヶ所設置されたもので説明したが、切刃チップの個数はいくつであっても良い。
また、上記の実施形態においては、ダイヤモンド焼結体で構成された切刃チップで説明したが、切刃チップの材質は、ＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）や超硬合金等で構成されたもの等でも良い。
【実施例】
【００３１】
上記の第一の実施形態であるエンドミルを用いて比較試験を行なうことにより、本発明の有効性を検証した。
実施例としては、図１、図２に示したエンドミルであって、外径が２５ｍｍ、切刃の数が４つのものを使用した。比較例としては、図６及び図７に示したエンドミルであって、外径が２５ｍｍ、切刃の数が４つのものを使用した。
切削条件は、回転数を８０００／ｍｉｎとし、送り速度を８０００ｍｍ／ｍｉｎとし、一刃当たりの送り量を０．５ｍｍと１．０ｍｍの高送り条件とした。被切削材として、アルミ合金を使用した。
【００３２】
評価としては、切削加工後の仕上げ面の面粗度として、最大高さＲｚを、アップカット部分、センターカット部分、アンダーカット部分の３箇所測定した。試験結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
本実施例によれば、送り量が０．５ｍｍ、１．０ｍｍのどちらの条件であっても、Ｒｚ＝２〜５μｍであったが、比較例では、Ｒｚ＝１０〜２０μｍであった。したがって、本実施例によれば、仕上げ面の面粗度を良好にできることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一の実施形態であるエンドミルの切刃チップの詳細図である。
【図２】本発明の第一の実施形態であるエンドミルの側面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態であるエンドミルを使用して、被切削材を平削りした場合の模式図である。
【図４】本発明の第二の実施形態であるエンドミルの切刃チップの詳細図である。
【図５】本発明の第三の実施形態であるエンドミルの切刃チップの詳細図である。
【図６】従来の切刃がろう付けされたエンドミルの側面図である。
【図７】従来の切刃がろう付けされたエンドミルの正面図である。
【図８】従来の切刃がろう付けされたエンドミルの切刃チップの斜視図である。
【図９】従来の切刃がろう付けされたエンドミルを使用して、被切削材を平削りした場合の模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、３１  エンドミル
３、３３、５３，６３  切刃チップ
８、３８  すくい面
９、３９  正面逃げ面
１１、４１  円周逃げ面
１４，１５、４４、４５、５４、５５、６４、６５  切刃
１７，４７  仕上げ面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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