(57)【要約】高能率の切削加工を可能にすると同時に、被削材に高精度の仕上げ面粗さを得ることを可能にする。中心軸(Ｏ)回りに配列した複数の底刃(３)と、底刃(３)の半径方向外周側に連続する円弧状の複数のラジアス刃(６)を有し、底刃(３)を半径方向に内周側底刃(４)と外周側底刃(５)とに区分し、切削時のラジアス刃(６)の最下点(Ｐｂ)を外周側底刃(５)とラジアス刃(６)との境界(Ｐ２)からラジアス刃(６)と外周刃(７)との境界(Ｐ４)までの区間に位置させ、複数の内周側底刃(４)の２番面(４０)を中心軸(Ｏ)寄りの部分においてつなぎ、つながった２番面(４０)の領域を中心軸(Ｏ)を含む領域から各内周側底刃(４)の半径方向外周側に向けて帯状に連続させ、帯状の領域の幅を中心軸(Ｏ)側から半径方向外周側に向けて次第に拡大させる。
2015068824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の先端部の切れ刃部が、中心軸回りに配列した複数の底刃と、前記底刃の半径方向外周側に連続する円弧状の複数のラジアス刃と、前記ラジアス刃の半径方向外周側に連続するとともに、刃溝に沿って前記工具本体の後端部側へに延設された複数の外周刃とを有するラジアスエンドミルであって、  前記底刃は半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分され、  前記ラジアス刃は、前記工具本体の切削時における前記ラジアス刃の最下点が、前記外周側底刃と前記ラジアス刃との境界から前記ラジアス刃と前記外周刃との境界までの区間に位置する形状をし、  前記複数の内周側底刃の２番面は前記中心軸寄りの部分において互いにつながり、前記工具本体の先端部を端面側から見たとき、前記複数の内周側底刃のつながった２番面の領域は前記中心軸を含む領域から各内周側底刃の半径方向外周側に向けて帯状に連続し、この帯状の領域の幅は前記中心軸側から半径方向外周側に向けて次第に拡大していることを特徴とするラジアスエンドミル。
【請求項２】
前記ラジアス刃の２番面と前記外周側底刃の２番面との境界と、前記外周側底刃との交点は、前記ラジアス刃のすくい面と前記底刃のすくい面との境界と、前記外周側底刃、もしくは前記ラジアス刃との交点とは異なる位置にあることを特徴とする請求項１に記載のラジアスエンドミル。
【請求項３】
前記ラジアス刃の２番面と前記外周側底刃の２番面との境界と、前記外周側底刃との交点は、前記ラジアス刃のすくい面と前記底刃のすくい面との境界と、前記外周側底刃との交点より半径方向外周側に位置していることを特徴とする請求項２に記載のラジアスエンドミル。
【請求項４】
前記工具本体の先端部を端面側から見たとき、前記複数の底刃は中心軸回りに工具本体の回転方向に均等に配列していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
【請求項５】
前記ラジアス刃の曲率半径は刃径の１％〜３０％の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
【請求項６】
前記底刃は２〜８枚であり、少なくとも切れ刃を構成する基体がＷＣ基超硬合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
【請求項７】
前記ラジアス刃の内、前記外周側底刃と前記ラジアス刃との境界から前記ラジアス刃と前記外周刃との境界までの区間が一定の曲率半径を有する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のラジアスエンドミルを用い、ポケット形状を有する溝部が形成された被削材に対し、次の条件式（１）及び（２）を満たすように軸方向切込みを設定し、前記溝部の等高線加工を行うことを特徴とする切削加工方法。  式（１）：ａｐ≦Ｒ／２０              ａｐ：軸方向切込み              Ｒ：ラジアス刃の曲率半径  式（２）：Ｌｗ＜ＬＲ＜Ｒ              Ｌｗ：（Ｒ２−Ｌｚ２）１／２              ＬＲ：外周側底刃とラジアス刃との境界から                    ラジアス刃の最下点までの長さ              Ｌｚ：（Ｒ−ａｐ） 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は金型の２次元加工や３次元加工等に使用されるラジアスエンドミル、及びそれを使用した切削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  プラスチック成型用金型等の金型は実用上、工具鋼（焼入れ焼戻し鋼、ＨＲＣ５０〜５５程度）で形成される。この種の金型の切削加工を高能率で行うために、底刃と外周刃とを円弧状のコーナ刃で接続したラジアスエンドミルが多用されている。ラジアスエンドミルはコーナ刃が円弧状であることから、他のエンドミル（例えばスクエアエンドミル）と対比すると、切削に関与する切れ刃が長くなり、しかも１刃当たりの最大切り取り量が小さくなるため、１刃当たりの切削抵抗が小さくなる利点を持つ。その結果、送り速度を速く設定する等により加工能率を向上せしめ、もって工具寿命を長くすることができる。【０００３】  しかし、ラジアスエンドミルで切削加工を行うと、切削に寄与する切れ刃が長くなるため、びびり振動が発生し易くなる。この傾向は特に送り速度や切込みを増大すると顕著である。その結果、工具寿命の低下に加え、加工面粗さが低下するといった大きな問題が発生する。そこで、加工面粗さ（加工面品位）の向上を図るために、特許文献１、２で以下の提案がなされている。【０００４】  特許文献１のラジアスエンドミルでは、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように工具本体１０２の底刃に設けた円弧刃１０３の外周側境界部１０３ａにバックテーパが施された外周刃１１１を、円弧刃１０３との境界部から共通の接線Ｌ１に沿って円弧状に形成させて滑らかに接続するとともに、各円弧刃１０３の回転方向前方側にはすくい面１０４を設けている。すくい面１０４を含む回転方向前方側は中心軸線Ｏ方向に水平断面視で略Ｖ字状に切除された切屑排出溝１０５が形成されている。円弧刃１０３の回転方向後方側には正の逃げ角を有する第一逃げ面１０７と、それより逃げ角の大きい第二逃げ面１０８とが連続して設けられている。また各円弧刃１０３の他方（中心軸線Ｏ側）の境界部１０３ｂでは、直線状の第一底刃１１２と第二底刃１１３とが順次工具本体１０２の基部側に傾斜して設けられて中心軸線Ｏ上に設けたチゼル部１１４で互いに交差している。【０００５】  特許文献１のラジアスエンドミル１０１によれば、外周刃１１１の半径を円弧刃１０３の半径よりも大きく（工具本体の半径の２〜１０倍の寸法に設定）している。また円弧刃１０３は外周刃１１１と反対側の境界部にすきま角が０．５°〜５°の第一底刃１１２を接続し、第一底刃１１２に、より大きな７°〜１５°のすきま角を有する第二底刃１１３を接続することにより、円弧刃１０３と外周刃１１１との境界部１０３ａでの切削がスムーズに行われ、びびり振動を抑えて面粗さを良好にしている。更に、第一底刃１１２のすきま角によって、ワーク底面における切削負荷を低減してびびり振動を抑制し、加工面の仕上がりが良いとされている。【０００６】  特許文献２のラジアスエンドミルは、刃径が６ｍｍ以下で首下長さを刃径の３倍以上に設けたロングネックラジアスエンドミルであり、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように刃部は、複数の外周刃１６、ラジアス刃１７、及び底刃１８を有する。底刃１８はラジアス刃１７に接続する外周側底刃１９、及び外周側底刃１９に接続され、工具中心方向に向かう内周側底刃１１０を有する。このロングネックラジアスエンドミルによれば、ラジアス刃１７は外周側底刃１９と滑らかに接続するため、内周側へわずかに伸延させて、伸延の最終点におけるラジアス刃１７の接線が外周側底刃１９となるように接続される。このようにラジアス刃１７と外周側底刃１９がつなぎ部において滑らかに接続されるよう、図７（ａ）に示すように特許文献２では外周側底刃１９のすかし角θ１及び内周側底刃１１０のすかし角θ２を特定の範囲に設定している。【０００７】  また図７（ｂ）に示すように外周側底刃１９の長さＬｃを特定の範囲で設けることにより、一刃の送り量が大きい場合にも、削り残しを確実に切削して除去することができるようにしている。更に、底刃１８の外周側底刃１９を内周側底刃１０に対して所定の角度θ３で回転方向後方へ傾斜させることにより、ロングネックラジアスエンドミルにおけるびびり振動を抑制し、加工面粗さの低下を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２１２７４４号公報
【特許文献２】特許第５０８８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  特許文献１のラジアスエンドミルは切れ刃の数が２枚の例を示しているが、工具本体の先端部を端面側から見たとき、底刃１１２、１１３の逃げ面（２番面）の幅が半径方向に一様であるため（図６（ｂ）参照）、底刃１１２、１１３が被削材を切削するときに受ける抵抗（曲げモーメント）に対し、相対的に半径方向外周側が弱点になり易い。切削時の曲げモーメントは中心軸Ｏからの距離に応じて増大するが、底刃逃げ面の幅が一様な場合、曲げモーメントに抵抗する回転方向（周方向）の断面積も半径方向に一様であるため、曲げ応力度が半径方向外周寄り程、大きくなり、相対的に破損し易くなる。また底刃逃げ面の幅が一様な場合、切れ刃の数が多くなる程、隣接する底刃間に形成されるギャッシュの回転方向の幅を十分に確保することが難しくなる。【００１０】  特許文献２のロングネックラジアスエンドミルでは、各内周側底刃の逃げ面が工具中心部でつながっていないため（図７（ｂ）参照）、昨今のプラスチック成型用金型のような高精度（サブミクロン以下）の仕上げ面を要求される加工分野における非常に過酷な要求を十分に満たすことはできず、更なる改良が必要となっている。【００１１】  本発明は上記背景を踏まえ、底刃の切削時の破損に対する安全性が高く、高能率の切削加工を行うことが可能で、しかも高精度の仕上げ面粗さを得ることができるラジアスエンドミル及び切削加工方法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】
【００１２】  上記目的を達成するための本発明のラジアスエンドミルは、工具本体の先端部の切れ刃部が、中心軸回りに配列した複数の底刃と、前記底刃の半径方向外周側に連続する円弧状の複数のラジアス刃と、前記ラジアス刃の半径方向外周側に連続するとともに、刃溝に沿って前記工具本体の後端部側へ延設された複数の外周刃とを有するラジアスエンドミルであって、  前記底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分され、  前記ラジアス刃が、前記工具本体の切削時における前記ラジアス刃の最下点が、前記外周側底刃と前記ラジアス刃との境界から前記ラジアス刃と前記外周刃との境界までの区間に位置する形状をし、  前記複数の内周側底刃の２番面が前記中心軸寄りの部分において互いにつながり、前記工具本体の先端部を端面側から見たとき、前記複数の内周側底刃のつながった２番面の領域が前記中心軸を含む領域から各内周側底刃の半径方向外周側に向けて帯状に連続し、この帯状の領域の幅が前記中心軸側から半径方向外周側に向けて次第に拡大していることを特徴とする。【００１３】  「底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分されること」は、底刃の回転方向後方側に形成される逃げ面である底刃の２番面を半径方向に内周側の２番面と外周側の２番面に区分する意味がある。但し、内周側底刃と外周側底刃との境界は必ずしも折れ線のように工具本体（ラジアスエンドミル）の表面側に凸の角度を持った点である必要はなく、内周側２番面と外周側２番面の境界も凸の稜線のように明確な境界線として表れるとも限らない。【００１４】  底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分されることはまた、切れ刃部にラジアス刃と底刃を形成する砥石による研削作業が関係する。複数の内周側底刃の２番面が互いにつながり、連続的な面をなすように切れ刃を研削する際に、請求項１のように回転方向に隣接する底刃間の距離が中心軸寄り程、小さくなるように２番面を形成する場合、中心軸寄りの内周側底刃の研削時に、ラジアス刃と外周側底刃の研削時に使用される砥石をそのまま使用することが難しい。この関係で、中心軸寄りの内周側底刃の研削時には、隣接する底刃との干渉を生じない形状、もしくは大きさの砥石を使用する必要が生じ、その影響で、底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分されることになる。【００１５】  すなわち、底刃が内周側底刃と外周側底刃とに区分されることは、複数の内周側底刃の２番面が中心軸寄りの部分においてつながった面を形成した上で、隣接する底刃間の距離が中心軸寄り程、小さくなる（帯状の領域の幅が中心軸側から半径方向外周側に向けて次第に拡大する）ように２番面を形成する目的を達成することの結果として生じる。従って底刃を半径方向に区分することは複数の２番面を連続的な面に形成し、帯状の領域の幅を半径方向外周側になる程、拡大することの意味がある。【００１６】  「複数の内周側底刃の２番面が中心軸寄り部分において互いにつながり」とは、複数の内周側底刃の２番面（逃げ面）が分離した面をなさないことを言う。このことは具体的には図１、図３−（ａ）に示すように全内周側底刃４の中心軸Ｏ寄りの端部が、その内周側底刃４の回転方向前方側に位置する内周側底刃４��２番面４０とその回転方向後方側に形成されるギャッシュ８（ギャッシュ壁面８０）との境界線と、中心軸Ｏより半径方向外周側の位置で交わることを言う。つながった複数の２番面４０の面自体は例えば連続的な面、または多面体のような面をなす。「連続的な面」は例えば曲率が一様であるか、曲率が連続的に変化するような曲面、または曲率が僅かずつ変化するような面であり、面は主に曲面であるが、平面を含むこともある。多面体は曲率が変化するような面を含むが、砥石による２番面４０の研削加工上、生じる凹凸面も含む。【００１７】  複数の内周側底刃４の２番面４０が互いにつながることで、各内周側底刃４に生じる切削時の振動が全内周側底刃４に分散し、伝播し易くなり、振動が内周側底刃４毎に生じにくくなる。またつながることで、各切れ刃２の剛性が均一化され、切削時に各切れ刃２に生じる抵抗が等しくなるため、切削中に工具本体にびびり振動が起こりにくくなり、被削材に高品質な加工面を出し易くなる。【００１８】  「複数の内周側底刃の２番面が中心軸寄り部分においてつながること」は言い換えれば、図１に示すように工具本体３０の先端部を端面側から見たとき、複数の内周側底刃４のつながった２番面４０の領域が中心軸Ｏを含む領域から各内周側底刃４の半径方向外周側に向けて帯状に連続していることである。【００１９】  この帯状の領域の幅が中心軸Ｏ側から半径方向外周側に向けて次第に拡大していることで、各内周側底刃４の２番面４０を含み、回転方向後方側の刃溝９までの工具本体３０の部分が切削時に受ける抵抗による曲げモーメントを半径方向のいずれの部分においても均等に生じさせることが可能になる。【００２０】  内周側底刃４が被削材Ｗを切削するとき、内周側底刃４の半径方向の各部には回転中心である中心軸Ｏからの距離に応じた曲げモーメントが作用し、曲げモーメントに対しては内周側底刃４の２番面４０を含み、回転方向後方側の刃溝９までの工具本体３０の部分が抵抗する。ここで、２番面４０が中心軸Ｏ側から半径方向外周側に向けて次第に拡大する形状をしていることで、切削時の曲げモーメントに抵抗する部分の断面積が半径方向中心軸側から外周側へ向けて次第に増加する。この結果、内周側底刃４の半径方向中心軸Ｏ寄りの部分に生じる曲げ応力度（曲げモーメント／断面係数）と半径方向外周寄りの部分に生じる曲げ応力度が均等になり易くなる。曲げモーメントに対する抵抗力が半径方向の各部において同等になることで、内周側底刃４の半径方向のいずれかの部分が相対的に弱点になりにくくなり、内周側底刃４の破損に対する安全性が向上する。【００２１】  またつながった２番面４０の領域の内、中心部分から延びる帯状の領域の幅が中心軸Ｏ側から半径方向外周側に向けて次第に拡大していることで、切れ刃の枚数が８枚等に多くなっても、隣接する底刃３、３間に形成されるギャッシュ８の回転方向の幅を十分に確保することが可能になる。【００２２】  図５に示すように工具本体３０（ラジアスエンドミル１）が切削状態にあるときのラジアス刃６の最下点Ｐｂは外周側底刃５とラジアス刃６との境界（接続部）Ｐ２からラジアス刃６と外周刃７との境界（接続部）Ｐ４までの区間に位置している。ラジ��ス刃６の最下点Ｐｂがこの状態にあることで、工具本体３０の回転軸Ｏが被削材Ｗの厚さ方向に対して傾斜した状態でラジアス刃６が被削材Ｗを切削することになっても、切削時に外周側底刃５とラジアス刃６の境界Ｐ２を被削材Ｗに接触させることを回避できるため、被削材Ｗに良好な加工面を形成することが可能になる。「工具本体３０が切削状態にあるときの（工具本体３０の切削時における）ラジアス刃６の最下点Ｐｂ」は、先端部を下に向け、工具本体３０を側面から見たときのラジアス刃６の最下点Ｐｂである。「工具本体３０の先端部を下に向ける」とは、工具本体３０の回転軸Ｏを被削材の厚さ方向（高さ方向）に向けることを意味する。【００２３】  工具本体３０の回転軸Ｏが被削材Ｗの厚さ方向に対して傾斜した状態でラジアス刃６が被削材Ｗを切削する最中に、回転軸Ｏの被削材Ｗの厚さ方向に対する角度が変化することがある場合には、ラジアス刃６の外周側底刃５との境界Ｐ２から外周刃７との境界Ｐ４までの区間が一定の曲率半径Ｒを有することが適切である。【００２４】  ラジアス刃６の曲率半径Ｒが一定であれば、図５に示す境界Ｐ２から境界Ｐ４までの区間の曲率中心ＯＲからラジアス刃６のいずれの点までの距離が一定になるため、工具本体３０の回転軸Ｏの傾斜角度が変化し、ラジアス刃６の切削部分がラジアス刃６の周方向に変化しても、切れ刃２上の不連続な点となり得る境界Ｐ２を被削材Ｗに接触させることなく、常に曲率中心ＯＲから一定距離の部分（区間）で切削する状態が得られる。切削に関与する切れ刃２の区間に不連続な点が存在しないことで、不連続点による切削傷等を被削材Ｗに与えることが回避されるため、加工能率向上の目的で切削速度を増大させた場合にも、工具本体３０のびびり振動が抑制され、被削材Ｗに高精度の加工面粗さを得ることができる。【００２５】  一方、図３−（ａ）に示すようにラジアス刃６の２番面６０と外周側底刃５の２番面５０との境界（境界線）ＳＲと外周側底刃５との交点Ｕ（Ｐ２）が、ラジアス刃６のすくい面６２と底刃３のすくい面３１との境界（境界線）Ｔと外周側底刃５、もしくはラジアス刃６との交点Ｖとが異なる位置にある場合（請求項２）には、切削時の抵抗によるラジアスエンドミル（工具本体）の破損に対する安全性が高まる利点がある。交点Ｕ（Ｐ２）は外周側底刃５とラジアス刃６との境界でもある。【００２６】  例えば図３−（ａ）において外周側底刃５とラジアス刃６との交点Ｕが連続した稜線（曲線）上の点ではなく、不連続な、表面側に凸になった点である場合に、図３−（ｃ）に示すように交点Ｖが交点Ｕに一致している場合は、切削時の抵抗が交点Ｕ（Ｖ）に集中し易くなるため、交点Ｕ付近が破損し易くなる傾向があり、ラジアスエンドミル１による切削加工が不安定になる可能性がある。【００２７】  これに対し、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように交点Ｕと交点Ｖが半径方向にずれ、異なる位置にある場合には、切削時の抵抗が交点Ｕと交点Ｖに分散して作用しようとするため、交点Ｕ付近と交点Ｖ付近の破損の可能性が低下する結果、ラジアスエンドミル１による切削加工の安定性が向上する。交点Ｕは外周側底刃５とラジアス刃６との境界であるから、「交点Ｕと交点Ｖが半���方向にずれる」とは、両すくい面６２、３１間の境界Ｔが切れ刃２に交わる点である交点Ｖが外周側底刃５上に位置する場合（図３）と、ラジアス刃６上に位置する場合があることを言う。図３−（ａ）は交点Ｖが交点Ｕ（Ｐ２）に近い場合、図３−（ｂ）は交点Ｕが内側周底刃４と外周側底刃５との境界Ｐ１に近い場合の例を示す。【００２８】  特に図３−（ａ）、（ｂ）に示すようにラジアス刃６の２番面６０と外周側底刃５の２番面５０との境界ＳＲと外周側底刃５との交点Ｕ（Ｐ２）が、ラジアス刃６のすくい面６２と底刃３のすくい面３１との境界Ｔと外周側底刃５との交点Ｖより半径方向外周側に位置している場合（請求項３）には、交点Ｕと交点Ｖとが一致している場合との対比ではラジアス刃６のすくい面６２の面積を大きく確保することができるため、切屑を一定方向に流れ易くすることが可能になる。結果的に被削材への切屑の干渉の影響が小さくなるため、被削材Ｗの加工面精度を向上させることが可能になる。ラジアス刃６のすくい面６２の面積は図３−（ｂ）のように交点Ｖを境界Ｐ１に近付ける程、拡大するため、切屑の排出性が向上する。【００２９】  また工具本体３０の先端部を端面側から見たとき、複数の底刃３が中心軸Ｏ回りに工具本体３０の回転方向（周方向）に均等に配列している場合（請求項４）には、工具本体３０のびびり振動が抑制され、被削材の加工面品位が良好になる効果が得られる。複数の底刃３が中心軸Ｏ回りに均等に配列していない場合には、各底刃３の切削量や切削深さに差が生じ得、各底刃３が受ける抵抗も相違し得るため、びびり振動が起こり易く、被削材の加工面品位が落ちる傾向もあるが、均等に配列している場合には各底刃３の切削量等に差が生じにくいことによる。【００３０】  本発明のラジアスエンドミル１においては、ラジアス刃６の曲率半径Ｒが刃径Ｄの１％〜３０％の範囲にあることが好ましい（請求項５）。曲率半径Ｒが刃径Ｄの１％未満では刃先強度の不足によりチッピングが発生し易く、刃径Ｄの３０％超では底刃３の形成が困難となることによる。【００３１】  またラジアスエンドミル１の実用性の面からは、底刃３（切れ刃２）は２〜８枚（好ましくは３〜８枚）であり、少なくとも切れ刃２を構成する基体がＷＣ基超硬合金で形成されていることが好ましい（請求項６）。更に加工精度の面からは、工具全体３０が一体のＷＣ基超硬合金製基体からなるソリッドエンドミルであることが好ましい。底刃３が３枚以上が好ましい理由は、つながった複数の内周側底刃４の２番面４０が工具本体３０の回転方向に均等に分散した形状になり、工具本体３０の切削時の安定性が増すことによる。加えて２枚刃より刃数が多くなることで、工具本体３０の送り速度を上げることができ、高能率に加工できることになる。【００３２】  請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のラジアスエンドミルは、ラジアス刃６の内、外周側底刃５とラジアス刃６との境界Ｐ２からラジアス刃６と外周刃７との境界Ｐ４までの区間が一定の曲率半径を有する場合に、ポケット形状を有する溝部が形成された被削材に対し、軸方向切込みを設定し、溝部の等高線加工を行う切削加工に適する。その際、次の条件式（１）及び（２）を満たすことが望ましい（請求項７）。  式（１）：ａｐ≦Ｒ／２０              ａｐ：軸方向切込み              Ｒ：ラジアス刃の曲率半径  式（２）：Ｌｗ＜ＬＲ＜Ｒ              Ｌｗ：（Ｒ２−Ｌｚ２）１／２              ＬＲ：外周側底刃とラジアス刃との境界から                    ラジアス刃の最下点までの長さ              Ｌｚ：（Ｒ−ａｐ）【００３３】  上記の２式を満たすことで、図５に示すようにラジアス刃６に一定の曲率を持たせた場合に、ラジアス刃６の内の円弧刃のみを被削材Ｗに接触させ、切れ刃２上の不連続点となり得る前記した境界Ｐ２（交点Ｕ）の被削材Ｗへの接触等による傷を発生させることなく、被削材Ｗに高品質な加工面を得ることができることが実験的に確認されている。ラジアス刃６の外周側底刃５との境界Ｐ２から外周刃７との境界Ｐ４までの区間が一定の曲率半径Ｒを有することは、前記のように工具本体３０の回転軸Ｏが被削材Ｗの厚さ方向に対して傾斜した状態でラジアス刃６が被削材Ｗを切削する最中に、回転軸Ｏの被削材Ｗの厚さ方向に対する角度が変化する場合にも、境界Ｐ２を被削材Ｗに接触させず、常に曲率半径Ｒが一定の部分で切削する状態が得られる意味がある。【００３４】  上記式（１）においては特にａｐ≦Ｒ／２０で、且つＲ／５０≦ａｐ≦Ｒ／２０であることが好ましく、Ｒ／３０≦ａｐ≦Ｒ／２０であることが更に好ましい。ａｐが式（１）の特定範囲を外れる程、加工面粗さが悪化することによる。上記式（２）のＬｗ＜ＬＲ＜Ｒである関係を満たすことには、境界Ｐ２の被削材Ｗへの接触等による傷の発生を回避し、良好な加工面粗さが得られる意味がある。
【発明の効果】
【００３５】  本発明のラジアスエンドミルによれば、すべての内周側底刃の逃げ面が工具中心側で互いにつながり、つながった２番面の領域が中心軸を含む領域から各内周側底刃の半径方向外周側に向けて帯状に連続し、帯状の領域の幅が半径方向外周側に向けて次第に拡大しているため、各内周側底刃の２番面を含む部分が切削時に受ける抵抗による曲げモーメントを半径方向のいずれの部分においても均等に生じさせることができる。この結果、内周側底刃の半径方向のいずれかの部分が相対的に弱点になりにくくなるため、内周側底刃の破損に対する安全性が向上する。【００３６】  また各内周側底刃の２番面が中心軸寄りの部分において互いにつながることで、各内周側底刃に生じる切削時の振動が全内周側底刃に分散し易く、振動が内周側底刃毎に生じにくくなるため、切削中に工具本体にびびり振動が起こりにくくなり、被削材に高品質な加工面を出し易くなる。結果的にサブミクロン以下の仕上げ面粗さを得ることができるため、プラスチック成型用金型のように極めて高精度の仕上げ面粗さ（例えば鏡面仕上げ）が要求されるワークの切削加工に好適である。【００３７】  加えて先端部を下に向け、工具本体を側面から見たときのラジアス刃の最下点が、外周側底刃とラジアス刃との境界からラジアス刃と外周刃との境界までの区間に位置していることで、切削時に外周側底刃とラジアス刃の境界を被削材に接触させることがないため、被削材に良好な加工面を形成することが可能になる。【００３８】  本発明の切削加工方法によれば、ラジアス刃に一定の曲率を持たせた場合に、ラジアス刃の円弧刃のみを被削材に接触させたまま、等高線加工によりポケット部の仕上げ加工を行うことができるため、極めて高精度の仕上げ面粗さが得られる。同時に、ラジアス刃先端部の切削抵抗が低減されるため、高速で切削加工を行っても、工具寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】工具本体の切れ刃部を先端側から見たときのラジアスエンドミルの製作例を示した正面図である。
【図２】図１のラジアスエンドミルをＡ方向に見たときの側面図である。
【図３（ａ）】図１のラジアスエンドミルの切れ刃部の端面を先端側から見たときの斜視図である。
【図３（ｂ）】ラジアス刃のすくい面と底刃のすくい面との境界と外周側底刃との交点Ｖが、内側周底刃と外周側底刃との境界Ｐ１に近い場合の切れ刃とすくい面の様子を示した斜視図である。
【図３（ｃ）】ラジアス刃のすくい面と底刃のすくい面との境界と外周側底刃との交点Ｖが、外周側底刃とラジアス刃との境界Ｐ２（交点Ｕ）に一致している場合の切れ刃とすくい面の様子を示した斜視図である。
【図４】図１のラジアスエンドミルの要部を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の切削加工方法を説明するための、図４のＢ部の拡大図である。
【図６（ａ）】特許文献１のラジアスエンドミルの先端部を示した側面図である。
【図６（ｂ）】特許文献１のラジアスエンドミルの底面図である。
【図７（ａ）】特許文献２のラジアスエンドミルの刃部を示した側面図である。
【図７（ｂ）】特許文献２のラジアスエンドミルの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】  以下、本発明のラジアスエンドミル１を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明のラジアスエンドミル１の切れ刃部２０を工具本体３０の先端側から見た様子を、図２は図１のラジアスエンドミル１をＡ方向に見た様子を示す。図１、２に示すようにラジアスエンドミル１は工具本体３０の先端部を端面側から見たとき、工具本体３０の中心軸Ｏ回りに配列した複数の底刃３と、底刃３の半径方向外周側に連続（接続）した円弧状の複数のラジアス刃６と、ラジアス刃６の半径方向外周側に連続（接続）するとともに、刃溝９に沿って工具本体３０の後端部（シャンク部（図示省略））側へ延設された複数の外周刃７とを有し、例えば工具本体３０の全体が一体的に形成されたソリッドタイプのラジアスエンドミルを構成している。図１中、Ｑは工具の回転方向を示す。図面では４枚刃のラジアスエンドミル１の例を示しているが、切れ刃２の数は４枚には限られない。
【００４１】  切れ刃部２０は複数枚の切れ刃２から、図面では４枚の切れ刃２ａ〜２ｄから構成される。各切れ刃２ａ〜２ｄは中心軸Ｏから半径方向に距離を置いた位置を起点とし、工具本体３０の回転方向に互いに距離を置いた４枚の底刃３ａ〜３ｄと、各底刃３ａ〜３ｄの半径方向外周側に連続（接続）する４枚のラジアス刃６ａ〜６ｄと、各ラジアス刃６ａ〜６ｄの半径方向外周側に連続（接続）する４枚の外周刃７ａ〜７ｄ（図２には外周刃７ａ、７ｃ、７ｄのみが表れる）から構成される。各外周刃７ａ〜７ｄは中心軸Ｏに対して所定角度傾斜しながら、工具本体３０の先端部の外周側から工具本体３０の後端部側へ延設され、工具本体３０の先端部の外周側コーナ付近では４枚のラジアス刃６ａ〜６ｄに連続（接続）する。
【００４２】  各外周刃７ａ〜７ｄは右刃・右ねじれ刃であり、ねじれ角は例えば１５°〜６０°の範囲に設定される。図示する例ではラジアスエンドミル１が４枚刃であるから、４枚刃より多い場合との対比では、各切れ刃２ａ〜２ｄとその回転方向後方側に形成される２番面（逃げ面）を含む刃部の断面積が大きいことで、高精度の仕上げ面粗さを得ることができる利点がある。
【００４３】  各底刃３ａ〜３ｄは中心軸Ｏ近くまで、図２に示すように中心軸Ｏに向かうに従い、工具本体３０の後端側へ傾斜しながら、等しい長さで形成されている。工具本体３０を端面側から見たとき、各底刃３ａ〜３ｄは半径方向に中心軸Ｏ寄りの内側周底刃４ａ〜４ｄと外周寄りの外周側底刃５ａ〜５ｄとに区分され、内側周底刃４ａ〜４ｄと外周側底刃５ａ〜５ｄとの境界Ｐ１は内側周底刃４ａ〜４ｄと外周側底刃５ａ〜５ｄの回転方向後方側に形成される逃げ面としての内周側底刃の２番面４０と外周側底刃の２番面５０を半径方向に区画する境界（境界線）Ｓｂの回転方向前方側の端部になる。境界Ｐ１と境界Ｓｂは工具本体３０の表面側に凸の点、または凸の稜線として明確に表れる場合と表れない場合がある。
【００４４】  各底刃３ａ〜３ｄは中心軸Ｏまわりの円周方向（回転方向）に等しい中心角９０°をなすように等間隔に配置された等分割タイプの底刃を構成している。かかる等分割配置により、後述する図５に示すように各切れ刃２ａ〜２ｄが被削材（ワーク）Ｗに接触する周期が一定になり、送り速度や切り込みを広範囲に増加させても切削抵抗が過大とならないため、びびり振動を抑制することができる。
【００４５】  図１に示すように各内周側底刃４ａ〜４ｄの各２番面４０（内周側底刃４の逃げ面）は中心軸Ｏ寄りの部分において互いにつながり、連続的な、あるいは連続した面をなしており、４枚刃の場合、これら４枚の２番面４０は集合して略十字状に形成されている。かかる形状により、従来のラジアスエンドミルに比べて各刃にかかる切削抵抗が均一になるため、高能率加工を行ってもびびり振動が抑制され、高精度の加工面粗さを得ることができる。
【００４６】  各内周側底刃４の２番面４０の回転方向後方側には、回転方向に隣接する切れ刃２、２間のギャッシュ８を構成するギャッシュ壁面８０が連続（隣接）し、このギャッシュ壁面８０とその回転方向前方側の２番面４０との間には凸の稜線が表れる。この凸の稜線の中心軸Ｏ側の端部は中心軸Ｏより半径方向外側の位置においてその回転方向後方側の内周側底刃４と交わり、この交わった点が前記した各切れ刃２ａ〜２ｄの中心軸Ｏ寄りの起点となる。
【００４７】  この結果、複数の内周側底刃４の２番面４０が集合した形状は中心軸Ｏを含む領域から各内周側底刃４の半径方向外周側に向けて帯状に連続した凹多角形状の形状をし、４枚刃の場合に略十字状になる。「中心軸Ｏを含む領域」はギャッシュ壁面８０とその回転方向前方側の２番面４０との間の凸の稜線と回転方向後方側の内周側底刃４との交点（中心軸Ｏ寄りの起点）を含む領域であり、多角形状、あるいは円形状の領域と言える。
【００４８】  中心軸Ｏを含む領域から各内周側底刃４の半径方向外周側に向けて連続した帯状の領域の幅は中心軸Ｏ側から半径方向外周側に向けて次第に拡大し、内周側底刃４が被削材Ｗを切削するときに中心軸Ｏ回りに受ける曲げモーメントに対する抵抗力（曲げ応力度）が半径方向の全長に亘って均等（一様）になるようになっている。
【００４９】  また図４、図５に示すように工具本体３０（ラジアスエンドミル１）が切削状態にあるときのラジアス刃６の最下点Ｐｂが外周側底刃５とラジアス刃６との境界（接続部）Ｐ２からラジアス刃６と外周刃７との境界（接続部）Ｐ４までの区間に位置するように、最下点Ｐｂと境界Ｐ２の位置が調整された形状にラジアス刃６が形成される。工具本体３０の切削状態は工具本体３０の先端部を下に向け、工具本体３０を側面から見たときの様子でもある。
【００５０】  ここで、切削状態にある工具本体３０の回転軸Ｏの傾斜角度が変化し、ラジアス刃６の切削部分がラジアス刃６の周方向に変化しても、常に曲率中心ＯＲから一定距離の部分で切削する状態を得る上では、図５に示す境界Ｐ２から境界Ｐ４までの区間の曲率半径Ｒが一定になる形状にラジアス刃６が形成される。この場合、境界Ｐ２から境界Ｐ４までの区間においては曲率中心ＯＲからラジアス刃６までの距離が一定になるため、境界Ｐ２から境界Ｐ４までの区間にラジアス刃６の最下点Ｐｂが位置していることと併せ、境界Ｐ２を被削材Ｗに接触させることなく、ラジアス刃６が被削材Ｗを切削し、被削材Ｗに良好な加工面を形成することが可能になっている。
【００５１】  切れ刃２（２ａ〜２ｄ）を構成する内周側底刃４（４ａ〜４ｄ）及び外周側底刃５（５ａ〜５ｄ）とラジアス刃６（６ａ〜６ｄ）の回転方向後方側には逃げ面が形成される。内周側底刃４の回転方向後方側に連続（隣接）する逃げ面は前記した内周側底刃４の２番面４０であり、外周側底刃５の回転方向後方側には外周側底刃５の２番面５０が連続し、ラジアス刃６の回転方向後方側にはラジアス刃６の２番面６０が連続する。内周側底刃４の２番面４０と外周側底刃５の２番面５０は互いに異なる面をなす場合と、曲率が連続的に変化するような曲面を介して連続した面をなす場合がある。同様に外周側底刃５の２番面５０とラジアス刃６の２番面６０も互いに異なる面をなす場合と、曲面を介して連続した面をなす場合がある。
【００５２】  図１では便宜的に内周側底刃４の２番面４０と外周側底刃５の２番面５０を区画する境界線としてＳｂを、外周側底刃５の２番面５０とラジアス刃６の２番面６０を区画する境界線としてＳＲを記入しているが、いずれの境界線Ｓｂ、ＳＲも明確に表れる場合と明確に表れない場合がある。
【００５３】  外周側底刃５の２番面５０とラジアス刃６の２番面６０の回転方向後方側には、それぞれの２番面５０、６０の逃げ角より大きい逃げ角をなし、互いに異なる面をなす外周側底刃の３番面５１とラジアス刃６の３番面６１が形成される。外周側底刃の３番面５１とラジアス刃６の３番面６１は半径方向に隣接する。
【００５４】  半径方向に連続する各底刃３（３ａ〜３ｄ）及び各ラジアス刃６（６ａ〜６ｄ）の回転方向前方側と、内周側底刃４の２番面４０から、外周側底刃５の３番面５１を経たラジアス刃６の３番面６１までの区間との間には、切屑を排出し易くするための前記したギャッシュ８が形成されている。ギャッシュ８は図１〜図３に示すように底刃３のすくい面３１及びラジアス刃のすくい面６２と、前記したギャッシュ壁面８０と、すくい面６２の回転方向前方側に隣接するギャッシュ底面８１から構成される。
【００５５】  各底刃３（３ａ〜３ｄ）の回転方向前方側にはすくい面３１（３１ａ〜３１ｄ）が形成され（図２では３１ａのみが見える）、このすくい面３１は図２、図３−（ａ）に示すように境界（境界線）Ｔを介してラジアス刃６のすくい面６２に連続（隣接、または連接）している。境界Ｔは主に凸の稜線をなす。
【００５６】  図３−（ａ）、（ｂ）に示すようにラジアス刃６の２番面６０と外周側底刃５の２番面５０との境界（境界線）ＳＲと外周側底刃５との交点Ｕ（ラジアス刃６と外周側底刃５との境界Ｐ２）は、ラジアス刃６のすくい面６２と底刃３のすくい面３１ａとの境界（境界線）Ｔと外周側底刃５、もしくはラジアス刃６との交点Ｖとは異なる位置にある。交点Ｕと交点Ｖが一致している場合（図３−（ｃ））には、底刃３からラジアス刃６までの区間において被削材Ｗを切削するときの抵抗（曲げモーメント）が交点Ｕ（交点Ｖ）に集中的に作用するため、交点Ｕ（交点Ｖ）が破損する可能性がある。
【００５７】  これに対し、交点Ｕと交点Ｖが異なる位置にある場合には、底刃３からラジアス刃６までの区間において被削材Ｗを切削するときの抵抗が交点Ｕと交点Ｖに分散して作用するため、交点Ｕと交点Ｖの破損の可能性が低下し、底刃３からラジアス刃６までの区間が安定して被削材Ｗを切削する状態が得られる。図３−（ａ）、（ｂ）では交点Ｖが交点Ｕより半径方向中心寄りに位置し、交点Ｖが外周側底刃５上にあるが、切削時の抵抗を交点Ｕと交点Ｖに分散させる上では、交点Ｖが交点Ｕより半径方向外周寄りに位置し、ラジアス刃６上に位置してもよい。
【００５８】  只、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように交点Ｖが交点Ｕより半径方向中心寄りに位置している場合には、両交点Ｖ、Ｕが一致している場合よりラジアス刃６のすくい面６２の面積（表面積）を大きく確保できるため、すくい面６２に沿った切屑の流れを生じさせ易くなる利点がある。結果として、切屑が一定方向に流れ易くなり、被削材への切屑の干渉が少なくなるため、被削材Ｗの加工面精度を向上させることができる。図３−（ａ）では中心軸Ｏに関して左上（切れ刃２ａの上側）部分に交点Ｖ、Ｕを記入しているが、交点Ｖが交点Ｕより半径方向中心寄りに位置している点は他の切れ刃２ｂ〜２ｄにおいても同様である。図３−（ｂ）は特に交点Ｖを中心軸Ｏ寄りに位置させ、ラジアス刃６のすくい面６２の面積を（ａ）の例より拡大させた場合の例を示す。
【００５９】  各切れ刃２（２ａ〜２ｄ）の内、図４、図５に示すように立面で見たときに直線状に形成された底刃３は前記のように境界（接続部）Ｐ１を介して内周側底刃４（Ｏ−Ｐ１間）と外周側底刃５（Ｐ１−Ｐ２間）とに区分（区画）されている。図４では内周側底刃４が外周側底刃５よりも長く形成されているが、図３−（ａ）に示すように外周側底刃５が内周側底刃４よりも長く形成されることもある。ラジアス刃６の区間である、外周側底刃５とラジアス刃６との境界（接続部）Ｐ２からラジアス刃６と外周刃７との境界（接続部）Ｐ４までの区間は一定の曲率半径Ｒ（曲率中心：ＯＲ）を有する円弧状に形成されている。
【００６０】  ラジアス刃６の外周側底刃５との境界Ｐ２から外周刃７との境界Ｐ４までの区間が一定の曲率半径Ｒを有することで、前記のようにラジアス刃６が被削材Ｗを切削中に、回転軸Ｏの被削材Ｗの厚さ方向に対する角度の変化に拘わらず、ラジアス刃６と外周側底刃５との間で曲率が不連続となる境界Ｐ２を被削材Ｗに接触させず、常にラジアス刃６の一定曲率の部分で被削材Ｗを切削する状態が得られる。
【００６１】  円弧状のラジアス刃６の曲率半径Ｒは前記のように刃径Ｄの１％〜３０％であることが好ましく、５％〜２０％であることが更に好ましい。曲率半径Ｒが刃径Ｄの１％未満では刃先強度の不足によりチッピングが発生し易くなり、刃径Ｄの３０％超では底刃３の形成が困難となるため、本発明の効果を奏することができない。なお、刃径Ｄは実用上、０．５〜２０ｍｍの範囲にあることが適切であり、好ましい範囲は１〜１６ｍｍである。
【００６２】  上述の通り、各内周側底刃４の逃げ面４０はラジアスエンドミル１の中心部で互いにつながり、連続した面をなしているため、中心軸Ｏ付近の工具剛性が高く、全ての切れ刃２（２ａ〜２ｄ）にかかる切削抵抗を均一にすることができる。その結果、切削時の工具本体３０の振動が抑えられ、被削材Ｗの面精度を向上させることができる。
【００６３】  その上、各外周側底刃５（５ａ〜５ｄ）及び各ラジアス刃６（６ａ〜６ｄ）が逃げ角の異なる複数の逃げ面（２番面と３番面）を有することで、各底刃３（内周側底刃４及び外周側底刃５）と各ラジアス刃６とが滑らかに接続される（隣接する）ため、各内周側底刃４及び外周側底刃５の勾配が比較的緩やかになっている。これにより、例えば金型のポケット加工を行う場合、図４に示すようにラジアス刃６の一部（ＰａからＰｃまでの円弧）のみが被削材（ワークＷ）に接するように軸方向切込みａｐを設定することにより、加工面を鏡面仕上げといった高精度に仕上げることが可能になる。
【００６４】  図１に示す本発明のラジアスエンドミル１を使用して、金型等に形成されたポケット状の溝部の仕上げ加工を行う場合は、図５に示す等高線加工（浅切込み且つ高速送り）を行うことにより、高精度の仕上面を得ることができる。この等高線加工においては、軸方向切込みａｐを次の条件式（１）及び（２）を満足するように設定することが必要になる。  式（１）：ａｐ≦Ｒ／２０    但し、ａｐ：軸方向切込み            Ｒ：ラジアス刃の曲率半径である。  式（２）：Ｌｗ＜ＬＲ＜Ｒ    但し、Ｌｗ：（Ｒ２−Ｌｚ２）１／２          ＬＲ：ラジアス刃と外周側底刃との境界Ｐ２から                ラジアス刃の最下点Ｐｂまでの長さ          Ｌｚ：（Ｒ−ａｐ）である。
【００６５】  上記のように軸方向切込みａｐを設定して等高線加工を行うことにより、一定曲率を持つラジアス刃６の区間（Ｐ２〜Ｐ４）の内、一部の区間（Ｐａ〜Ｐｃ）のみが被削材Ｗに接触し、ラジアス刃６と外周側底刃５との境界Ｐ２は被削材Ｗに接触しないため、被削材Ｗに高精度の仕上げ面を得ることができる。
【００６６】  本発明のラジアスエンドミル１の切れ刃部２０を中心軸Ｏの方向に見たとき、図１に示すように中心軸Ｏに直交する端面上、複数の切れ刃２と逃げ面が中心軸Ｏに関して点対称な状態で、回転方向に等間隔に配列しているため、各切れ刃２を含む部分の切削抵抗に基づく振動に差が生じにくい。この関係で、互いに直交する切れ刃２を含む部分間に、共振によるびびりが発生し易くなる可能性があるが、上記のように切削抵抗が増大しないような切削条件を設定することで、共振によるびびりの発生を回避することができ、より高精度の仕上げ面を得ることが可能になる。
【００６７】（実験例１）  被削材（試料）として、直方体状の鋼材（工具鋼（焼入れ焼戻し鋼）、ＨＲＣ５２）を準備し、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍ、深さ６ｍｍ（隅部はすべてＲ＝３ｍｍ）のポケット加工を行った。まず、日立ツール株式会社製のラジアスエンドミル（商品名：ＥＴＭ４０４０−１０−ＴＨ、４枚刃、刃径４ｍｍ、ラジアス刃の曲率半径１ｍｍ、刃長２ｍｍ、首下長１２ｍｍ、首径３．８ｍｍ、全長６０ｍｍ、シャンク径６ｍｍ、切れ刃にＴｉＳｉＮ皮膜が被覆されている。）を使用して、下記の切削条件で粗加工を行った。
【００６８】＜粗加工条件＞工具回転数：９０００ｍｉｎ−１送り速度：１１００ｍｍ／ｍｉｎａｐ（軸方向切込）：０．２ｍｍａｅ（径方向切込み）：１．５ｍｍクーラント：水溶性切削液
【００６９】  次いで図１に示す本発明のラジアスエンドミル１（Ｃｏ含有量が１１質量％のＷＣ基超硬合金製基体を使用、４枚刃、刃径４ｍｍ、ラジアス刃の曲率半径１ｍｍ、刃長４ｍｍ、首下長さ６ｍｍ、首径３．８ｍｍ、全長６０ｍｍ、シャンク径４ｍｍ、切れ刃に平均膜厚２μｍのＴｉＳｉＮ皮膜を有する。）を用いて、下記の切削条件で仕上げ加工を行った。
【００７０】＜仕上げ加工条件＞工具回転数：２２０００ｍｉｎ−１送り速度：１２００ｍｍ／ｍｉｎａｐ（軸方向切込み）：０．０１ｍｍａｅ（径方向切込み）：０．０５ｍｍクーラント：水溶性切削液
【００７１】  得られた仕上げ加工後の試料のポケット部の表面粗さを測定した結果、送り方向はＲａ：０．０３μｍ、Ｒｚ＝０．２５μｍであり、工具送りに直交する方向はＲａ：０．０２μｍ、Ｒｚ＝０．１３μｍであって、底面と隅部との段差は認められず極めて良好な仕上げ面が得られることが確認された。
【００７２】（実験例２）  日立ツール株式会社製のラジアスエンドミル（商品名：ＥＰＰ４０４０−１０−ＴＨ、４枚刃、刃径４ｍｍ、コーナ半径１ｍｍ、刃長４ｍｍ、首下長さ６ｍｍ、首径３．８ｍｍ、全長６０ｍｍ、シャンク径４ｍｍ、実験例１の本発明のラジアスエンドミル１と同じＷＣ基超硬合金製基体及び同じＴｉＳｉＮ皮膜を有する。）を用いて仕上げ加工を行った以外は、実験例１と同様の条件でポケット加工を行った。
【００７３】  得られた仕上げ加工後の試料のポケット部の表面粗さを測定した結果、送り方向はＲａ：０．０５μｍ、Ｒｚ＝０．４μｍであり、工具送りに直交する方向はＲａ：０．０４μｍ、Ｒｚ＝０．３２μｍであって、底面と隅部との段差は認められず良好な仕上げ面が得られることが確認された。
【００７４】  本発明のラジアスエンドミル（実験例１）によれば、従来品（実験例２）と比較して高精度の仕上面が得られるため、金型（プラスチック用金型）に好適である。
【００７５】  図１では、各底刃３ａ〜３ｄが中心軸Ｏまわりの円周方向（回転方向）に等しい中心角９０°間隔で配置された例を示しているが、隣接する底刃３、３間のなす角度の大きさは図１の例には限定されず、複数の底刃３が必ずしも等間隔に配列するとも限らない。例えば各底刃３ａ〜３ｄが、中心軸Ｏまわりの円周方向に中心角が８９°〜９１°の範囲内で配置された場合も本発明の効果を奏することができる。また前記範囲外の不等分割の底刃の配置であっても切削条件を適宜選択すれば、本発明の効果を奏することは期待し得る。
【００７６】  図面では切れ刃２が４枚の例を示しているが、本発明のラジアスエンドミル１においては、刃数が８枚を超えると切削抵抗が増大し、加工面品位の低下といった不具合が発生する関係で、切れ刃２の刃数は２〜８枚が好ましく、工具本体３０の安定面からは３〜８枚がより好ましい。
【００７７】  なお、本発明のラジアスエンドミル１はソリッドタイプでなくてもよい。例えばラジアスエンドミル１の一部である切れ刃部２０と、別体のシャンク部とを機械的な締結手段又は拡散接合等により一体化して構成したラジアスエンドミルも本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】  １……ラジアスエンドミル、  ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……切れ刃、  ３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……底刃、  ４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ……内周側底刃、  ５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ……外周側底刃、  ６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ……ラジアス刃、  ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ……外周刃、  ８……ギャッシュ、  ９……刃溝、  １０、１１……接続部、  ２０……切れ刃部  ３０……工具本体  ３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｄ……底刃のすくい面、  ４０……内周側底刃の２番面、  ５０……外周側底刃の２番面、  ５１……外周側底刃の３番面、  ６０……ラジアス刃の２番面、  ６１……ラジアス刃の３番面、  ６２……ラジアス刃のすくい面、  ７０……外周刃の２番面、  ７２……外周刃のすくい面、  ８０……ギャッシュ壁面、  ８１……ギャッシュ底面、  Ｄ……刃径、  Ｏ……中心軸、  ＯＲ……ラジアス刃の円弧の中心位置、  Ｐ１……内周側底刃と外周側底刃との境界（接続部）、  Ｐ２……外周側底刃とラジアス刃との境界（接続部）、  Ｐ３……Ｂ部を説明するための表示点、  Ｐ４……ラジアス刃と外周刃との境界（接続部）、  Ｐａ〜Ｐｃ……被削材に接するラジアス刃の円弧  Ｐｂ……ラジアス刃の最下点、  Ｓｂ……外周側底刃の２番面と内周側底刃の２番面との境界、  ＳＲ……ラジアス刃の２番面と外周側底刃の２番面との境界、  Ｔ……ラジアス刃のすくい面と底刃のすくい面との境界、  Ｕ……境界ＳＲと外周側底刃との交点、  Ｖ……境界Ｔと外周側底刃との交点、  Ｗ……被削材（ワーク）。 
【図１】
2015068824.tif 000003
【図２】
2015068824.tif 000004
【図３（ａ）】
2015068824.tif 000005
【図３（ｂ）】
2015068824.tif 000006
【図３（ｃ）】
2015068824.tif 000007
【図４】
2015068824.tif 000008
【図５】
2015068824.tif 000009
【図６（ａ）】
2015068824.tif 000010
【図６（ｂ）】
2015068824.tif 000011
【図７（ａ）】
2015068824.tif 000012
【図７（ｂ）】
2015068824.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月3日(2015.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の先端部の切れ刃部が、中心軸回りに配列した複数の底刃と、前記底刃の半径方向外周側に連続する円弧状の複数のラジアス刃と、前記ラジアス刃の半径方向外周側に連続するとともに、刃溝に沿って前記工具本体の後端部側へ延設された複数の外周刃とを有するラジアスエンドミルであって、
前記底刃は半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分され、
前記ラジアス刃は、前記工具本体の切削時における前記ラジアス刃の最下点が、前記外周側底刃と前記ラジアス刃との境界から前記ラジアス刃と前記外周刃との境界までの区間に位置する形状をし、
前記複数の内周側底刃の２番面は前記中心軸寄りの部分において互いにつながり、前記工具本体の先端部を端面側から見たとき、前記複数の内周側底刃のつながった２番面の領域は前記中心軸を含む領域から各内周側底刃の半径方向外周側に向けて帯状に連続し、この帯状の領域の幅は前記中心軸側から半径方向外周側に向けて次第に拡大し、
前記全内周側底刃の前記中心軸寄りの端部が、その内周側底刃の回転方向前方側に位置する前記内周側底刃の２番面とその回転方向後方側に形成されるギャッシュとの境界線と、前記中心軸より半径方向外周側の位置で交わっていることを特徴とするラジアスエンドミル。
【請求項２】
前記ラジアス刃の２番面と前記外周側底刃の２番面との境界と、前記外周側底刃との交点は、前記ラジアス刃のすくい面と前記底刃のすくい面との境界と、前記外周側底刃、もしくは前記ラジアス刃との交点とは異なる位置にあることを特徴とする請求項１に記載のラジアスエンドミル。
【請求項３】
前記ラジアス刃の２番面と前記外周側底刃の２番面との境界と、前記外周側底刃との交点は、前記ラジアス刃のすくい面と前記底刃のすくい面との境界と、前記外周側底刃との交点より半径方向外周側に位置していることを特徴とする請求項２に記載のラジアスエンドミル。
【請求項４】
前記工具本体の先端部を端面側から見たとき、前記複数の底刃は中心軸回りに工具本体の回転方向に均等に配列していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
【請求項５】
前記ラジアス刃の曲率半径は刃径の１％〜３０％の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
【請求項６】
前記底刃は２〜８枚であり、少なくとも切れ刃を構成する基体がＷＣ基超硬合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のラジアスエンドミル。
【請求項７】
前記ラジアス刃の内、前記外周側底刃と前記ラジアス刃との境界から前記ラジアス刃と前記外周刃との境界までの区間が一定の曲率半径を有する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のラジアスエンドミルを用い、ポケット形状を有する溝部が形成された被削材に対し、次の条件式（１）及び（２）を満たすように軸方向切込みを設定し、前記溝部の等高線加工を行うことを特徴とする切削加工方法。
式（１）：ａｐ≦Ｒ／２０
ａｐ：軸方向切込み
Ｒ：ラジアス刃の曲率半径
式（２）：Ｌｗ＜ＬＲ＜Ｒ
Ｌｗ：（Ｒ２−Ｌｚ２）１／２
ＬＲ：外周側底刃とラジアス刃との境界からラジアス刃の最下点までの長さ
Ｌｚ：（Ｒ−ａｐ）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１１］
本発明は上記背景を踏まえ、底刃の切削時の破損に対する安全性が高く、高能率の切削加工を行うことが可能で、しかも高精度の仕上げ面粗さを得ることができるラジアスエンドミル及び切削加工方法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
［００１２］
上記目的を達成するための本発明のラジアスエンドミルは、工具本体の先端部の切れ刃部が、中心軸回りに配列した複数の底刃と、前記底刃の半径方向外周側に連続する円弧状の複数のラジアス刃と、前記ラジアス刃の半径方向外周側に連続するとともに、刃溝に沿って前記工具本体の後端部側へ延設された複数の外周刃とを有するラジアスエンドミルであって、
前記底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分され、
前記ラジアス刃が、前記工具本体の切削時における前記ラジアス刃の最下点が、前記外周側底刃と前記ラジアス刃との境界から前記ラジアス刃と前記外周刃との境界までの区間に位置する形状をし、
前記複数の内周側底刃の２番面は前記中心軸寄りの部分において互いにつながり、前記工具本体の先端部を端面側から見たとき、前記複数の内周側底刃のつながった２番面の領域は前記中心軸を含む領域から各内周側底刃の半径方向外周側に向けて帯状に連続し、この帯状の領域の幅は前記中心軸側から半径方向外周側に向けて次第に拡大し、
前記全内周側底刃の前記中心軸寄りの端部が、その内周側底刃の回転方向前方側に位置する前記内周側底刃の２番面とその回転方向後方側に形成されるギャッシュとの境界線と、前記中心軸より半径方向外周側の位置で交わっていることを特徴とする。
［００１３］
「底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分されること」は、底刃の回転方向後方側に形成される逃げ面である底刃の２番面を半径方向に内周側の２番面と外周側の２番面に区分する意味がある。但し、内周側底刃と外周側底刃との境界は必ずしも折れ線のように工具本体（ラジアスエンドミル）の表面側に凸の角度を持った点である必要はなく、内周側２番面と外周側２番面の境界も凸の稜線のように明確な境界線として表れるとも限らない。
［００１４］
底刃が半径方向に内周側底刃と外周側底刃とに区分されることはまた、切れ刃部にラジアス刃と底刃を形成する砥石による研削作業が関係する。複数
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
増大させた場合にも、工具本体３０のびびり振動が抑制され、被削材Ｗに高精度の加工面粗さを得ることができる。
［００２５］
一方、図３（ａ）に示すようにラジアス刃６の２番面６０と外周側底刃５の２番面５０との境界（境界線）ＳＲと外周側底刃５との交点Ｕ（Ｐ２）が、ラジアス刃６のすくい面６２と底刃３のすくい面３１との境界（境界線）Ｔと外周側底刃５、もしくはラジアス刃６との交点Ｖとは異なる位置にある場合（請求項２）には、切削時の抵抗によるラジアスエンドミル（工具本体）の破損に対する安全性が高まる利点がある。交点Ｕ（Ｐ２）は外周側底刃５とラジアス刃６との境界でもある。
［００２６］
例えば図３−（ａ）において外周側底刃５とラジアス刃６との交点Ｕが連続した稜線（曲線）上の点ではなく、不連続な、表面側に凸になった点である場合に、図３−（ｃ）に示すように交点Ｖが交点Ｕに一致している場合は、切削時の抵抗が交点Ｕ（Ｖ）に集中し易くなるため、交点Ｕ付近が破損し易くなる傾向があり、ラジアスエンドミル１による切削加工が不安定になる可能性がある。
［００２７］
これに対し、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように交点Ｕと交点Ｖが半径方向にずれ、異なる位置にある場合には、切削時の抵抗が交点Ｕと交点Ｖに分散して作用しようとするため、交点Ｕ付近と交点Ｖ付近の破損の可能性が低下する結果、ラジアスエンドミル１による切削加工の安定性が向上する。交点Ｕは外周側底刃５とラジアス刃６との境界であるから、「交点Ｕと交点Ｖが半径方向にずれる」とは、両すくい面６２、３１間の境界Ｔが切れ刃２に交わる点である交点Ｖが外周側底刃５上に位置する場合（図３）と、ラジアス刃６上に位置する場合があることを言う。図３−（ａ）は交点Ｖが交点Ｕ（Ｐ２）に近い場合、図３−（ｂ）は交点Ｕが内側周底刃４と外周側底刃５との境界Ｐ１に近い場合の例を示す。
［００２８］
特に図３−（ａ）、（ｂ）に示すようにラジアス刃６の２番面６０と外周側底刃５の２番面５０との境界ＳＲと外周側底刃５との交点Ｕ（Ｐ２）が、ラジアス刃６のすくい面６２と底刃３のすくい面３１との境界Ｔと外周側底
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
［００６０］
ラジアス刃６の外周側底刃５との境界Ｐ２から外周刃７との境界Ｐ４までの区間が一定の曲率半径Ｒを有することで、前記のようにラジアス刃６が被削材Ｗを切削中に、回転軸Ｏの被削材Ｗの厚さ方向に対する角度の変化に拘わらず、ラジアス刃６と外周側底刃５との間で曲率が不連続となる境界Ｐ２を被削材Ｗに接触させず、常にラジアス刃６の一定曲率の部分で被削材Ｗを切削する状態が得られる。
［００６１］
円弧状のラジアス刃６の曲率半径Ｒは前記のように刃径Ｄの１％〜３０％であることが好ましく、５％〜２０％であることが更に好ましい。曲率半径Ｒが刃径Ｄの１％未満では刃先強度の不足によりチッピングが発生し易くなり、刃径Ｄの３０％超では底刃３の形成が困難となるため、本発明の効果を奏することができない。なお、刃径Ｄは実用上、０．５〜２０ｍｍの範囲にあることが適切であり、好ましい範囲は１〜１６ｍｍである。
［００６２］
上述の通り、各内周側底刃４の逃げ面４０はラジアスエンドミル１の中心部で互いにつながり、連続した面をなしているため、中心軸Ｏ付近の工具剛性が高く、全ての切れ刃２（２ａ〜２ｄ）にかかる切削抵抗を均一にすることができる。その結果、切削時の工具本体３０の振動が抑えられ、被削材Ｗの面精度を向上させることができる。
［００６３］
その上、各外周側底刃５（５ａ〜５ｄ）及び各ラジアス刃６（６ａ〜６ｄ）が逃げ角の異なる複数の逃げ面（２番面と３番面）を有することで、各底刃３（内周側底刃４及び外周側底刃５）と各ラジアス刃６とが滑らかに接続される（隣接する）ため、各内周側底刃４及び外周側底刃５の勾配が比較的緩やかになっている。これにより、例えば金型のポケット加工を行う場合、図５に示すようにラジアス刃６の一部（ＰａからＰｃまでの円弧）のみが被削材（ワークＷ）に接するように軸方向切込みａｐを設定することにより、加工面を鏡面仕上げといった高精度に仕上げることが可能になる。
［００６４］
図１に示す本発明のラジアスエンドミル１を使用して、金型等に形成されたポケット状の溝部の仕上げ加工を行う場合は、図５に示す等高線加工（浅切込み且つ高速送り）を行うことにより、高精度の仕上面を得ることができ
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【国際調査報告】
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