(57)【要約】【課題】板状のＦＲＰ材を切削した場合、振動を軽減しながら、被削材の成分である樹脂と繊維をきれいに切削でき、かつ切り屑詰まりも抑えバリ発生を大幅に抑えることができるルーターエンドミルを提供する。【解決手段】少なくとも４枚以上の刃数からなるねじれた主切れ刃を有するルーターエンドミルにおいて、主切れ刃のねじれ角に対して逆ねじれ角で配列されたニック状切れ刃が少なくとも５刃以上設けられており、前記ニック状切れ刃の溝条数が主切れ刃の刃溝数と異なることを特徴とするルーターエンドミルを用いるのがよい。さらに主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数との数値関係は、主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差を、−２以上２以下の範囲（ただし０を含まない）とするのがよい。【選択図】図２
2011020248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４枚以上の刃数からなるねじれた主切れ刃を有するルーターエンドミルにおいて、主切れ刃のねじれ角に対して逆ねじれ角で配列されたニック状切れ刃が少なくとも５刃以上設けられており、前記ニック状切れ刃の溝条数が主切れ刃の刃溝数と異なることを特徴とするルーターエンドミル。
【請求項２】
請求項１に記載のルーターエンドミルにおいて、ニック状切れ刃のすくい角が、正のすくい角を有していることを特徴とするルーターエンドミル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のルーターエンドミルにおいて、ニック状切れ刃のねじれ角は、主切れ刃のねじれ角より大きいねじれ角で配列され、前記ニック状切れ刃によって分断される主切れ刃の長さＸは、ニック状切れ刃のニック幅Ｙより大きく配していることを特徴とするルーターエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）材からなる板材の切削加工に用いるルーターエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、ＦＲＰ材は構造物の軽量化と引っ張り強度の大幅な向上が可能という特徴があるため車両や自動車、航空機の構造材として多用されてきている。材料に含有される繊維材としては、ガラス繊維やアラミド繊維及び炭素繊維などが主に用いられ、それぞれの繊維の特性を生かして従来の金属材料に代わり、各種構造材に用途が広がっている。
従来、これらのＦＲＰ材を切削する工具としては、バリ取り工具であるダイヤ目ルーターエンドミルと呼ばれる左ねじれ刃溝と右ねじれ刃溝が交差した超硬合金製の工具が一般的に使用されている。【０００３】  また、ＦＲＰ材の切削加工については言及されていないが、ダイヤ目ルーターエンドミルに類似した形状の切削工具として、例えば、主にプリント基板などの薄板材を切削するニック付きのルーターエンドミル（特許文献１参照）やニックと同様な作用が働くチップブレーカを螺旋回転方向に複数並設されたもの（特許文献２参照）がある。【０００４】  そのほか、アルミハニカムコア材の切削に用いる切削工具として、対称なねじれ角を有する工具（特許文献３および特許文献４）などがある。
特許文献３に記載のルーターエンドミルは、ニックのねじれ配列と刃溝のねじれが柄側から見て、同じ右方向であり、そのねじれ角度差が３０°以上であることを特徴とし、その効果は、切り屑の排出方向が柄方向にガイドされることと記されている。また、特許文献４に記載のルーターエンドミルは、３０°〜６０°のねじれ角と正のすくい角を有する第１切れ刃と、これに対称なねじれ角と正のすくい角を有する第２切れ刃を備えているため、厚壁の厚いアルミハニカムコア材の側面切削において、切れ刃の焼き付きや切り屑の溶着を防止することができ、さらには切り屑を細かく破砕することにより工具寿命が長くなると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平７−５１２０５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７０１６号公報
【特許文献３】特開２００８−１１４３０８号公報
【特許文献４】特開２００２−１８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ＦＲＰ材に含有される繊維には、引っ張り強度が鉄鋼材並み又はそれ以上に改良された繊維もあるため、従来の切削においては非常に難削性を示し、切れなかった繊維が切削面にバリとして残ったり、積層された繊維層間が剥離したりして、本来のＦＲＰ材の高強度が損なわれてしまうという問題がある。また、これらの繊維は工具の刃先を摩耗させる作用が強く、特に炭素繊維を含んだＣＦＲＰ材は、極端に工具寿命が短くなるという問題がある。【０００７】  従来の一般のダイヤ目超硬ルーターエンドミルは、左右のねじれ溝のねじれ角が同一であり、かつ左ねじれ刃溝と右ねじれ刃溝の刃溝深さがほぼ同じであるためお互いが干渉し合い、外周の円筒面に位置する切れ刃長さが非常に少なくなり、殆ど四角錐状突起が配列されたような切れ刃となり、特に繊維を含有したＦＲＰ材切削においては繊維を切断する機能が大幅に失われ、その結果工具寿命が非常に短いという問題がある。また従来のダイヤ目ルーターエンドミルは、本来バリ取りを目的とした工具であるため、左右のねじれの刃溝深さも浅く設定されたものが多く、切削で断ち切れなかった繊維が長く残り、これが刃溝に絡んで詰まり、切り屑詰まりにより工具寿命を短くしているという問題があった。【０００８】  特許文献１に記載のルーターエンドミルは、主にプリント基板などの薄板材を切削するルーターエンドミルであり、ニックは工具本体の軸方向に対し略直交方向に切り欠きされ、ニックの断面視におけるフランク角及びニックの深さに対するフランク部の長さの比率を設定したものであり、その作用としては切れ刃強度の向上を目的とされており、付随する作用として切削抵抗の減少と加工時に発生する熱の抑制が可能とされているのみである。【０００９】  特許文献２に記載のルーターエンドミルは、ニック幅の方がニックで分断された切れ刃長さより大きいことが特徴となっており、切り屑の排出性の向上と切削液による冷却剤の供給が増し、切れ刃の冷却効果が上がると記されているが、ＦＲＰ材切削時のバリ抑制効果については不明である。また、ここでのニックは、ねじれ刃にほぼ直交するように配列され、その断面が矩形状であると記載されている。【００１０】  特許文献３および特許文献４にもＦＲＰ材切削時のバリ抑制効果については、言及されていない。【００１１】  上述したように、従来知られているルーターエンドミルでは、ＦＲＰ材の切削における切り屑詰まりにより工具寿命が短くなるという問題や、バリが発生するという問題や、積層間に剥離を生じるといった問題があった。このため、ＦＲＰ材の切削に適したルーターエンドミルの実現が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  上記要望に応えるために、本発明のルーターエンドミルは、少なくとも４枚以上の刃数からなるねじれた主切れ刃を有するルーターエンドミルにおいて、主切れ刃のねじれ角に対して逆ねじれ角で配列されたニック状切れ刃が少なくとも５刃以上設けられており、このニック状切れ刃の溝条数が主切れ刃の刃溝数と異なることを特徴とする。
このように構成することによって、主切れ刃の各工具先端からのニック溝の位置が同期せず、一定のねじれ配列に配置され、工具が１回転すればほぼ垂直な切削面が得られるという有利な効果を奏する。【００１３】  さらに本発明において、上記ニック状切れ刃はいわゆるニックとは異なるものであり、ニック溝と主切れ刃のランドとの交差稜線のうち、シャンク側の稜線を切れ刃とした構造のものである。このような構造のニック状切れ刃を設けることで、ねじれた主切れ刃とこれとは逆にねじれたニック状切れ刃の作用により、板状ＦＲＰ材の上下両面にバリを発生することなくＦＲＰ材の切削加工を可能としたものである。【００１４】  また、上記構成の本発明において、ニック状切れ刃の配列のねじれ角は、主切れ刃より大きいねじれ角に配列させ、このニック状切れ刃によって分断される主切れ刃の長さＸは、ニック状切れ刃の幅Ｙより大きく配していることが好ましい。【００１５】  さらに本発明において上記ニック状切れ刃のすくい角は正角であることが好ましい。これにより切削性能が向上し、ＦＲＰ材上面のバリ発生などを低減できる。【００１６】  さらにまた、本発明においては、主切れ刃のねじれ角が１０°〜３０°で、すくい角が６°〜２０°、かつ刃溝深さが刃径の１０％〜２０％であることが望ましい。このように構成することによって、板状のＦＲＰ材を切削した場合、振動を軽減しながら、かつ、被削材の成分である樹脂と繊維をきれいに切削でき、切り屑詰まりも抑えバリ発生を大幅に抑えることができる。
本発明のルーターエンドミルにおいては、主切れ刃及びニック状切れ刃が超硬合金製であることが好ましい。超硬合金製とすることにより耐摩耗性に富み長寿命の工具が実現できる。また、本発明のルーターエンドミルにおいては、主切れ刃及びニック状切れ刃表面に、硬さが５０ＧＰａ以上の硬質被覆を被覆することが望ましい。このように構成することにより、バリ発生を抑制する刃先の鋭さを維持できる時間を大幅に向上させることが可能であり、より長寿命の超硬質材製ルーターエンドミルが実現できる。
【発明の効果】
【００１７】  本発明によれば、引っ張り強度が鉄鋼材料並み又はそれ以上に改良された繊維等を含有するため難削性を示すＦＲＰ材の切削加工において、切れなかった繊維が切削面にバリとして残ったり、積層された繊維層間が剥離したりせずに切削加工を行うことが可能となり、本来のＦＲＰ材の高強度特性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】本発明の主切れ刃の軸直角断面を示す。
【図４】ニック溝周辺の拡大図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】主切れ刃及びニック溝を工具軸に対し垂直方向から見たときの拡大図である。
【図７】被削材のＦＲＰ板と本発明のルータ−エンドミルとの位置関係を表した図である。
【図８】主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数が同じとしたときの被削材位置と工具を１回転展開させた状態の関係を示すものである。
【図９】被削材と本発明例の工具を１回転展開させた状態を示すものである。
【図１０】主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が２より大きい場合の工具の１回転時の展開状態と被削材を示した図である。
【図１１】主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数との差が−２より小さい場合の工具の１回転時の展開状態と被削材を示した図である。
【図１２】被削材と他の本発明例の工具を１回転展開させた状態を示すものである。
【図１３】本発明の他の実施例の側面図である。
【図１４】図１３に示す本発明の他の実施例の正面図である。
【図１５】本発明例の工具によるＦＲＰ材切削時の状態を示した図である。
【図１６】比較例の工具によるＦＲＰ材切削時の状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  上述したように、本発明のルーターエンドミルは、ねじれた主切れ刃を有し、主切れ刃のねじれ角に対して逆ねじれ角で配列されたニック状切れ刃が設けられており、このニック状切れ刃の溝条数が主切れ刃の刃溝数と異なることを特徴とするものである。
図１および図２は、本発明の実施の形態の一例を示すルーターエンドミルの概略構成を説明する図である。図１は側面図であり、図２は図１の正面図である。
本発明のルーターエンドミルは、図２より、ルーターエンドミル１の先端側には工具回転軸５に対し、主切れ刃のねじれ角θ１をもった主切れ刃２が設けられており、後端側はシャンク部３となる。さらにランド８には、ニック溝６が設けられ、ニック溝６とランド８によって形成される稜線には、ニック状切れ刃のねじれ角θ２に設けられたニック状切れ刃７が形成してある。このニック状切れ刃７の溝条数は、工具回転軸５に直交する断面視でニック溝６が同じ位置に存在しないようにするため、主切れ刃２の溝数とは異なる溝条数で形成してある。このようにニック状切れ刃７の溝条数が主切れ刃２の刃溝数と異なっているため、主切れ刃２の各工具先端からのニック位置が同期せず、一定のねじれ配列に配置され、工具が１回転すればほぼ垂直な切削面が得られる。なお、図１には工具先端面４に底刃がない本発明の実施の形態の一例を示したが、底刃があるエンドミルについても本発明は適用可能である。
【００２０】  図２に示すように、右ねじれで形成された主切れ刃２のねじれ角θ１に対し、左ねじれで配列されたニック状切れ刃７のねじれ角θ２を、θ２＞θ１の関係になるように設定し、且つ、ニック状切れ刃７によって分断された主切れ刃２の長さＸは、ニック状切れ刃７のニック幅Ｙより大きくなるように配していることが好ましい。
主切れ刃２の長さＸよりもニック幅Ｙが大きすぎると、非切削部分が発生し、加工面の面精度が低下する。すなわち、主切れ刃２の長さＸがニック幅Ｙより小さいと１回転してもニックによる切り残し部が多くなり、面粗さの低下を来たし、再度仕上げ加工を加える必要が増え問題となる。
反対に主切れ刃２の長さＸよりもニック幅Ｙが小さくなり過ぎると、ニック状切れ刃７で生じた切り屑が詰まり易くなり、寿命が短くなるという問題が発生する。
したがって、例えば刃径がφ４〜φ１６ｍｍの範囲である場合には、好ましくは、主切れ刃２の長さＸは、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下、ニック幅Ｙは、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲であって、ＸとＹの比率は、０．５≦Ｙ／Ｘ＜１であることが望ましい。
【００２１】  なお、一般的には、工具は右回転で使用されるため、上記説明においては、主切れ刃を右ねじれとし、ニック状切れ刃は左ねじれ配列として説明したが、右回転で主切り刃を左ねじれとし、ニック状切れ刃を右ねじれ配列とすることも可能である。ただし、この場合には、底刃で切り屑が押さえられるために切り傷の排出性に劣るためポケット加工には不向きである。
また、まれにではあるが、工具を左回転で使用する場合もあり、このような場合には、主切れ刃を左ねじれとし、ニック状切れ刃を右ねじれ配列とする、あるいは主切れ刃を右ねじれとし、ニック状切れ刃を左ねじれ配列としても、工具を右回転で使用した場合と同様な作用・効果となる。
【００２２】  図３は、主切れ刃の一切れ刃を軸直角断面で示したものであり、主切れ刃のすくい角をα、刃溝深さをＦで示してある。本発明のルーターエンドミルにおいては、主切れ刃のねじれ角を１０°〜３０°、主切れ刃のすくい角αは６°〜２０°、刃溝深さＦは刃径Ｄの１０％〜２０％としてあることが好ましい。
主切れ刃のねじれ角が１０°未満であると切削の断続性が増し、板材の振動が増大しバリ発生が大きくなる。反対に主切れ刃のねじれ角が３０°を超えると、例えば主切れ刃が右ねじれである場合は、板材を上へ持ち上げる作用が増大し、やはり振動が増え、バリ発生が多くなる。逆に主切れ刃が左ねじれである場合は、板材を下へ押さえる作用が増大し、振動大となりバリ発生を防ぎにくくなる。このため、主切れ刃のねじれ角としては、１０°〜３０°が適正である。
【００２３】  また、主切れ刃のすくい角αは、６°〜２０°が適切てある。ＦＲＰは、基本的には樹脂がその成分の代表であるため樹脂切削に適した大きなすくい角を必要とする。主切れ刃のすくい角αが２０°を超えると、板状である被削材を把持する力が低い場合、切削振動により被削材自体が振動し、かえって刃先の欠けを引き起こす原因になる。反対に主切れ刃のすくい角αが６°未満だと、ＦＲＰに含有される繊維をきれいに切断できず、バリとして残る場合が生じるため、不適当となる。
【００２４】  また、刃溝深さＦは、刃径の１０％〜２０％が適切である。刃溝深さＦが２０％を超えると工具全体の剛性が低下し、ＦＲＰの種類の中でも非常に硬い部類に入るＣＦＲＰのような被削材に対しては工具強度としては弱くなり、結果として工具振動が増えバリ発生が大きくなる。一方、刃溝深さＦが１０％未満であると、ポケット加工などでは、切り屑が詰まる危険性が生じる。さらに、ニック状切れ刃の深さも小さくならざるを得なくなり、ニック部での切り屑詰まりを生じバリ発生につながる。
【００２５】  さらにまた、本発明において、ニック状切れ刃は正のすくい角を有していることが好ましい。図４はニック溝周辺の拡大図である。本発明では主切れ刃２の他にも、ランド８にはニック溝６が設けてあり、ニック溝６とランド８によって形成される稜線にはニック状切れ刃７が形成されている。図５は、図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。図５の斜線部は断面を示す。ニック状切れ刃７は、正のニック状切れ刃のすくい角βを自しており、ニック部６は略Ｕ字状に形成されている。
本発明において、ニック状切れ刃のすくい角βは、０°以上１０°以下の正の角が好ましい。ニック状切れ刃のすくい角βが負であるとニック状切れ刃の切れ味が低下し、短時間でバリが生じると共に、切削抵抗が増加し、被削材が薄いＦＲＰ材の場合は、切削振動が大きくなり樹脂中の層間剥離を発生させるという問題が生じる。またニック状切れ刃のすくい角βが１０°を超えると、ニック状切れ刃と主切れ刃との交点の強度が弱くなり、チッピングが発生し工具寿命が短くなるという問題が生じる。
【００２６】  図６は、主切れ刃及びニック溝を工具軸に対し垂直方向から見たときの拡大図である。主切れ刃２にはニック溝６は連結されており、主切れ刃２を工具軸に対し垂直方向から見たときの長さは主切れ刃の長さＸ、ニック溝６を工具軸に対し垂直方向から見たときの長さはニック幅Ｙで表される。本発明では主切れ刃の長さＸは、ニック状切れ刃のニック幅Ｙより大きくなるように配していることが好ましい。
主切れ刃の長さＸよりもニック幅Ｙが大きすぎると、非切削部分が発生し、加工面の面精度が低下する。すなわち、主切れ刃の長さＸがニック幅Ｙより小さいと１回転してもニックによる切り残し部が多くなり、面粗さの低下を来たし、再度仕上げ加工を加える必要が増え問題となる。
反対に主切れ刃の長さＸよりもニック幅Ｙが小さくなり過ぎると、ニック状切れ刃７で生じた切り屑が詰まり易くなり、寿命が短くなるという問題が発生する。
したがって、例えば刃径がφ４〜φ１６ｍｍの範囲である場合には、好ましくは、主切れ刃の長さＸは、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下、ニック幅Ｙは、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲であって、ＸとＹの比率は、０．５≦Ｙ／Ｘ＜１であることが望ましい。
【００２７】  図７は、被削材のＦＲＰ板と本発明のルータ−エンドミルとの位置関係を表した図であり、１つのねじれた主切れ刃がＦＲＰ板の下面に接触し切削作用をし、ＦＲＰ板の上面が主切れ刃とは逆にねじれたニック状切れ刃で切削する状態を表したものである。被削材１０の斜線の違いは、ＦＲＰ板の特徴である積層された繊維層を示している。また、被削材上面の延長線１１、被削材裏面の延長線１２はそれぞれの主切れ刃及びニック状切れ刃の接触場所を明確にするために示した。
本発明のルータ−エンドミルを用いて、被削材１０の切削加工を行った場合、主切れ刃２とニック状切れ刃７では切削加工を行う場所が異なってくる。そのときの切削加工を行う場所である切削領域はニック状切れ刃７によって切削される領域であるニック状切れ刃による切削領域１４と、主切れ刃２によって切削される領域である主切れ刃による切削領域１３とに分類される。本発明ではニック状切れ刃の溝条数が主切れ刃の刃溝数と異なっているため、主切れ刃による切削領域１３とニック状切れ刃による切削領域１４が同期せず、工具が１回転すればほぼ垂直な切削向が得られるという従来のものでは得られない有利な効果が得られる。
【００２８】  本発明のルータ−エンドミルにおいて、主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数との数値関係は、主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が、−２以上２以下の範囲（ただし０を含まない）にあることが好ましい。
以下、図８〜１２を用いて、主切れ刃の刃溝数、ニック状切れ刃の溝条数、主切れ刃の長さ及びニック幅を変化させた場合について説明する。
図８は、主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数が同じとしたときの被削材位置と工具を１回転展開させた状態の関係を示すものである。図８に示す工具の仕様は、主切れ刃２の刃溝数が６溝（すなわち刃数６枚）で、ニック状切れ刃６の溝条数も６条（すなわちニック溝６の数６溝）である。Ａ１〜Ａ６は主切れ刃の刃溝数を表し、ａ１〜ａ６はニック状切れ刃の溝条数を表す。被削材１０の斜線の違いは被削材であるＦＲＰ板が積層構造であることを示している。また被削材上面の延長線１１、被削材裏面の延長線１２はそれぞれの主切れ刃及びニック状切れ刃の接触場所を明確にするために示した。
この場合は、主切れ刃２の刃溝数とニック状切れ刃６の溝条数が同じであるため、ニック溝６の位置が同期してしまう。そのため主切れ刃による切削領域１３とニック状切れ刃による切削領域１４が常に一定となる。その結果、被削材１０には切り残し部１５が発生してしまう。
【００２９】  図９は刃溝数と溝条数が異なるときの被削材位置と本発明例の工具を１回転展開させた状態の関係を示すものである。図８に示す本発明例の工具の仕様は、主切れ刃刃溝数が６溝でニック状切れ刃の溝条数が５条である。Ａ１〜Ａ６は主切れ刃の刃溝数を表し、ａ１〜ａ５はニック状切れ刃の溝条数を表す。被削材１０の斜線の違いは被削材であるＦＲＰ板が積層構造であることを示している。また、被削材上面の延長線１１、被削材裏面の延長線１２はそれぞれの主切れ刃及びニック状切れ刃の接触場所を明確にするために示した。
このときは主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数が異なりニック溝６の位置が同期しないため、主切れ刃２とは逆のねじれ刃作用を持つニック状切れ刃７が被削材上面に、１回転中に必ず作用し、被削材上面へのバリ発生を抑制できる。
このように、刃溝数と溝条数が異なるように形成した本発明によれば、ＦＲＰ材の板材加工時、表面及び裏面へのバリ発生を抑える作用がある。
【００３０】  図１０は主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が２より大きい場合の工具の１回転時の展開状態と被削材を示した図である。図１０に示す工具の仕様は、主切れ刃の刃溝数が６溝で、ニック状切れ刃の溝条数が３条である。すなわち主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が３となる。Ａ１〜Ａ６は主切れ刃の刃溝数を表し、ａ１〜ａ３はニック状切れ刃の溝条数を表す。被削材１０の斜線の違いは被削材であるＦＲＰ板が積層構造であることを示している。また、被削材上面の延長線１１、被削材裏面の延長線１２はそれぞれの主切れ刃２及びニック状切れ刃７の接触場所を明確にするために示した。
本発明のルーターエンドミルを用いて切削加工を行ったとき、被削材１０の上面及び裏面に発生するバリを除去するためには、主切れ刃のねじれ角に対して逆ねじれ角で配列されたニック状切れ刃により、バリを除去することが必要となるが、主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が２より大きい場合の工具を用いた場合は、ニック状切れ刃の溝条数が少ないため、被削材１０の位置によってはニック状切れ刃７での逆ねじれ刃作用による上面バリを抑制する効果が発揮できなくなる場合がある。図１０においても主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が２より大きいためニック状切れ刃７による被削材１０の上面及び裏面の切削が出来ない状態となっており、被削材１０の上面及び裏面に発生するバリを除去することが出来ない。これを解決するためには被削材上面とニック状切れ刃７の高さを合わせる必要があり、切削加工を行うための段取り作業の難易度が増す。
【００３１】  図１１は主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が−２より小さい場合の工具の１回転時の展開状態と被削材を示した図である。図１１に示す工具の仕様は、主切れ刃のねじれ角が右１９°、主切れ刃の刃溝数が６溝で、ニック状切れ刃のねじれ角が左４５°、ニック状切れ刃の溝条数が９条である。すなわち主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が３となる。Ａ１〜Ａ６は主切れ刃の刃溝数を表し、ａ１〜ａ９はニック状切れ刃の溝条数を表す。被削材１０の斜線の違いは被削材であるＦＲＰ板が積層構造であることを示している。また、被削材上面の延長線１１、被削材裏面の延長線１２はそれぞれの主切れ刃及びニック状切れ刃の接触場所を明確にするために示した。
このときは、主切れ刃の長さＸがニック状切れ刃のニック幅Ｙより小さくなり主切れ刃２の作用が減少し、バリ発生を抑える作用が減少する。
【００３２】  図１２は、図１１と同様に被削材と他の本発明例の工具を１回転展開させた状態を示すものである。図１２に示す本発明例の仕様は主切れ刃のねじれ角が右１９°、刃溝数が６刃で、ニック状切れ刃のねじれ角が左４５°、溝条数が９条で配列した例、主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が−３である。なお、Ａ１〜Ａ６は主切れ刃の刃溝数を表し、ａ１〜ａ９はニック状切れ刃の溝条数を表す。被削材１０の斜線の違いは被削材であるＦＲＰ板が積層構造であることを示している。また、被削材上面の延長線１１、被削材下面の延長線１２はそれぞれの主切れ刃及びニック状切れ刃の接触場所を明確にするために示した。この場合は、主切れ刃の長さＸをニック状切れ刃のニック幅Ｙより大きく確保するためにニック溝６を配したが、ニック幅Ｙが小さくならざるを得なくなり、切り屑排出性が低下し、切り屑が詰まりやすくなり、バリ抑制効果が落ちる結果となる。
【００３３】  以上のことから本発明において、主切れ刃の刃溝数とニック状切れ刃の溝条数との数値関係は、主切れ刃の刃溝数からニック状切れ刃の溝条数を引いた差が、−２以上２以下の範囲（ただし０を含まない）にあることが好ましい。
【００３４】  なお、図１には、主切れ刃が６刃設けられている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば図１３、１４に示すように主切れ刃の刃溝数が１２溝で底刃を６枚持った形状のものなど種々の形態が採用できる。また、例えばルーターエンドミル１の主切れ刃２が右ねじれの場合は、底刃１６も使用して加工する段切削やポケット加工時などでも、主切れ刃２の全てが関与するのできれいな底面が得られる。
なお、本発明において主切れ刃の刃溝数が４溝未満と少ない場合、切削の断続性が増し、ＦＲＰのような薄板材をトリミング切削する場合、板材の振動が大きくなってバリが発生する恐れが生じる。このため、本発明においては、主切れ刃の刃溝数は４溝以上であることが好ましく、６溝以上とすることがより好ましい。なお、刃径にもよるが主切れ刃の刃溝数は実用上１６溝以下であることが好ましい。
【００３５】  また、本発明においては、ねじれた主切れ刃及びニック状切れ刃が超硬合金製であることにより耐摩耗性等の特性に優れたものとなり、好ましいルーターエンドミルを得ることができる。特に、主切れ刃及びニック状切れ刃にダイヤモンド焼結体を用い、上述の刃先諸元に生成したものが最も望ましい。超硬合金等を工具母材とし、主切れ刃及びニック状切れ刃の表面に硬質のダイヤモンドコーティング被覆処理を施してある場合も好ましい工具を得ることができる。また、硬度はダイヤモンドコートしたものより低いが刃先の鋭さが得られるＤＬＣコート膜を施したものも、バリを抑える効果が大きいために好ましい。
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、下記の実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００３６】  以下の表中にある各実施例では、本発明例、従来例、比較例を区分として示し、試料番号は本発明、従来例、比較例ごとに、連続の通し番号で記載した。
（実施例１）
本発明例１として、刃径Ｄが１２ｍｍで、右ねじれ角２０°、刃溝深さ１．８ｍｍ（刃径の１５％）、すくい角１０°の主切れ刃を６枚刃（すなわち主切れ刃の刃溝数も６）形成し、これに左４５°ねじれ配列で、ニック状切れ刃のすくい角βが５°でニック状切れ刃の溝条数が８溝で配設した本発明ルーターエンドミルを作製した。主切れ刃の長さＸは３．４ｍｍ、ニック幅Ｙは２．２ｍｍとした。
比較例１として、ニック状切れ刃が無いだけで、他の仕様は本発明例１と同じ仕様からなるルーターエンドミル、すなわち、刃径Ｄが１２ｍｍで、右ねじれ角２０°、刃溝深さ１．８ｍｍ、すくい角１０°の右ねじれ主切れ刃のみの６枚刃ルーターエンドミルを作製した。
上記本発明例１のルーターエンドミルおよび比較例１のニック状切れ刃の無いルーターエンドミルを使用し、被削材に加工長０．２５ｍ、板厚６ｍｍのアラミド繊維入りＦＲＰを用いた。切削条件は、切削速度２２６ｍ／ｍｉｎ、送り速度１２００ｍｍ／ｍｉｎで、工具の径方向に０．５ｍｍの切り込み量でトリミング加工を行なった。評価方法として、切削加工中の振動音を測定し、加工長０．２５ｍ毎に被加工材の表面状態を目視により観察してバリ発生の有無を確認した。加工長１ｍの時点でバリが発生せず切削加工中の振動音が９５ｄｂ以下のものを良好とした。その結果を、表１に示す。【００３７】
【表１】
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【００３８】  図１５は本発明例工具によるＦＲＰ材切削時の状態を示した図である。図１６は比較例工具によるＦＲＰ材切削時の状態を示した図である。本発明例は切削長３ｍ後も表面・裏面にバリ発生が無く、振動音も７５ｄｂで良好な結果であった。これに対し、比較例１のニック状切れ刃の無いルーターエンドミルは、０．５ｍ切削後で表面にバリが発生したので、切削を中止した。また、そのときの振動音は９８ｄｂであった。この結果より、本発明によるルーターエンドミルは、右ねじれ配列の主切れ刃と逆の左ねじれ配列のニック状切れ刃によりＦＲＰ板の振動を抑制しつつ、右ねじれの主切れ刃で裏面のバリ発生を防ぎ、かつ、左配列のニック状切れ刃で表面のバリ発生を防ぐことができることがわかる。【００３９】  （実施例２）
本発明例２〜７として刃径Ｄが１０ｍｍ、刃数が１２枚で主切れ刃のねじれ角が右１５°、主切れ刃の刃溝数が１２溝で、ニック状切れ刃のねじれ角が左４５°、ニック状切れ刃の溝条数が９条、１０条、１１条、１３条、１４条、１５条としたルーターエンドミルを各１本づつ作製した。なお、主切れ刃の刃溝深さは１．５ｍｍ（刃径の１５％）、すくい角は１０°とし、ニック状切れ刃のすくい角は３°、主切れ刃の長さＸとニック切れ刃の幅Ｙとの比Ｙ／Ｘは０．８とした。
比較例２として、ニック状切れ刃のねじれ角が左４５°、溝条数が１２条とし、他の仕様は本発明例と同じ仕様からなるルーターエンドミル、すなわち、刃径Ｄが１０ｍｍ、主切れ刃の刃溝深さは１．５ｍｍ（刃径の１５％）、すくい角は１０°とし、ニック状切れ刃のすくい角は３°、主切れ刃の長さＸとニック切れ刃の幅Ｙとの比Ｙ／Ｘは０．８としたルーターエンドミルを作製した。
上記本発明例のルーターエンドミルおよび、比較例のルーターエンドミルを使用し、被削材に板厚４ｍｍのＣＦＲＰ材を用いた。切削条件は、切削速度２００ｍ／ｍｉｎ、送り速度１２００ｍｍ／ｍｉｎで、工具の径方向に０．５ｍｍの切り込み量でトリミング加工を行なった。評価方法は実施例１と同様の方法で行った。その結果を、表２に示す。【００４０】
【表２】
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【００４１】  本発明例３〜６は切削長３ｍ後も表面・裏面にバリ発生が無く振動音も９５ｄＢ以下であった。本発明例２及び７は、１．５ｍ切削後には微小バリ発生は認められたが、切削長が１ｍの時点ではバリは発生しておらず、振動音は９５ｄＢ以下であった。これに対し比較例２は主切れ刃の刃数と同じ１２の溝条数でニック状切れ刃を配してあるため、干渉による切れ刃無しの部分が創成され、切削初期から削り残しが生じ層間剥離とバリが発生した。【００４２】  （実施例３）
本発明例８〜１２として主切れ刃の長さＸとニック切れ刃の幅Ｙとの比Ｙ／Ｘとニック状切れ刃の溝条数を変化させた以外は、刃径Ｄが１０ｍｍ、刃数が１２枚で主切れ刃のねじれ角が右１５°、主切れ刃の刃溝数が１２溝で、主切れ刃の刃溝深さは１．５ｍｍ（刃径の１５％）、すくい角は１０°とし、ニック状切れ刃のすくい角は３°で仕様を統一したルーターエンドミルを各１本づつ作製した。本発明例８〜１２ではニック状切れ刃の溝条数をそれぞれ６、８、９、１０、１５とし、主切れ刃の長さＸとニック切れ刃の幅Ｙとの比Ｙ／Ｘをそれぞれ０．３、０．５、０．８、０．９、１．１とした。
被削材、切削条件及び評価方法は実施例１と同様の方法で行った。その結果を、表３に示す。【００４３】
【表３】
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【００４４】  本発明例１０〜１１は切削長５ｍ後も表面・裏面にバリ発生が無く、振動音も低い状態であった。本発明例９は、微小バリ発生は認められたが、振動音も小さく切削面は正常であった。
これに対し本発明例８は、主切れ刃の長さＸに対するニック切れ刃の幅Ｙの比Ｙ／Ｘが０．３と小さく（すなわちニック状切れ刃部のポケットが小さく）、ニック状切れ刃による切り屑が詰まりやすくなること及び、板状被削材を抑える効果が減少し、ムシレ面と振動音が大きくなった。
本発明例１２は、Ｙ／Ｘ＞１すなわちニックの幅Ｙの方が主切れ刃の長さＸより大きいため工具が１回転しても削り残す部分が発生し、切削面が荒くなる。また振動音も大きくなった。
これらの結果から、主切れ刃の長さＸとニックの幅Ｙの比は、０．５≦Ｙ／Ｘ＜１であることが望ましい。【００４５】  （実施例４）
本発明例１３〜１７としてニック状切れ刃のすくい角βを変化させた以外は、刃径Ｄが１０ｍｍ、刃数が１２枚で主切れ刃のねじれ角が右２０°、主切れ刃の刃溝数が１２溝で、主切れ刃の刃溝深さは１．５ｍｍ（刃径の１５％）、すくい角は８°、主切れ刃の長さＸとニック切れ刃の幅Ｙとの比Ｙ／Ｘは０．８、ニック状切れ刃のねじれ角が左４５°、溝条数が９条で仕様を統一したルーターエンドミルを各１本づつ作製した。本発明例１３〜１７ではニック状切れ刃のすくい角βを−３°、０°、６°、１０°、１２°とした
被削材には板厚が１０ｍｍのＣＦＲＰ材を用いた、切削条件及び評価方法は実施例１と同様の方法で行った。その結果を、表４に示す。【００４６】
【表４】
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【００４７】  本発明例１４〜１６は、ニック状切れ刃に正のすくい角βを有しているためこの切れ刃の切れ味が優れ、板状被加工材の表面にバリを抑える効果があり、また振動音も小さい。
これに対し、すくい角βが負である本発明例１３は、切れ味が劣るため振動音も大きく、バリ発生時期が比較的早かった。
また反対にニック状切れ刃のすくい角βが大きい本発明例１７の場合は、初期の切れ味は良いがニック状切れ刃と主切れ刃との交点の刃先エッジ強度が弱くなり、チッピングが発生し１．５ｍ切削後急に切削振動が大きくなり、切削面も荒れ出した。
これらのことからニック状切れ刃部のすくい角βは、０°〜１０°の範囲が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】  本発明のルーターエンドミルは、少なくとも４枚以上の刃数からなるねじれた主切れ刃のねじれ角に対して逆ねじれ角で配列されたニック状切れ刃が少なくとも５刃以上設けられており、このニック状切れ刃の溝条数が主切れ刃の刃溝数と異なることを特徴とするルーターエンドミルである。このようなニック状切れ刃を設けることで、ねじれた主切れ刃とこれとは逆にねじれたニック状切れ刃の作用により、板状ＦＲＰ材の上下両面にバリを発生することなくＦＲＰ材の切削加工が可能である。適用分野は、車両、自動車または航空機の構造材などに使用されているＦＲＰ材の切削加工に適している。
【符号の説明】
【００４９】  １  ルーターエンドミル
２  主切れ刃
３  シャンク部
４  工具先端面
５  工具軸
６  ニック溝
７  ニック状切れ刃
８  ランド
９  主切れ刃とニック状切れ刃の交点
１０  被削材
１１  被削材上面の延長線
１２  被削材裏面の延長線
１３  主切れ刃による切削領域
１４  ニック状切れ刃による切削領域
１５  切り残し部
１６  底刃
Ｄ  刃径
θ１  主切れ刃のねじれ角
θ２  ニック状切れ刃のねじれ角
α  主切れ刃のすくい角
β  ニック状切れ刃のすくい角
Ｆ  刃溝深さ
Ｘ  主切れ刃の長さ
Ｙ  ニック幅
Ａ１  主切れ刃の刃溝数（１溝目）
Ａ２  主切れ刃の刃溝数（２溝目）
Ａ３  主切れ刃の刃溝数（３溝目）
Ａ４  主切れ刃の刃溝数（４溝目）
Ａ５  主切れ刃の刃溝数（５溝目）
Ａ６  主切れ刃の刃溝数（６溝目）
ａ１  ニック状切れ刃の溝条数（１条目）
ａ２  ニック状切れ刃の溝条数（２条目）
ａ３  ニック状切れ刃の溝条数（３条目）
ａ４  ニック状切れ刃の溝条数（４条目）
ａ５  ニック状切れ刃の溝条数（５条目）
ａ６  ニック状切れ刃の溝条数（６条目）
ａ７  ニック状切れ刃の溝条数（７条目）
ａ８  ニック状切れ刃の溝条数（８条目）
ａ９  ニック状切れ刃の溝条数（９条目）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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