(57)【要約】【目的】高能率化と加工面粗さの両方を改善することができる高能率仕上げ切削用のエンドミルを提供することを目的とする。【構成】エンドミル本体の底部に回転軌跡の軸断面が略曲率一定のボール状を呈する複数のボール刃を有するエンドミルにおいて、該ボール刃のＲの２倍が該エンドミル刃径より大きく、該ボール刃に連続して、該エンドミルの外周刃方向にコーナＲ刃、軸心方向に中心刃を有し、該コーナＲ刃は該エンドミル刃径より小さなＲであり、該中心刃は該ボール刃と同等又は大きなＲであることを特徴とするエンドミル。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドミル本体の底部に回転軌跡の軸断面が略曲率一定のボール状を呈する複数のボール刃を有するエンドミルにおいて、該ボール刃のＲの２倍が該エンドミル刃径より大きく、該エンドミルの外周刃方向にコーナＲ刃、軸心方向に中心刃を有し、該コーナＲ刃は該エンドミル刃径より小さなＲであり、該中心刃は該ボール刃と同等又は大きなＲであることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
請求項１記載のエンドミルにおいて、該コーナＲ刃のＲが、該エンドミル刃径の１０〜４０％であることを特徴とするエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金型等の加工に用いる高能率仕上げ切削用のエンドミルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械を用いた金型等の仕上げ加工を能率よく加工するには、一般にピックフィードと称される工具送り量を大きくし、加工時間の短縮を計る必要が有る。しかしながら、ピックフィードを大きくすると、各送り間の段差が大きくなり、加工面粗さが劣化する。これを回避する為に特開平１１−１５６６２０号公報には、ボールエンドミル先端の半径を大きくすることが開示されている。しかし、ここで開示されている技術ではピックフィードを大きくした場合、加工面粗の劣化を低減するにあたり、十分な効果が得られないといった欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
近年、金型等の仕上げ加工の更なる高能率化が要求され、これに対応した工具が求められている。しかし、従来のボールエンドミル先端の半径を工具直径の１．５倍とした工具では、ピックフィードを大きくすることにより、加工時間の高能率化は図れるものの、加工面粗さの劣化を招き、仕上げ加工などの加工面粗さを重視した加工には十分な性能が得られていない。従って、加工面粗さを良好に保ちつつ、更に加工の高能率化を図る事が困難となっている。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、以上の問題を解消するために鋭意研究した結果、従来の技術では達成することができなかった加工の高能率化と加工面粗さの両方を改善することができる高能率仕上げ切削用エンドミルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、エンドミル本体の底部に回転軌跡の軸断面が略曲率一定のボール状を呈する複数のボール刃を有するエンドミルにおいて、該ボール刃のＲの２倍が該エンドミル刃径より大きく、該ボール刃に連続して、該エンドミルの外周刃方向にコーナＲ刃、軸心方向に中心刃を有し、該コーナＲ刃は該エンドミル刃径より小さなＲで、該中心刃は該ボール刃と同等又は大きなＲであることを特徴とするエンドミルである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本願発明は、ボール刃のＲを大きくすることにより加工面粗さを小さくでき、特に、加工能率を上げるためピックフィードを大きくとった場合は、加工面粗さを保つため、ボール刃のＲを大きくする必要がある。しかし、単にボール刃のＲを大きくすると、切削時にボール刃が全面当たりし、切削抵抗が大きくなると共に、ボール刃の中心近傍での食い付き性が悪くなり、加工面のムシレを生じ良好な仕上面が得られなくなる。そこで、本願発明では、ボール刃に連続して、エンドミルの外周刃方向にコーナＲ刃を該エンドミル刃径より小さなＲで有したことにより、チッピングや欠損等が生じ易いコーナ部の強化が図れると共に、ボール刃の接触面が小さくなることから切削抵抗が低減され、ボール形状を維持しつつ、欠損が生じ難く安定した加工が行える。また、ボール刃に連続して、軸心方向にボール刃と同等又は大きなＲの中心刃を有したことにより、エンドミル軸心付近のボール刃の切れ刃長さを短くでき、切削抵抗が低減でき、安定した加工が行える。
【０００７】
ボール刃の大きさを１／８〜１／７２ボールとすることで、回転軌跡の軸断面で約１／４〜１／３６のボールの球面が得られ、ボール刃の切れ刃長さを制御することにより、切削抵抗が低減でき、均一な加工面粗さを得る事ができる。ここで、ボール刃のＲは、エンドミル刃径の１．５倍を超えることが望ましく、好ましくは、エンドミル刃径の２倍以上が望ましい。
【０００８】
コーナＲ刃の径方向長さをエンドミル刃径の１０〜２５％としても良く、コーナＲ刃の比率を１０％以上に大きくすることにより、ボール刃の切れ刃長さを短くでき、切削抵抗が低減でき、安定した加工が行うことができる。また、２５％を超えるとボール刃によるボール形状が維持でできなくなることから２５％以下とした。また、コーナＲ刃の軸方向長さについても、その比率により、同様のことが言える。コーナＲ刃のＲが、エンドミル刃径の１０〜４０％と大きめに設定することにより、コーナＲ刃に強度が増すと共に、ボール刃の切れ刃長さを短くでき、切削抵抗が低減でき、安定した加工が行え、好ましくは、コーナＲ刃のＲはエンドミル刃径の２０〜４０％が望ましい。ここで、コーナＲ刃のＲがエンドミル刃径の４０％を超えるとボール刃によるボール形状が維持でできなくなることから４０％以下とした。コーナＲ刃とエンドミルの外周刃との繋ぎ部を曲線で結ぶことにより、コーナＲ刃とエンドミルの外周刃が滑らかに繋がり、立ち壁のあるような部位の加工においても、耐チッピング性や耐欠損性が向上し、安定した切削が可能となる。また、同様にコーナＲ刃とボール刃、ボール刃と中心刃を滑らかに繋ぐことは言うまでもなく、一層安定した切削ができると共に、仕上げ面粗さが向上する。
【０００９】
本発明のエンドミルを用いてピックフィードを大きくして加工を行った場合、加工製品のコーナー部で取り代が多くなってしまう様な加工においても欠損を有効に防ぐことができる。従って、ピックフィードを大きくしても加工面粗さのバラツキもなく安定して加工が行え、凹形状の有る加工でもボール刃の接触面を小さくでき、耐欠損性を高める事ができるのである。以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１０】
（実施例１）
本発明例１として、材質に超微粒子を用い、エンドミル刃径が１０ｍｍのエンドミル本体の底部に、エンドミル先端に向かって外径が漸次小さくなる、Ｒが２０ｍｍで１／３６ボールのボール刃を２枚備えた２枚刃のエンドミルであって、エンドミルの外周刃方向にＲが２ｍｍのコーナＲ刃、エンドミルの外周刃方向にＲが２ｍｍで径方向長さ１．５ｍｍのコーナＲ刃、軸心方向に中心刃を有し、中心刃は対向するボール刃の逃げ面同士で形成されたチゼルエッジとなっており、ボール刃と中心刃は、エンドミル軸心上にボール中心を持つ略同一のＲとし、コーナＲと外周刃の繋ぎ部を始め、各々の切れ刃の繋ぎ部を曲線で滑らかに結んだものを製作し、ＴｉＡｌＮ膜をＰＶＤ法により被覆した。
【００１１】
本発明例１を使用して仕上げ加工を行った。被削材に機械構造用炭素鋼であるＳ５０Ｃ材を用い、切削諸元は回転数１００００ｍｉｎ−１、送り速度５０００ｍｍ／ｍｉｎ、切り込み量０．３ｍｍ、ピックフィードは１．０ｍｍで加工を行った。また、比較に、従来例２として、エンドミル刃径が１０ｍｍ、エンドミル先端のＲが１５ｍｍのボールエンドミルを、比較例３として、エンドミル刃径が１０ｍｍ、エンドミル先端のＲが２０ｍｍのボールエンドミルを製作し、従来例２において、ピックフィードが０．８ｍｍであるという以外は、本発明例１と同一の切削条件として加工した。
その結果、本発明例１は、ピックフィードを比較例２の１．２５倍に当たる１．０ｍｍとした場合でも、加工面粗さは１１μｍであり、従来例２の加工面粗さは２１μｍであったのに対して、大幅に低減することができた。更に、ピックフィードを１．２５倍としていることから、本発明例１では大幅な加工効率向上が図ることができた。また、比較例３は、切削面のムシレが激しく、加工面粗さは２３μｍであった。
【００１２】
（実施例２）
次に、本発明例１と同様の仕様で、コーナＲ刃のＲをエンドミル刃径の４０％である４ｍｍとし、コーナＲ刃の径方向長さを本発明例４としてエンドミル刃径の１５％、本発明例５として２０％、本発明例６として２５％、本発明例７として３０％、ものを製作し、本発明例１と共に、実施例１と同様の切削条件で傾斜角５°の傾斜面の仕上げ加工を行った。ここで、コーナＲ刃の径方向長さを変えたことにより、ボール刃の大きさも各々、１／３６、１／４２、１／５１、１／６３ボールに変化している。その結果、本発明例１と比較して、本発明例４〜６は、コーナＲ刃の径方向長さを大きくするに従い、切削状態が更に安定し、加工面粗さは８〜１０μｍと良好な仕上げ面が得られたが、本発明例７は、切削状態は非常に良好であったが、コーナＲ刃による加工部の一部が加工面に現れ、加工面粗さとしては１３μｍであった。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高能率化と加工面粗さの両方を改善することができる高能率仕上げ切削用のエンドミルを提供することができた。