(57)【要約】      （修正有）【課題】アルミニウム合金等の軟質材の側面、溝加工を、びびり振動なく、バリの発生を抑制し、高速高能率加工条件で高精度加工を可能とし、さらに、加工が容易で、品質が安定したエンドミルを提供。【解決手段】エンドミルは、外周刃２および底刃３を有し、軸心回りに回転駆動されつつ被加工物に対して軸心と交差する方向へ相対移動させられることにより外周刃により被加工物の上面を含む側面を切削加工するエンドミルであって、外周刃から連なる丸ランド６が設けられており、丸ランド幅Ｈ，ｈが１刃内で変化されている。【選択図】図２
2006231504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周刃および底刃を有し、軸心回りに回転駆動されつつ被加工物に対して軸心と交差する方向へ相対移動させられることにより前記外周刃により被加工物の上面を含む側面を切削加工するエンドミルであって、前記外周刃から連なる丸ランドが設けられており、前記丸ランド幅が１刃内で変化されるエンドミル。
【請求項２】
前記外周刃のすくい角が５°以上２５°以下である請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
前記丸ランド幅の最小値が０．０１ｍｍ以上である請求項１または請求項２に記載のエンドミル。
【請求項４】
前記丸ランド幅が周期的に変化している請求項１から請求項３のいずれか一に記載のエンドミル。
【請求項５】
前記丸ランドは切れ刃側からみて凹状に連なって形成され、前記丸ランドの平均幅よりも短い部分の占める割合が、前記丸ランド幅の平均幅よりも長い部分の占める割合より大きくされている請求項１から請求項４のいずれか一に記載のエンドミル。
【請求項６】
前記外周刃と前記底刃の交点にまで前記丸ランドを形成し、前記丸ランドが少なくとも０．０１ｍｍ以上残るように、前記外周刃と前記底刃の交点に正面戻しが設けられている請求項１から請求項５のいずれか一に記載のエンドミル。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一に記載のエンドミルを固定する固定部と、
前記固定部に固定されたエンドミルを回転する回転部と、を備える加工装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか一に記載のエンドミルを固定する固定部と、
前記固定部に固定されたエンドミルを回転する回転部と、を備えた加工装置で、以下のステップ（ａ）〜（ｃ）で被加工物を切削する切削方法。
（ａ）前記エンドミルを回転させるステップ
（ｂ）前記被加工物と前記エンドミルとを接触させるステップ
（ｃ）前記被加工物を切削するステップ
【請求項９】
エンドミルの切削速度が１２５ｍ／ｍｉｎ以上である請求項８に記載の切削方法。
【請求項１０】
単位時間当たりの切削量が８０ＣＣ／分以上である請求項８に記載の切削方法。
【請求項１１】
前記被加工物がアルミニウム合金である請求項８から請求項１０のいずれか一に記載の切削方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項６のいずれか一に記載のエンドミルを固定する固定部と、
前記固定部に固定されたエンドミルを回転する回転部と、を備えた加工装置で加工される加工物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドミル、エンドミルを用いた加工装置、エンドミルを用いた切削方法、エンドミルにより加工された加工物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンドミルは、外周刃にマージンを設けず切れ刃とするのが一般的であった。しかし、このようなエンドミルでアルミニウム合金を高速で加工するとびびり振動が発生するという問題があった。そこで、特許文献１においては、すくい角が１５〜２５°の外周刃に一定の幅（０．２ｍｍ以下、好ましくは０．０２〜０．０８ｍｍ）の丸ランド（外周ランド、外周マージン）を設け、さらにコーナーＲ部の７５％以上の範囲に底刃ギャッシュの刃当たりがあり、底刃のすくい角を１５〜２５°として、びびり振動を抑制し、アルミニウム合金、アルミニウム合金等の被削材の切削性能を向上させ、面粗さなどの加工精度を維持しつつ高能率加工を行うようにしたエンドミルが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２においては、ボールエンドミルの切れ刃にマージンを設けることにより、切れ刃のボール形状や球形状を製造し易くし、さらに、チッピングを防止するようにしたボールエンドミルが開示されている。しかし、このものは、実際の金型加工では、工具突き出し量が大きい切削加工中にびびり振動が発生したり、切削抵抗が大きくなるという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献３においては、工具本体先端にアール刃を有するラジアスエンドミルにおいて、アール刃に平均幅０．１５ｍｍ以下（好ましくは０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下）のマージンを設け、さらには、アール刃１刃毎および／または１刃内でマージンの幅を変化させて、びびり振動を抑制し、切削抵抗を減じたエンドミルが開示されている。また、実施例において、切れ刃のすくい面を凸曲面状のマイナス角度とし、耐チッピング性を上げる。一方、マイナス角度とするため、切れ刃が被加工物より離れようとする力を受け、次に再度切れ刃が被加工物にたたき付けられ、これを繰り返してびびり振動が発生し易くなる。これを抑制するためマージン幅を規制するとともに、マージン幅を変化させている。また、マージン幅は波形、鋸刃状に不規則に変化させている例が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−０００７１６号公報
【特許文献２】実開平１−０５６９１４号公報
【特許文献３】特開２００３−２８５２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、アルミニウム加工用の特許文献１のものにおいては、外周丸ランドを設けることにより、切削抵抗が上昇するといった問題があった。これを避ける為に、丸ランドの幅を小さくすると丸ランドの効果がなくなり、びびり振動が発生するという問題があった。そこで、特許文献２のボールエンドミルのマージン幅を加えることによるびびり振動や切削抵抗対策とした特許文献３のマージン幅を変化させることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、特許文献３のものは、ラジアスエンドミルのＲ部に設けた例であり、これを外周刃に設けることについては開示されていない。また、実施例においては、切れ刃断面形状はすくい面が凸曲面状のマイナス角度で形成されている。この形状は金型に用いられる高硬度材の加工に適した形状であり、アルミニウム合金の加工では、すくい面への凝着が発生し加工が困難であるため、これを特許文献１に適用した場合については、示唆も開示もされていない。
【０００７】
そこで、本発明者等は、軟質材の適用性について研究した結果、外周切れ刃に丸ランド（外周マージン）を設け、変化させたのみでは、図３に示すような、被加工物２０の上面２１を含む側面２２の切削時に被加工物の加工後の上面と側面との稜線２３に大きなバリ２４が発生するという問題があることを発見した。バリ２４の発生は後加工の手間を必要とし、加工中に何らかの拍子で外れたバリが切削部に入り込んだりして加工精度を悪化させる等のさらなる問題を発生する。また、特許文献３のものではマージン幅を波状又は鋸刃状に単に不規則に変化させている点が開示されているのみで、どの程度の不規則さが好ましいのかまでは開示されていない。また、加工方法も開示されていない。従って、逆に単に不規則にするだけでは、同一の製品を得ることはできず、かえって品質のばらつきを生じ、逆にびびり振動の発生を抑えられない場合が生じる。また、安定した加工、自動化も困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、前述した問題点に鑑みて、特にアルミニウム合金に代表される軟質材の側面加工あるいは溝加工において、びびり振動なく加工可能で、かつ切削抵抗が低く、バリの発生を抑制し、高速高能率加工条件で高精度加工が可能なエンドミルを提供することである。さらに、加工が容易で、品質が安定したエンドミルを提供することである。さらに、バリの発生を抑制するエンドミルを用いた加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては、外周刃および底刃を有し、軸心回りに回転駆動されつつ被加工物に対して軸心と交差する方向へ相対移動させられることにより前記外周刃により被加工物の上面を含む側面を切削加工するエンドミルであって、前記外周刃から連なる丸ランドが設けられており、前記丸ランド幅が１刃内で変化されているエンドミルを提供することにより前述した課題を解決した。なお、丸ランドは、外周刃から連なり外周刃と同径の円筒部をいう。
【００１０】
即ち、アルミニウム合金などの軟質材の加工では、エンドミルの外周刃に正のすくい角５°以上２５°以下を有する切れ刃で加工するが、切削抵抗により切れ刃が被加工物に食い込むように過切削を繰り返すことによりびびり振動が発生しやすい。本発明によれば、外周刃に丸ランド部があるためにバニッシングしながら切削されるため、びびり振動が抑制される。
【００１１】
なお、特許文献３のものでは、負のすくい角であり、切削抵抗の方向がアルミニウムの場合と異なり、刃先をワークから離す方向になる。このため、金型材で熱処理加工後のワークを加工する場合切削抵抗がおおきくなるためさらに、刃先と加工物を離す方向になる。従って、本発明のようなバニッシング作用は生じない。
【００１２】
さらに、前記丸ランド幅を周期的に変化させたエンドミルとした。周期的に変化させるので、マージン幅の形状を安定させることができる。また、加工再現性もあり、加工条件がつかみやすい。なお、不規則でもよいが、特許文献３のようないわゆるランダムであっては製品としての安定性に欠ける。
【００１３】
また、前記丸ランドは切れ刃側からみて凹状に連なって形成され、前記丸ランド幅の短い部分の占める割合が前記丸ランド幅の長い部分の占める割合より大きくされているエンドミルとした。凹状の形状としては、円弧、台形（この場合は上底が切れ刃側になる）形状であり、弧や各辺は、円の一部や直前に限らず、放物線、双曲線、楕円、さらには自由曲線で形成してもよい。このような凹状形状は、あらかじめ外周研削、研磨等によって設けられた一定幅の丸ランド部を砥石で研削するという簡単な操作によって加工でき、加工精度も高い。丸ランド幅は短い方がバリの発生等が少なく、長いと大きくなる。一方、びびり振動の発生はある程度の幅があれば防止できる。そこでできる限り丸ランド幅が小さい側になるように配置するのが好ましい。
【００１４】
また、コーナー部にＲがない（外周刃と底刃との角部が角形の）スクェア（フラット）エンドミルにおいては、刃先の欠けやチッピングを防止するための正面戻しをつけるが、この場合、正面戻し部にも丸ランドを用いるのが好ましい。そこで、前記外周刃と前記底刃の交点にまで前記丸ランドを形成し、前記丸ランドが少なくとも０．０１ｍｍ以上残るように、前記外周刃と前記底刃の交点に正面戻しが設けられたエンドミルとした。これにより、少なくとも正面戻し部の刃先に０．０１ｍｍ以上の丸ランドを残す。
【００１５】
本発明に係わる加工装置は、エンドミルを固定する固定部と、前記固定部に固定されたエンドミルを回転する回転部と、を備えるものである。
【００１６】
本発明に係わる切削方法は、エンドミルを固定する固定部と、前記固定部に固定されたエンドミルを回転する回転部と、を備えた加工装置で、以下のステップ（ａ）〜（ｃ）で被加工物を切削するものである。
（ａ）前記エンドミルを回転させるステップ
（ｂ）前記被加工物と前記エンドミルとを接触させるステップ
（ｃ）前記被加工物を切削するステップ
【００１７】
本発明に係わる加工物は、エンドミルを固定する固定部と、前記固定部に固定されたエンドミルを回転する回転部と、を備えた加工装置で加工されるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、被加工物の上面を含む側面を切削加工するエンドミルのすくい角５〜２５°の外周刃に設けた丸ランド幅を変化させ、びびり振動抑制と、バリの発生防止範囲を広げ、被削材の材料、エンドミルの材料、寸法、精度等によるばらつき、切削条件に対するばらつきの許容範囲等を広げることができるので、アルミニウム合金のような軟質材の側面加工や溝加工で、びびり振動がなく切削抵抗が低く、バリの発生を抑制し、高速高能率加工条件で高精度加工が可能なエンドミルを提供するものとなった。さらに、被加工物の上面と側面との稜線のバリを無し又は微少にできるので、バリ取り作業等の後加工が不要又は容易なものとなった。
【００１９】
さらに、丸ランド幅を周期的に変化させて、マージン幅の形状を安定させ、加工再現性を良く、加工条件がつかみやすくできるので、幅広い材料に適用できるエンドミルを提供できるものとなった。従来のものはマージン幅を単に変化させてびびり振動を防止しているが、本発明のようにバリの発生まで考慮すると、単にマージン幅を変化させるのみでは不十分である。
【００２０】
また、丸ランドを切れ刃側からみて凹状の連なりとし、砥石による研削加工により簡単で、加工精度も高いものとできるので、びびり振動及びバリを防止又は抑止でき、工具及び被加工物の加工品質も安定したものとなった。
【００２１】
また、正面戻しの切れ刃に対して、丸ランドが少なくとも０．０１ｍｍ以上残るようにしたので、正面戻しを有する切れ刃においても、チッピングがないものとした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。各図面は一例として二枚刃に関するものであり、図１は（ａ）本発明の実施の形態を示すエンドミル刃部の軸直角断面図、（ｂ）は切れ刃部近傍の部分拡大断面図、図２（ａ）は同外周刃の部分拡大図、（ｂ）は丸ランド部の部分拡大図、図３はエンドミルによる側面加工方法を示す模式図である。
【００２３】
図１又は図２に示すように、本発明の実施の形態のエンドミル１は、二枚刃エンドミルであって、ねじれを有する外周刃（切れ刃）２とそれに連続する底刃３が設けられ、底刃と反対方向にシャンク４が設けられている。図１に示すようにすくい面５とエンドミル中心軸１１を中心とする直径（外径）Ｄの外周とで外周切れ刃２が設けられている。
【００２４】
本発明に係わるエンドミルは一例として、図１に示す外周刃（切れ刃）２のすくい角αは、アルミニウム材のような軟質材の加工を考慮して５°〜２５°の正のすくい角としている。もちろん、加工材料を考慮してすくい角を任意に設定しても良い。
【００２５】
外周刃２に続いて、エンドミル中心軸１１を中心とする直径（外径）Ｄの円筒面からなる丸ランド６が設けられている。さらに丸ランド６に続いて外周二番面７、逃げ溝面８を経て溝９が設けられている。
【００２６】
図２に示すように、丸ランド６は軸方向に刃先側から見て凹状の円弧６ａが連続して設けられ、周期的に丸ランド６の幅を変化させている。丸ランド６の幅を周期的に変化させるので加工再現性がある。また外周刃２の切り込みと切削抵抗とに相関関係があるため、加工条件がつかみやすく、品質が安定する。なお、不規則でもよいが、特許文献３のようないわゆるランダムであっては製品としての安定性に欠ける。
【００２７】
図２では、丸ランドの一部を研削砥石により研削し、略円弧状の軌跡を描くように形成している。ここでは、丸ランド６の幅は最小値ｈ、最大値Ｈとして、ピッチＰで繰り返し形成されている。
【００２８】
一例として、最小値ｈは０．０１ｍｍ以上である。即ち、最小値ｈを０．０１ｍｍ未満とすると、エンドミルの製造が困難となることに加え、部分的であってもチッピングが起きやすくなる。なお、エンドミルの製造上及びチッピングの問題が解決できれば、最小値ｈは０ｍｍでもよい。
【００２９】
また、最大値Ｈは、切削抵抗及び外周刃２で発生する溶着を考慮して決定すればよい。一例として、最大値Ｈが０．２ｍｍ以下でも良いが、これに限定されるものではない。
【００３０】
また、ピッチＰは過切り込みを起こさない範囲で、エンドミルの製造を考慮して任意に決定すればよい。また、一例として丸ランド６のピッチＰは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下でも良いが、これに限定されるものではない。
【００３１】
なお、全体のバランスからは、ピッチは２枚刃であれば、各刃の位相を半ピッチずらすのが好ましい。また、丸ランド６の幅の周期は等ピッチでも不等ピッチでもよく、ピッチは軸方向の切り込み量をかんがみ適宜選べばよい。また、丸ランド幅の少ない位置で加工する場合は、それに合わせてピッチ等を選んでも良い。
【００３２】
さらに、丸ランド６は図２に示すような略円弧状でなくともよい。つまり、丸ランド６は切れ刃側からみて凹状に連なって形成され、丸ランド６の平均幅よりも短い部分の占める割合が、丸ランド６の平均幅よりも長い部分の占める割合より大きくければよい。
【００３３】
凹状の形状としては、円弧、台形（この場合は上底が切れ刃側になる）形状でもよく、弧や各辺は、円の一部や直線に限らず、放物線、双曲線、楕円、さらには自由曲線で形成してもよい。
【００３４】
このような凹状形状は、あらかじめ外周研削、研磨等によって設けられた一定幅の丸ランド部を砥石で研削するという簡単な操作によって加工でき、加工精度も高い。
【００３５】
以上のように丸ランド６を周期的に変化させた場合、切削時にびびり振動が抑制され、切削抵抗が低く、バリの発生を抑圧した加工が可能となるが、その理由を以下で述べる。
【００３６】
以下、図３から図６に加工実験結果を示す。図３はエンドミル側面加工を示す模式図である。図３は、エンドミル１により被加工物２０の上面２１を含む側面２２を切削している状況を示している。切削時に被加工物２０の加工後の上面２１と側面２２との稜線２３にバリ２４が発生している。
【００３７】
図４から図６は、丸ランド幅を一定とした時のびびり振動、切削動力、発生するバリ高さの実験結果である。実験に使用したエンドミルは、外径１０ｍｍ、丸ランド一定、表面にＤＬＣコーティングを施している。また実験条件は、送り０．１ｍｍ／刃、溝幅１０ｍｍ、溝深さ８ｍｍまたは、１０ｍｍとし、被削材Ａ６０６１の溝加工を行った時の値である。
【００３８】
図４は丸ランド幅（ｍｍ）とびびり振動の発生領域を示す説明図である。図４において、縦軸は、切削速度（ｍ／ｍｉｎ）を示しており、横軸は丸ランド幅を示している。切削速度は、エンドミルの回転数（１／ｍｉｎ）に、エンドミルの外径を積算したものである。図４の実線よりも下の領域はびびり振動が発生しない領域、上の領域はびびり振動が発生する領域である。
【００３９】
図４において、丸ランド幅０．０３ｍｍ以上ではほぼ一定値となり、びびり振動が抑制されている。つまり、丸ランド幅が０．０３ｍｍ以上で有れば、切削抵抗により外周刃２が被加工物２０に食い込むような過切削が生じないため、びびり振動が発生しない。言い換えれば外周刃２に丸ランド部があるためにバニッシングしながら切削されるため、びびり振動が抑制される。
【００４０】
図５は丸ランド幅（ｍｍ）と切削動力（Ｎ）との関係を示す図である。図５において、縦軸は切削動力（Ｎ）を示しており、横軸は丸ランド幅を示している。図５において、丸ランド幅が増えるに従い、切削動力が単調増加していることが分かる。これは、丸ランド幅の増加により被加工物とエンドミルとの接触面積が増加し、結果として切削動力が増加している。
【００４１】
図６は丸ランド幅（ｍｍ）とバリ高さ（ｍｍ）との関係を示す図である。図６において、縦軸はバリ高さを示しており、横軸は丸ランド幅を示している。図６において、バリ高さは丸ランド幅が０．０２ｍｍ位より発生しはじめ、徐々に増加している。これは、丸ランド６によるバニッシングにより押さえられていたアルミニウム合金が、丸ランド６の通過と共に塑性変形するためにバリが発生する。
【００４２】
以上から、びびり振動の観点からは、丸ランド幅を大きくする方が有利であるが、切削動力及びバリ高さの観点からは、丸ランド幅が小さい方が有利となる。
【００４３】
本発明に係わるエンドミル１では、丸ランド６の幅を周期的に変化させることで、丸ランド６の平均幅よりも大きい部分でバニッシングしながら切削されるため、びびり振動を押さえることができる。更に、丸ランド６の平均幅よりも小さい部分が存在しているため、被加工物とエンドミルとの接触面積が押さえられ、切削動力を押さえることができる。また、バリの発生を抑制することができる。
【００４４】
丸ランド６は切れ刃側からみて凹状に連なって形成されているが、丸ランド６の平均幅よりも短い部分により、切削動力が押さえられ、バリの発生が押さえられる。また、丸ランド６平均幅よりも長い部分により、びびり振動が抑制される。結果的には、丸ランド６の平均幅よりも短い部分の占める割合が、丸ランド６の平均幅よりも長い部分の占める割合より大きい方が良い。
【００４５】
以上のように、本発明に係わるエンドミル１は、びびり振動が抑制され、切削動力が押さえられ、バリの発生を抑制することができる。
【００４６】
特に、本発明においては、丸ランド幅を１刃内で変化させることで、バニッシングする丸ランド面積を抑制できるので、びびり振動が抑制可能となる。
【００４７】
実施の形態２．
図７は、本発明にかかわるエンドミルと、丸ランド幅が一定のエンドミルとのびびり振動の実験結果である。本発明にかかわるエンドミルは、外径１０ｍｍ、丸ランド幅の最小値ｈ０．０１９ｍｍ、最大値Ｈ０．０６２ｍｍ、ピッチＰ３ｍｍ、平均丸ランド幅０．０３３ｍｍ、表面にＤＬＣコーティングを施しているものである。丸ランド幅が一定のエンドミルは、実施の形態１に記載したものと同一である。ただし、丸ランド幅は０．０３３ｍｍのものを用いている。
【００４８】
また、実験条件は送り０．１ｍｍ／刃、溝幅１０ｍｍ、溝深さ１０ｍｍとし、被削材Ａ６０６１の溝加工を行った時の結果である。なお、実験に用いた加工機は、実施の形態１で用いた加工機と異なる、Ａ社マシニングセンタ(ＨＳＫシャンク  A100  ISO12164-1:2001)である。
【００４９】
図７は本発明にかかわるエンドミルと、丸ランド幅が一定のエンドミルとにおいて、切削速度（ｍ／ｍｉｎ）とびびりとの関係を示した図である。図７で○印はびびり振動無し、×印はびびり振動有りを示す。丸ランド幅が一定のエンドミルでは、切削速度が４８０ｍ／ｍｉｎでびびり振動が発生しているが、本発明にかかわるエンドミルは切削速度５４０ｍ／ｍｉｎまでびびり振動が発生していない。なお、加工機の性能上５４０ｍ／ｍｉｎ以上のデータは取得できず、びびり振動が発生しない限界値は測定できていない。
【００５０】
図４と図７とでびびり振動が発生する切削速度に差異があるが、これは図４のデータを取得した加工機と、図７のデータを取得した加工機とが異なるためである。加工機が異なると、剛性が異なるため、びびり振動が発生する限界が異なる。なお、図４のデータは、Ｂ社マシニングセンター(ＢＴシャンク  BT50  MAS403-1982)を用いた結果である。
【００５１】
図４の結果から丸ランド幅が小さい方がびびり振動が発生し易い。しかしながら、図７に示すように、本発明にかかわるエンドミルは、最大丸ランド幅を０．０６２ｍｍと大きくする一方、平均丸ランド幅を丸ランド幅一定のエンドミルの丸ランド幅と同じとしたにもかかわらずビビリ振動が発生していない。これは、本発明にかかわるエンドミルにおいて、丸ランド幅の大きい部分で振動を抑制しながら切削するため、平均丸ランド幅が同じであってもびびり振動が発生しないものと考えられる。
【００５２】
この様に、本発明にかかわるエンドミルは、丸ランド幅が一定のエンドミルと比較して、びびり振動が抑制されるという効果を持つ。
【００５３】
図８は本発明にかかわるエンドミルと、丸ランド幅が一定のエンドミルとにおいて、切削動力（Ｎ）と最大丸ランド幅（ｍｍ）との関係を示した図である。図８において、縦軸は切削動力（Ｎ）を示しており、横軸は最大丸ランド幅（ｍｍ）を示している。なお、丸ランド幅が一定のエンドミルの場合は、最大丸ランド幅は一定値となる。
【００５４】
なお、図８のデータ取得における実験条件は、送り０．１ｍｍ／刃、溝幅１０ｍｍ、溝深さ１０ｍｍとし、被削材Ａ６０６１の溝加工を行った時の結果である。実験に用いた加工機は、Ｂ社マシニングセンター(ＢＴシャンク  BT50  MAS403-1982)である。
【００５５】
図８において、本発明にかかわるエンドミルは●プロット、丸ランド幅が一定のエンドミルは▲プロットとしている。それぞれ最小２乗法を用いて近似直線を求めている。この結果から、丸ランド幅が小さい方が切削動力は小さいという傾向は同じである。しかしながら、本発明にかかわるエンドミルと、丸ランド幅が一定のエンドミルとの切削動力を比較すると、本発明にかかわるエンドミルの方が切削動力が低い値となっており、さらに、最大丸ランド幅の大きさに対する切削動力の変化も小さい。
【００５６】
この様に、本発明にかかわるエンドミルは、丸ランド幅が一定のエンドミルに対して最大丸ランド幅が大きいにもかかわらず切削動力が小さくなっている。
【００５７】
なお、図５に示す切削動力は、図８に示す切削動力よりも小さいが、図５の実験条件は送り０．１ｍｍ／刃、溝幅１０ｍｍ、溝深さ８ｍｍと負荷が小さいためである。
【００５８】
図９は本発明にかかわるエンドミルと、丸ランド幅が一定のエンドミルとにおいて、バリ高さ（ｍｍ）と丸ランド幅（ｍｍ）との関係を示す図である。図９において、縦軸はバリ高さ（ｍｍ）を示しており、横軸は最大丸ランド幅（ｍｍ）を示している。
【００５９】
なお、図９のデータ取得における実験条件は、送り０．１ｍｍ／刃、溝幅１０ｍｍ、溝深さ１０ｍｍとし、被削材Ａ６０６１の溝加工を行った時の結果である。実験に用いた加工機は、Ｂ社マシニングセンター(ＢＴシャンク  BT50  JIS  B6339-1992)である。
【００６０】
図９において、本発明にかかわるエンドミルは●プロット、丸ランド幅が一定のエンドミルは▲プロットとしている。それぞれ最小２乗法を用いて近似直線を求めている。この結果から、丸ランド幅が小さい方がバリの発生を抑えることができるという傾向は同じである。しかしながら、本発明にかかわるエンドミルと、丸ランド幅が一定のエンドミルとのバリ高さを比較すると、本発明にかかわるエンドミルの方がバリ高さが小さい値となっている。
【００６１】
バリは丸ランド６のバニッシングにより押さえられていたアルミニウム合金が、丸ランド６の通過と共に塑性変形するためにバリが発生する。丸ランド幅が大きければバニッシング幅が長いため、バリが大きくなる。つまり、本発明にかかわるエンドミルは、丸ランド幅の小さい部分でバリの発生を抑えているためバリが高さが小さいと考えられる。
【００６２】
本発明にかかわるエンドミルの刃数を２枚刃としているが、それぞれの丸ランドは１／２位相（半ピッチ）をずらしている。一方の丸ランドで最小値ｈの場合、他方の丸ランドは最大値Ｈとなっている。つまり、千鳥配置としている。このため、他方の丸ランドで発生したバリは、一方の丸ランドで切削されるため、丸ランド幅が一定のエンドミルと比較してバリが小さくなっていると考えられる。もちろん、設計により、一方の丸ランドと、他方の丸ランドとの位相を任意に設定しても良い。
【００６３】
この様に、本発明にかかわるエンドミルを用いると、丸ランド幅が一定のエンドミルと比較してバリが抑制されるという効果を持つことができる。これは、丸ランド幅の小さい部分でバリを抑制しているためである。
【００６４】
以上から、本発明にかかわるエンドミルは、丸ランド幅が一定のエンドミルと比較して、切削動力が小さく、ビビリ振動及びバリが抑制されるエンドミルを提供することができる。
【００６５】
つまり、本発明にかかわるエンドミルでは、丸ランド６の幅を周期的に変化させることで、丸ランド６の平均幅よりも大きい部分でバニッシングしながら切削されるため、びびり振動を押さえることができる。更に、丸ランド６の平均幅よりも小さい部分が存在しているため、切削動力を減少させ、バリの発生を抑制することができる。
【００６６】
また、ピッチＰを１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍに変化させた場合も同様の結果を得ることができた。
【実施例】
【００６７】
前述した、図１及び、図２に示したエンドミルを用いて図３による切削加工を行った実施例について説明する。本発明エンドミル１の外径ＤはＤ＝１０ｍｍ、ねじれ角３０°の２枚刃である。外周刃２には丸ランド６を設け、最小幅ｈはｈ＝０．０２ｍｍ、最大幅ＨはＨ＝０．０７ｍｍとし、半径ｄがほぼ２．５ｍｍの円弧（完全な円弧ではない）を１ｍｍピッチに並べ波状に変化させた。
【００６８】
エンドミル１は、図１０に示す加工装置１００に固着される。加工装置１００は、エンドミル１を固定する固定部１０１と、固定部１０１に固定されたエンドミル１を回転する回転部１０２とを備えている。固定部１０１は、エンドミル１が固定できればよい。また、回転部１０２は、通常の電動機でよい。
【００６９】
比較として、丸ランド幅が０．０１ｍｍと一定のものと、丸ランド幅が０．０５ｍｍと一定のものを製作した。いずれのエンドミルも表面にＤＬＣコーティングを施した。これらのエンドミルを用い、金属の切削を行った。
【００７０】
金属の切削方法は、以下の手順で行った。（１）回転部１０２によりエンドミル１を回転させ、（２）被加工物２０とエンドミル１とを接触させ、（３）被加工物２０を切削させた。このときの加工条件は、切削速度１２５ｍ／ｍｉｎ、送り０．１ｍｍ／刃、溝幅１０ｍｍ、溝深さ１０ｍｍとした。つまり、エンドミル１の外径Ｄが１０ｍｍであるため、エンドミル１は、回転部１０２により約４０００（１／ｍｉｎ）で回転させる。
【００７１】
つまり、加工物は、固定部１０１に固定されたエンドミル１を回転する回転部１０２とを備え加工装置１００により加工される。
【００７２】
その結果、丸ランド幅０．０１ｍｍ一定では、びびり振動が発生して、加工面粗さが悪かった。また、丸ランド幅０．０５ｍｍ一定のエンドミルではびびり振動は発生していないが、０．１２ｍｍのバリが発生した。
【００７３】
しかるに、本発明の丸ランド６の幅を変化させたエンドミルではびびり振動もなくかつ、バリ発生が抑制され、良好な結果を得た。特に、金属がアルミニウム合金である場合の結果が良好であった。なお、このときの金属切削量は、８０（ＣＣ／ｍｉｎ）となるが、これ以上の切削量であってもびびり振動は発生しなかった。
【００７４】
さらに、外周刃と底刃の交点１２に正面戻しをした切れ刃に丸ランド幅が０．０１ｍｍ以上残るようにした場合は、特に影響は無かったが、丸ランド幅を０．０１ｍｍ以下又は無い場合には刃先にピッチングが生じ、加工底の溝に傷が生じる等の問題が生じた。
【００７５】
また、加工高さ方向を少し変化させ、被加工物の上面と側面との稜線部の丸ランド幅が平均的に小さくなる位置に合わせると、びびり振動の大小はほとんど変化しないが、バリの発生が更に小さくなることが確認できた。
【００７６】
なお、上記実施例においては、刃数を２枚刃としたが刃数は一般的にエンドミルに用いられる刃数でよく、また、底刃形状もスクエア刃のみならずボール刃、ラジアス刃等でもよいことはいうまでもない。
【００７７】
また、被削材はアルミニウム合金としたが、その他の材料でも同様である。また、エンドミルの工具材料は高速度工具鋼、超硬合金、サーメット、セラミックス、ＣＢＮ焼結体、ダイヤモンドまたはダイヤモンド焼結体を使用すればより好ましい。
【００７８】
また、エンドミルの切れ刃部近傍に少なくとも周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族遷移金属と第３ｂ、４ｂ族元素の炭化物、窒化物、酸化物および硼化物を１層または２層以上で０．１〜５μｍ被覆する等適宜設定すればよいことはいうまでもない。
【００７９】
以上のように本発明に係わるエンドミルは、軟質材の側面加工あるいは溝加工において、びびり振動なく加工可能で、かつ切削抵抗が低く、バリの発生を抑制することができる。さらに、加工が容易で、品質が安定したエンドミルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態を示すエンドミル刃部の軸直角断面図、（ｂ）は切れ刃部近傍の部分拡大断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態を示すエンドミルの外周刃の部分拡大図、（ｂ）は丸ランド部の部分拡大図である。
【図３】エンドミルによる側面加工を示す模式図である。
【図４】丸ランド幅（ｍｍ）とびびり振動の発生領域を示す説明図である。
【図５】丸ランド幅（ｍｍ）と切削動力（Ｎ）との関係を示す説明図である。
【図６】丸ランド幅（ｍｍ）とバリ高（ｍｍ）さとの関係を示す説明図である。
【図７】丸ランド幅（ｍｍ）とびびり振動の関係を示す説明図である。
【図８】丸ランド幅（ｍｍ）と切削動力（Ｎ）との関係を示す説明図である。
【図９】丸ランド幅（ｍｍ）とバリ高（ｍｍ）さとの関係を示す説明図である。
【図１０】加工装置及び金属切削状況を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    エンドミル
２    外周刃
３    底刃
５    すくい面
６    丸ランド
６ａ  凹状の円弧
１１  軸心（中心軸）
１２  外周刃と底刃の交点
２０  被加工物
２１  被加工物の上面
２２  被加工物の側面
２３  稜線（交差位置）
２４  バリ
１００  加工装置
１０１  固定部
１０２  回転部
ｈ    丸ランド幅の最小値（丸ランド幅の小さい方）
Ｈ    丸ランド幅の最大値（丸ランド幅の大きい方）
Ｐ    凹状の円弧のピッチ
α    外周刃のすくい角
【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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【図１０】
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