(57)【要約】【課題】クランクピンに逃げ溝を形成するのに切削抵抗の増大を抑えるとともに切削負荷の分散を図る。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体１の先端部外周に形成された切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向くすくい５面と、すくい面５に交差する逃げ面６との交差稜線部に、エンドミル本体１の先端側に突出する切刃７が形成され、すくい面５は、軸線Ｏに直交する断面においてエンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に傾斜し、切刃７の内周部には正角の径方向すくい角αが与えられる。【選択図】図４
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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、このエンドミル本体の先端から後端側に延びる切屑排出溝が形成されており、
この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向いてすくい面とされる壁面と、上記エンドミル本体の先端側において上記すくい面に交差する逃げ面との交差稜線部に、上記エンドミル本体の先端側に突出する切刃が形成されていて、
上記すくい面は、上記軸線に直交する断面において上記エンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に傾斜しており、上記切刃の内周部には正角の径方向すくい角が与えられていることを特徴とする総形エンドミル。
【請求項２】
上記すくい面は、上記軸線に直交する断面において上記エンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従い凸曲線を描きつつエンドミル回転方向とは反対側に向かうように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の総形エンドミル。
【請求項３】
上記すくい面は、上記エンドミル本体の外周側から見てエンドミル回転方向に凸となる凸曲線状を描きつつ、上記エンドミル本体の後端側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に向かって延びていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の総形エンドミル。
【請求項４】
上記切刃は、エンドミル回転方向から見て上記エンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従い先端側に向かって延びる傾斜刃と、この傾斜刃の外周端に接するとともにエンドミル回転方向から見て上記エンドミル本体の外周側に向かうに従い先端側に突出した後に後端側に向かう凸曲線状の凸曲線刃とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の総形エンドミル。
【請求項５】
エンドミル回転方向から見て上記傾斜刃の上記軸線に垂直な平面に対する傾斜角が３０°以上であることを特徴とする請求項４に記載の総形エンドミル。
【請求項６】
上記すくい面には、上記切刃に交差する稜線が形成されていないことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の総形エンドミル。
【請求項７】
上記逃げ面には、上記切刃に交差する稜線が形成されていないことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の総形エンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランクシャフトにおけるクランクピンのバランスウェイトへの接続部にクランクピンの内周側に凹んだ逃げ溝を形成する総形エンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなエンドミルとして、特許文献１には、クランクシャフトのベアリング領域を加工するエンドミルであって、端面及び旋削用に設計された複数のインサートを有する基体を備え、複数のインサートは、端面上に又は端面内に配置されており、複数のインサートはそれぞれ、有効切削領域と非有効切削領域とを交互に含む少なくとも１つの切れ刃を有するものが記載されている。基体の外側には、いわゆる放射状インサートが配置され、曲線状の構造物すなわち上記逃げ溝を機械加工するのに使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２−５２８７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなクランクシャフトのクランクピンに逃げ溝を形成するのに用いられるエンドミルは、切刃の全長が被削材であるクランクシャフトのクランクピンに切り込まれるような加工形態で主に使用されることになるため、切削抵抗や切削負荷が大きくなって振動が生じ易くなる。このため、振動によって切刃にチッピングや欠損が生じたり、加工精度が損なわれたりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、特に上述のようなクランクシャフトのクランクピンに逃げ溝を形成するのに用いられる総形エンドミルにおいて、切削抵抗の増大を抑えるとともに切削負荷の分散を図ることが可能な総形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】
【０００６】
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、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、このエンドミル本体の先端から後端側に延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向いてすくい面とされる壁面と、上記エンドミル本体の先端側において上記すくい面に交差する逃げ面との交差稜線部に、上記エンドミル本体の先端側に突出する切刃が形成され、上記すくい面は、上記軸線に直交する断面において上記エンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に傾斜しており、上記切刃の内周部には正角の径方向すくい角が与えられていることを特徴とする。
【０００７】
このように構成された総形エンドミルでは、エンドミル本体の先端部外周に、エンドミル本体の先端側に突出する切刃が形成されており、クランクシャフトのクランクピンのバランスウェイトへの接続部にはこの切刃の形状を転写した逃げ溝がクランクピンの内周側に凹むように形成される。
【０００８】
ここで、この切刃のすくい面は、上記軸線に直交する断面においてエンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に傾斜しており、従って切刃はエンドミル本体の内周側における切刃の内周部の傾斜刃からクランクピンに切り込まれるが、このようにすくい面が傾斜していることにより、切刃の内周部には正角の径方向すくい角が与えられる。
【０００９】
従って、上記切刃の内周部は傾斜刃から徐々にクランクピンに切り込まれることになるので、切刃の内周部の切れ味を鋭くすることができ、切削抵抗が増大するのを抑制することができるとともに、切削負荷も分散させることができて、切刃にチッピングや欠損が生じたり、加工精度が損なわれたりするのを防ぐことができる。
【００１０】
なお、上記すくい面を、上記軸線に直交する断面において上記エンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従い凸曲線を描きつつエンドミル回転方向とは反対側に向かうように傾斜させることにより、切刃の内周部における刃物角を大きく確保することができてチッピングや欠損を一層確実に防止することができるとともに、切屑離れもよくなって良好な切屑排出性を得ることができる。
【００１１】
また、上記すくい面を、上記エンドミル本体の外周側から見てエンドミル回転方向に凸となる凸曲線状を描きつつ、上記エンドミル本体の後端側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に向かって延びるように形成することによっても、切刃に正角の軸方向すくい角を与えて切削抵抗の抑制や切削負荷の分散を図ることができるとともに、切刃のチッピングや欠損を一層確実に防止することができ、さらに良好な切屑排出性を得ることもできる。
【００１２】
ここで、上記切刃を、エンドミル回転方向から見て上記エンドミル本体の内周側から外周側に向かうに従い先端側に向かって延びる傾斜刃と、この傾斜刃の外周端に接するとともにエンドミル回転方向から見て上記エンドミル本体の外周側に向かうに従い先端側に突出した後に後端側に向かう凸曲線状の凸曲線刃とを備えたものとすることにより、切刃の内周部の軸線に対する径方向の長さを切刃の外周部よりも長くすることができ、径方向すくい角が正角となる範囲を大きくすることができるので、さらに確実に切削抵抗の増大抑制や切削負荷の分散を図ることができる。
【００１３】
なお、この場合には、エンドミル回転方向から見て上記傾斜刃の上記軸線に垂直な平面に対する傾斜角は３０°以上であることが望ましい。この傾斜角が３０°未満であると、必要な深さの逃げ溝を形成するためには、傾斜刃を長くしなければならず、切削抵抗の増大を招くおそれがある。
【００１４】
さらに、すくい面には、上記切刃に交差する稜線が形成されていないことにより、このような稜線と切刃との交点が起点となって切刃にチッピングが生じるのを防ぐことができるので、切刃の内周部の径方向すくい角を正角としても、長期に亙って安定した切削加工を行うことが可能となる。また、同じく上記逃げ面にも、上記切刃に交差する稜線が形成されていないことにより、同様の効果を得ることが可能となる。
【００１５】
ここで、このようにすくい面や逃げ面に切刃に交差する稜線が形成されていないとは、例えばすくい面や逃げ面の切刃に沿った方向のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３における最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ未満であることが望ましい。このような方向の最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ以上となるような段差がすくい面や逃げ面に形成されていると、上記稜線が目視でも確認でき、この稜線と切刃との交点からチッピングが生じるおそれが高くなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、クランクピンに最初に切り込まれる切刃の内周部に正角の径方向すくい角が与えられるので、切刃の内周部は徐々にクランクピンに切り込まれることになり、切削抵抗の増大を抑えることができるとともに、切削負荷を分散させることができ、切刃にチッピングや欠損が生じたり、加工精度が損なわれたりするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の正面図である。
【図３】図１に示す実施形態の先端部の側面図である。
【図４】図３におけるＺＺ断面図である。
【図５】図１に示す実施形態によってクランクシャフトのクランクピンのバランスウェイトとの接続部に逃げ溝を形成する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものであり、図５は、この実施形態の総形エンドミルによってクランクシャフトＳのクランクピンＰのバランスウェイトＷとの接続部に逃げ溝Ｇを形成する状態を示すものである。本実施形態において、エンドミル本体１は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした略円柱状に形成され、その後端部（図１において上側部分）は円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図１において下側部分）は切刃部３とされる。
【００１９】
このような総形エンドミルは、シャンク部２が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、図５において横方向に延びる図示されないクランクピンＰの中心線回りに回転される被削材であるクランクシャフトＳに向けて図５に矢線Ｆで示すように軸線Ｏ方向先端側に送り出され、切刃部３によってクランクピンＰのバランスウェイトＷとの接続部に逃げ溝Ｇを形成する。
【００２０】
切刃部３の外周には、エンドミル本体１の先端から後端側に延びる切屑排出溝４が周方向に間隔をあけて複数条（本実施形態では４条）形成されており、これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向いてすくい面５とされる壁面と、エンドミル本体１の先端側においてすくい面５に交差する逃げ面６との交差稜線部に、エンドミル本体１の先端側に突出する切刃７が形成されている。切刃部３の先端部外周には、エンドミル本体１の先端側に突出する突部８が形成され、切刃７はこの突部８上に形成される。
【００２１】
本実施形態において、切刃７は、エンドミル回転方向Ｔから見てエンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従い先端側に向かって直線状に延びる傾斜刃７Ａと、この傾斜刃７Ａの外周端に接するとともにエンドミル回転方向Ｔから見てエンドミル本体１の外周側に向かうに従い先端側に突出した後に後端側に向かう円弧等の凸曲線状の凸曲線刃７Ｂとを備えている。傾斜刃７Ａの軸線Ｏに垂直な平面に対する傾斜角θは３０°以上とされている。なお、４条の切屑排出溝４の先端部に形成される４つの切刃７は、軸線Ｏ回りの回転軌跡が一致させられている。
【００２２】
そして、すくい面５は、軸線Ｏに直交する断面において図４に示すように、エンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に傾斜しており、これによって傾斜刃７Ａと、凸曲線刃７Ｂのうち傾斜刃７Ａに連なってエンドミル本体１の外周側に向かうに従い先端側に突出する突端までの部分とを含む切刃７の内周部には正角の径方向すくい角αが与えられる。
【００２３】
なお、すくい面５は、図４に示したように軸線Ｏに直交する断面においてエンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従い凸曲線を描きつつエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かうように傾斜している。また、切刃７の軸線Ｏに対する径方向の長さは、上記内周部が、これよりも外周側の外周部（凸曲線刃７Ｂのエンドミル本体１先端側への突端から外周側に向かうに従い後端側に向かう部分）よりも長い。
【００２４】
また、すくい面５は、図３に示すようにエンドミル本体１の外周側から見ても、エンドミル回転方向Ｔに凸となる凸曲線状を描きつつ、後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かうように延びている。従って、切刃７の軸方向すくい角βも正角とされる。
【００２５】
さらに、すくい面５は、このように軸線Ｏに直交する断面とエンドミル本体１の外周側から見たときに凸曲線をなすエンドミル回転方向Ｔに膨らんだ１つの凸曲面によって形成されており、本実施形態ではこのすくい面５に切刃７と交差する稜線は形成されてはいない。同様に、逃げ面６も、傾斜刃７Ａに連なる範囲では平面状で、凸曲線刃７Ｂに連なる範囲では凸曲面状の１つの面によって形成され、この逃げ面６にも本実施形態では切刃７と交差する稜線は形成されてはいない。
【００２６】
ここで、このようにすくい面５や逃げ面６に切刃７と交差する稜線が形成されていないとは、例えばすくい面や逃げ面の切刃に沿った方向のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３における最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ未満であることであり、本実施形態では０．５８μｍとされている。この最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ以上であると、目視によってもこのような稜線を確認することができる。
【００２７】
このように構成された総形エンドミルは、軸線Ｏが上述したクランクピンＰの中心線と直交するように配設され、工具回転方向Ｔに回転するエンドミル本体１の先端側に突出する上記切刃７が被削材であるクランクシャフトＳのクランクピンＰのバランスウェイトＷとの接続部に切り込まれることにより、この接続部に切刃７の形状を転写した逃げ溝ＧをクランクピンＰの内周側に凹むように形成する。クランクピンＰは円柱状であるので、切刃７が接続部以外の位置にあるときにはクランクピンＰの外周側に離れており、クランクピンＰと干渉することはない。
【００２８】
そして、この切刃７のすくい面５は、軸線Ｏに直交する断面においてエンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に傾斜しており、従って切刃７は上記内周部からクランクピンＰに切り込まれるとともに、この切刃７の内周部には上述のように正角の径方向すくい角αが与えられる。
【００２９】
このため、この切刃７の内周部は、内周側の傾斜刃７Ａから徐々にクランクピンＰに切り込まれることになるので、切刃７の内周部の切れ味を鋭くすることができ、切刃７の全体がクランクピンＰに切り込まれる加工形態であっても、切削抵抗の増大を抑制することができるとともに、切削負荷も分散させることができる。従って、切刃７にチッピングや欠損が生じたり、加工精度が損なわれたりするのを防ぐことができる。
【００３０】
また、本実施形態では、すくい面５が、軸線Ｏに直交する断面においてエンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従い凸曲線を描きつつエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かうように傾斜させられている。このため、切刃７の内周部における刃物角を大きく確保することができるので、切刃７の内周部の径方向すくい角αを正角としても、切刃７のチッピングや欠損を一層確実に防止することができる。また、こうしてすくい面５が断面凸曲線状とされていることによって切屑離れもよくなるので、良好な切屑排出性を得ることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、すくい面５が、エンドミル本体１の外周側から見てもエンドミル回転方向Ｔに凸となる凸曲線状を描きつつ、エンドミル本体１の後端側に向かうに従いエンドミル回転方向とは反対側に向かって延びていて、切刃７は軸方向すくい角βも正角とされている。このため、さらに切削抵抗の抑制や切削負荷の分散を促すことができるとともに、切刃７のチッピングや欠損を一層確実に防止することができ、またより良好な切屑排出性を得ることもできる。
【００３２】
さらにまた、本実施形態では、エンドミル本体１先端側に突出する切刃７が、エンドミル回転方向Ｔから見てエンドミル本体１の内周側から外周側に向かうに従い先端側に向かって直線状に延びる傾斜刃７Ａと、この傾斜刃７Ａの外周端に接するとともにエンドミル回転方向Ｔから見てエンドミル本体１の外周側に向かうに従い先端側に突出した後に後端側に向かう円弧等の凸曲線状の凸曲線刃７Ｂとを備えている。
【００３３】
従って、これにより、切刃７の内周部の軸線Ｏに対するに径方向の長さを切刃７の上記外周部よりも長くすることができるので、径方向すくい角αが正角となる範囲を大きくすることが可能となり、さらに確実に切削抵抗の増大抑制や切削負荷の分散を図ることができる。
【００３４】
なお、この場合には、本実施形態のように、エンドミル回転方向Ｔから見て傾斜刃７Ａの軸線Ｏに垂直な平面に対する傾斜角θが３０°以上とすることが望ましく、これによって必要な溝深さの逃げ溝Ｇを形成するのに傾斜刃７Ａが長くなりすぎるのを防ぐことができ、さらに確実に切削抵抗の増大を抑えることができる。すなわち、この傾斜角θが３０°未満であると、必要な深さの逃げ溝を形成するためには傾斜刃７Ａを長くしなければならず、切刃７のうちクランクピンＰに切り込まれる部分が長くなって切削抵抗の増大を招くおそれがある。
【００３５】
さらに、上述のように切刃７の内周部の切れ味を鋭くしても、本実施形態の総形エンドミルでは、例えばすくい面５や逃げ面６の切刃７に沿った方向のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３における最大高さ粗さＲｚが２．０μｍ未満とされるなどして、これらすくい面５や逃げ面６に切刃７と交差する稜線が形成されないようにすることにより、鋭い切刃７にチッピングが生じるような事態を一層確実に防止することができる。
【００３６】
すなわち、このように切刃７に交差する稜線がすくい面５や逃げ面６に形成されていると、この稜線と切刃７との交点を起点として切刃７にチッピングが生じ易くなるが、本実施形態ではそのような起点となる交点を形成する稜線がすくい面５や逃げ面６に形成されていないので、切刃７の内周部の径方向すくい角αを正角として切れ味を鋭くしても、このようなチッピングが生じるのを防ぐことができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、すくい面５と逃げ面６との双方が、切刃７に交差する稜線が形成されていないものとしたが、すくい面５と逃げ面６の一方が切刃７に交差する稜線が形成されていないものとされていてもよい。ただし、本実施形態のように切刃７に交差する稜線がすくい面５と逃げ面６の双方に形成されていない方が、チッピングを確実にするためには望ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１  エンドミル本体
３  切刃部
４  切屑排出溝
５  すくい面
６  逃げ面
７  切刃
７Ａ  傾斜刃
７Ｂ  凸曲線刃
８  突部
Ｏ  エンドミル本体１の軸線
Ｔ  エンドミル回転方向
θ  エンドミル回転方向Ｔから見たときの傾斜刃７Ａの軸線Ｏに垂直な平面に対する傾斜角
α  切刃７の内周部の径方向すくい角
【図１】
2019171515.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019171515.tif 000006
【図５】
2019171515.tif 000007