(57)【要約】【課題】工具本体の剛性を必要以上に低下させることなく、切屑の溶着を確実に防止する。【解決手段】チップポケット１２，１３を除いた工具本体１０の先端部１１について、チップ２０，２０′の略円弧状の切刃２７，２７の工具回転方向後方側に位置する部分を切り欠くことによって、凸曲面状の切り欠き面を形成する。【選択図】　　　図１
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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工具本体の先端部が前記軸線方向の先端側に凸となる略半球状をなすとともに、この先端部に、前記軸線回りの回転軌跡が略半球状をなす略円弧状の切刃を備えたボールエンドミルにおいて、
前記先端部における前記切刃の工具回転方向後方側に位置する部分が切り欠かれることによって凸曲面状の切り欠き面が形成されていることを特徴とするボールエンドミル。
【請求項２】
請求項１に記載のボールエンドミルにおいて、
前記工具本体における前記切り欠き面の前記軸線方向の後端側に位置する部分が切り欠かれることによって前記切り欠き面に連なる凸曲面状の第二の切り欠き面が形成されていることを特徴とするボールエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばスローアウェイ式とされるボールエンドミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば２枚刃のスローアウェイ式ボールエンドミルは、軸線回りに回転される工具本体の先端部が切り欠かれることによって一対のチップポケットが形成されていて、さらに、これら一対のチップポケットにそれぞれ形成されたチップ取付座に、略円弧状の切刃を有するスローアウェイチップ（以下、チップと称する）が、その切刃の上記軸線回りの回転軌跡が軸線方向の先端側に凸となる略半球状をなすように装着されているものである。
このようなボールエンドミルについて、工具本体の先端部におけるチップポケットを除いた部分は、その剛性をできるだけ大きく確保するため、略円弧状の切刃の回転軌跡がなす略半球よりもわずかに小さい半径の略半球状をなすように形成されている。
【０００３】
このとき、単に、工具本体の先端部が、切刃の回転軌跡がなす略半球よりもわずかに小さい略半球状をなしているだけでは、ワークの切削の際、切刃にて生成された切屑が、工具本体の先端部の外周面とワークの加工面との間に巻き込まれることがあり、この巻き込まれた切屑が工具本体の先端部の外周面に擦過傷を生じさせて、切屑の溶着が生じてしまうという不具合がある。
とくに、小径のボールエンドミルでは、工具本体の剛性を確保しづらく、工具本体のたわみによって、工具本体の先端部の外周面とワークの加工面とが接触しやすくなっているので、上記のような問題が顕著になってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来では、上記のような問題を解決するため、工具本体の先端部について、そのチップの切刃の工具回転方向後方側に位置する部分を平面で切り欠くことによって、平面状の切り欠き面を形成するようにしている。
つまり、切屑を巻き込んで擦過傷を生じやすくなっている工具本体の先端部における切刃の工具回転方向後方側に位置する部分を、あらかじめ切り欠いておくことにより、この切り欠き面とワークの加工面との間の隙間を確保して、上記のような不具合を解消するようにしているのである。
【０００５】
しかしながら、このように平面状の切り欠き面を形成すると、工具本体の先端部を大きく削ぐこととなるので、工具本体の剛性を著しく低下させてしまうという問題が新たに発生する。
また、平面状の切り欠き面と工具本体の先端部の外周面との交差稜線部分が比較的鋭く尖ったように形成されるので、この交差稜線部分に切屑が引っかかりやすくなっており、剛性を低めるのを承知で平面状の切り欠き面を形成したのにもかかわらず、切屑の溶着防止効果を十分に発揮できるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、工具本体の剛性を必要以上に低下させることなく、切屑の溶着を確実に防止することができるボールエンドミルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、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工具本体の先端部が前記軸線方向の先端側に凸となる略半球状をなすとともに、この先端部に、前記軸線回りの回転軌跡が略半球状をなす略円弧状の切刃を備えたボールエンドミルにおいて、前記先端部における前記切刃の工具回転方向後方側に位置する部分が切り欠かれることによって凸曲面状の切り欠き面が形成されていることを特徴とするものである。
このような構成とすると、工具本体の先端部に切り欠き面を形成したことで、ワークの切削の際に、切り欠き面とワークの加工面との間の隙間を十分に確保でき、切屑の巻き込みを生じさせないで、切屑の溶着を効果的に抑制することができる。
しかも、この切り欠き面が凸曲面状をなしていることから、従来の平面状の切り欠き面と比較して、工具本体の先端部が大きく削がれることがなくなり、その肉厚を十分に維持することができるので、工具本体の剛性を不用意に低下させてしまうこともない。
加えて、凸曲面状の切り欠き面と工具本体の先端部の外周面との交差稜線部分は、従来の平面状の切り欠き面と比較して、鋭く尖ったように形成されてしまうことがなくなるので、切屑の引っかかりを低減させて、切屑の溶着をより確実に防止することができる。
【０００８】
また、前記工具本体における前記切り欠き面の前記軸線方向の後端側に位置する部分が切り欠かれることによって前記切り欠き面に連なる凸曲面状の第二の切り欠き面が形成されていると、最も切屑の溶着が生じやすい箇所に上記の切り欠き面が形成されているのに加え、切屑の溶着がわずかでも生じるおそれのある箇所に第二の切り欠き面が形成されていることにより、より確実に切屑の溶着を防止することができる。
また、このような第二の切り欠き面を工具本体に形成したのにもかかわらず、この第二の切り欠き面が凸曲面状をなしていることから、上記の切り欠き面と同じく、工具本体の剛性を必要以上に低めてしまうおそれがない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一実施形態によるボールエンドミルを添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本第一実施形態によるボールエンドミルの斜視図、図２は同ボールエンドミルの平面図、図３は同ボールエンドミルの側面図、図４は同ボールエンドミルの先端面図である。
【００１０】
本第一実施形態によるボールエンドミルは、図１〜図４に示すように、例えば２枚のチップが装着された２枚刃のスローアウェイ式エンドミルであって、軸線Ｏ回りに回転される略円柱状をなす工具本体１０を有している。
工具本体１０の先端部１１は、軸線Ｏ方向の先端側に凸となる略半球状を呈しており、この先端部１１に軸線Ｏを挟むようにして互いに反対側に、軸線Ｏ方向の先端側から見て図４に示すごとく、略直角に切り欠かれるようにして一対のチップポケット１２，１３が形成されている。
なお、一対のチップポケット１２，１３のうち、一方のチップポケット１２は、軸線Ｏを含むようにして切り欠かれて形成されているのに対し、他方のチップポケット１３は、軸線Ｏを含まないようにして切り欠かれて形成されており、一方のチップポケット１２が他方のチップポケット１３よりも大きく形成されている。
【００１１】
これらチップポケット１２，１３における工具回転方向Ｔ後方側を向く壁面１２Ａ，１３Ａのそれぞれ工具本体先端側部分は、工具本体１０の先端部１１の外周面に交差し、工具本体後端側に向かうにしたがい工具回転方向Ｔ後方側に向かって湾曲するように形成されている。
また、チップポケット１２，１３における工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面には、それぞれの工具本体先端側に第一のチップ取付座１４，１４が形成されているとともに、それぞれの工具本体後端側に第二のチップ取付座１５，１５が形成されている。
【００１２】
チップポケット１２，１３の工具本体先端側に形成された第一のチップ取付座１４，１４は、チップポケット１２，１３の壁面から工具回転方向Ｔ後方側に一段後退して工具本体１０の先端部１１の外周面に交差し、それぞれ２つのキー１４Ｃ，１４Ｃ及びクランプねじ孔１４Ｄが形成された平面状の底面１４Ａと、この底面１４Ａから屹立する壁面１４Ｂとから構成されている。
【００１３】
ここで、一方のチップポケット１２の第一のチップ取付座１４に装着されるチップ２０は、例えば超硬合金等の硬質材料から形成されて、略木の葉形板状を呈しており、工具本体に装着される際の着座面をなす下面２１に対向してすくい面とされる上面２２が設けられ、逃げ面とされる側面２３は下面２１から上面２２に向けて漸次外方側に傾斜して設けられていて、ポジチップとされている。
また、チップ２０には、上面２２の中央部から下面２１まで貫通してクランプねじ止め用の挿通孔２９が形成されており、下面２１には、その長手方向に交差して挿通孔２９の前後に例えば２つのキー溝２８，２８が形成されている。
【００１４】
上面２２と側面２３との交差稜線部には、平面視において略１／４円弧状をなす一対の切刃２７，２７が、挿通孔２９を挟んで互いに反対側に位置するように形成されている。これらの切刃２７，２７は平面視においてチップ２０の中心に対して点対称となるように形成されていて、一つのチップで２回の使い回しができるように図られている。
【００１５】
また、上面２２のその長手方向の両端側部分には、一方の切刃２７の先端のコーナー部２７Ａ、後端のコーナー部２７Ｂ側のそれぞれに向かうにしたがい漸次チップ２０の下面２１に近づくように傾斜した２つの傾斜面２２Ａ，２２Ｂが形成されている。
そして、上記傾斜面２２Ａ，２２Ｂを除く上面２２において、この上面２２の中央部の挿通孔２９の周囲は、下面２１と平行な平坦面２２Ｃとされるとともに、平坦面２２Ｃの周囲、すなわち、上面２２の辺稜部に形成された一対の切刃２７，２７付近には、複数の溝部２４と山部２５とが略等間隔に交互に配列されたセレーション２６，２６がそれぞれ形成されている。
【００１６】
セレーション２６を構成する複数の溝部２４と山部２５は、それぞれ滑らかな曲面によって構成されて互いに滑らかに接続されており、さらに、このセレーション２６における複数の溝部２４と山部２５が、それぞれ上面２２の辺稜部に形成された略円弧状をなす一対の切刃２７，２７に交差することで、切刃２７，２７の略全長が、滑らかな曲線によって構成された波形状を呈している。なお、セレーション２６を構成する複数の溝部２４のうち、その少なくとも一つが他の溝部よりも深く形成された深溝部とされている。
【００１７】
このチップ２０は、一方のチップポケット１２の工具本体先端側の第一のチップ取付座１４において、上面２２を工具回転方向Ｔ前方側に向けて、他方の切刃２７に連なる側面２３を壁面１４Ｂに当接させ、さらに、一方の切刃２７の先端のコーナー部２７Ａを軸線Ｏ上に位置させて、そこから一方の切刃２７が工具本体後端外周側に延びるように配置されている。
そして、クランプねじ１６をチップ２０の挿通孔２９に貫通させるとともに、第一のチップ取付座１４の底面１４Ａに形成されたクランプねじ孔１４Ｄにねじ込むことによって、このチップ２０が、その一方の切刃２７の軸線Ｏ回りの回転軌跡が略半球状になるように装着されている。
また、第一のチップ取付座１４の底面１４Ａに形成されたキー１４Ｃ，１４Ｃがチップ２０のキー溝２８，２８に係合しており、チップ２０のズレが防止されている。
【００１８】
他方のチップポケット１３の工具本体先端側の第一のチップ取付座１４に装着されるチップ２０′は、チップ２０の長さをわずかに小さくしたような略同形状をなしているものであり、チップ２０と同様の部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
このチップ２０′は、図２及び図４に示すように、チップ２０′の切刃２７の先端のコーナー部２７Ａが、チップ２０の切刃２７の先端のコーナー部２７Ａよりもわずかに工具本体外周側に位置させられ、そこからチップ２０′の切刃２７が工具本体後端外周側に延びており、チップ２０′の切刃２７の軸線Ｏ回りの回転軌跡が、チップ２０の切刃２７の回転軌跡とオーバーラップするように配置されている。
【００１９】
他方のチップポケット１３の工具本体後端側の第二のチップ取付座１５には、略四角形平板状をなすチップ３０が、その上面の辺稜部に形成された略直線状をなす切刃３１の回転軌跡を、一方のチップポケット１２の第一のチップ取付座１４に装着されたチップ２０の切刃２７の回転軌跡とオーバーラップさせるように装着されている。
一方のチップポケット１２の工具本体後端側の第二のチップ取付座１５には、略四角形平板状をなすチップ４０が、その上面の辺稜部に形成された略直線状をなす切刃４１の回転軌跡を、他方のチップポケット１３の第二のチップ取付座１５に装着されたチップ３０の切刃３１の回転軌跡とオーバーラップさせるように装着されている。
【００２０】
そして、本第一実施形態では、チップポケット１２，１３を除いて軸線Ｏ方向の先端側に凸となる略半球状をなす工具本体１０の先端部１１において、チップ２０における軸線Ｏ回りの回転軌跡が略半球状をなす切刃２７の工具回転方向Ｔ後方側に位置する部分が切り欠かれることによって、軸線Ｏ方向の先端側及び工具本体外周側に凸となる凸曲面状の切り欠き面１７が形成されている。
【００２１】
この切り欠き面１７は、チップ２０の装着された第一のチップ取付座１４の底面１４Ａが工具本体１０の先端部１１の外周面に交差している交差稜線部分よりも工具回転方向Ｔ後方側へ所定距離離れた位置から、チップ２０の装着された第一のチップ取付座１４を有する一方のチップポケット１２の工具回転方向Ｔ後方側に隣接する他方のチップポケット１３における工具回転方向Ｔ後方側を向く壁面１３Ａに交差するまでに亘って形成されている。
【００２２】
また、切り欠き面１７と、チップ２０の装着された第一のチップ取付座１４の底面１４Ａが工具本体１０の先端部１１の外周面に交差している部分との間には、略半球状をなす工具本体１０の先端部１１の外周面が残されている、すなわち、略半球面の一部をなす外周面１１Ａが残されており、これら切り欠き面１７と略半球面の一部をなす外周面１１Ａとの交差稜線部分Ｍは、工具回転方向Ｔ前方側に凸となる曲線状を呈している。
なお、この切り欠き面１７は、一方のチップポケット１２に形成された第一のチップ取付座１４の底面１４Ａに対してちょうど裏側に位置しており、このため、第一のチップ取付座１４の底面１４Ａに形成されたクランプねじ孔１４Ｄが切り欠き面１７における工具回転方向Ｔ前方側部分に開口している。
【００２３】
ここで、軸線Ｏに直交する平面による断面で見たとき、略半球面の一部をなす外周面１１Ａは、軸線Ｏを中心とする円の円弧をなしているのに対して、切り欠き面１７は、軸線Ｏに関してこの切り欠き面１７とちょうど反対側方向に所定距離離間して位置するとともに軸線Ｏと平行な軸線Ｏ′を中心とし、かつ、略半球面の一部をなす外周面１１Ａが円弧をなす円の半径よりも大きい半径を有する円の円弧をなすようになっている。
【００２４】
また、軸線Ｏを含む平面による断面で見たとき、略半球面の一部をなす外周面１１Ａは、軸線Ｏ上の一点を中心とする円の円弧をなしているのに対し、切り欠き面１７は、略半球面の一部をなす外周面１１Ａが円弧をなす円の半径よりも大きい曲率半径の曲線をなすようになっている。
なお、この切り欠き面１７は、（略半球面の一部をなす外周面１１Ａよりも半径の大きい）略半球面の一部をなすように形成されていてもよい。
【００２５】
このような切り欠き面１７は、チップポケット１２，１３を形成した後の工具本体１０を、上記の軸線Ｏ′を中心とした偏心状態で回転させながら研削加工を施すことにより、図３に示すような斜線部分を除去することで形成できる。
また、チップポケット１２，１３を除いて軸線Ｏ方向の先端側に凸となる略半球状をなす工具本体１０の先端部１１において、チップ２０′における軸線Ｏ回りの回転軌跡が略半球状をなす切刃２７の工具回転方向Ｔ後方側に位置する部分にも、切り欠き面１７と同様の切り欠き面１７′が形成されている。
【００２６】
上記のような構成とされた本第一実施形態のボールエンドミルによれば、ワークの切削の際、ワークの加工面との間に切屑を巻き込みやすかった工具本体１０の先端部１１におけるチップ２０，２０′の切刃２７，２７の工具回転方向Ｔ後方側に位置する部分をあらかじめ取り除き、切り欠き面１７，１７′を形成したことから、切屑の巻き込みを生じさせず、切屑の溶着を効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、この切り欠き面１７，１７′が凸曲面状をなしていることから、従来の平面状の切り欠き面と比較した場合に、工具本体１０の先端部１１が大きく削がれてしまうことがなくなるので、その肉厚を十分に確保することができ、工具本体１０の剛性を不用意に低下させることがない。
すなわち、本第一実施形態のボールエンドミルでは、工具本体１０の先端部１１を、凸曲面状に効率よく切り欠いたことにより、工具本体１０の剛性を必要以上に低下させずに、切屑の溶着を確実に防止できるのである。
【００２８】
さらに、凸曲面状の切り欠き面１７，１７′と工具本体１０の先端部１１における略半球面の一部をなす外周面１１Ａとが、従来の平面状の切り欠き面の場合よりも鈍い角度で交差して交差稜線部分Ｍを形成することになり、この交差稜線部分Ｍが鋭く尖ってしまうことがなく、切屑の引っかかりを低減させて、切屑の溶着をより確実に防止することができる。
【００２９】
なお、本第一実施形態のように、工具本体１０の先端部１１に切り欠き面１７，１７′を形成しただけでも、切屑の溶着防止には十分な効果を得ることができるのであるが、これら切り欠き面１７，１７′の軸線Ｏ方向の後端側に連なるような第二の切り欠き面を工具本体１０に形成してもよく、このような場合を、本発明の第二実施形態として、図５〜図８を参照しながら説明する。なお、上述の第一実施形態と同様の部分には、同一の符号を用いてその説明を省略する。
図５は本第二実施形態によるボールエンドミルの斜視図、図６は同ボールエンドミルの平面図、図７は同ボールエンドミルの側面図、図８は同ボールエンドミルの先端面図である。
【００３０】
本第二実施形態によるボールエンドミルの工具本体１０′には、図５〜図８に示すように、その先端部１１に形成された切り欠き面１７の軸線Ｏ方向の後端側に位置する部分がそれぞれ切り欠かれることによって、切り欠き面１７に滑らかに連なるとともに、一方のチップポケット１２における工具回転方向Ｔ後方側を向く壁面１２Ａに交差し、かつ、工具本体外周側に凸となる凸曲面状の第二の切り欠き面１８が形成されている。
この第二の切り欠き面１８は、その軸線Ｏ方向の先端側部分が、切り欠き面１７に滑らかに連続させられており、これら第二の切り欠き面１８と切り欠き面１７との交差稜線部分Ｍ１が、軸線Ｏに直交する平面上に位置させられるとともに上記の軸線Ｏ′を中心とする円の円弧をなすようになっている。
【００３１】
そして、第二の切り欠き面１８は、交差稜線部分Ｍ１から、その切り欠き代を減少させつつ、軸線Ｏ方向の後端側に向かって延び、最終的に、軸線Ｏ方向の位置が、一方のチップポケット１２の第二のチップ取付座１５に装着されたチップ４０付近で工具本体１０′の外周面に切れ上がるようになっている。
また、第二の切り欠き面１８と工具本体１０′の外周面との交差稜線部分Ｍ２は、軸線Ｏ方向の後端側に凸となる曲線状を呈している。
【００３２】
ここで、軸線Ｏに直交する平面による断面で見たとき、第二の切り欠き面１８は、上記の軸線Ｏ′を中心とし、かつ、略半球面の一部をなす外周面１１Ａが円弧をなす円の半径よりも大きい半径を有する円の円弧をなすようになっており、また、軸線Ｏを含む平面による断面で見たとき、第二の切り欠き面１８は、切り欠き面１７がなす曲線の後端に接線の関係で滑らかに接続され、かつ、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい工具本体外周側に向かって傾斜する（例えば傾斜角３゜）ような直線をなすようになっている。
なお、この第二の切り欠き面１８は、略円錐体の錐面の一部をなすように形成されていてもよい。
【００３３】
このような第二の切り欠き面１８は、切り欠き面１７を形成するときと同様に、チップポケット１２，１３を形成した後の工具本体１０′を、上記の軸線Ｏ′を中心とした偏心状態で回転させながら研削加工を施すことにより、図７に示すような斜線部分を除去することで形成できる。
また、工具本体１０′において、上記の切り欠き面１７′の軸線Ｏ方向の後端側に位置する部分にも、第二の切り欠き面１８と同様の切り欠き面１８′が形成されている。
【００３４】
上記のような構成とされた本第二実施形態のボールエンドミルによれば、その工具本体１０′の先端部１１に切り欠き面１７，１７′が形成されて、最も切屑の溶着しやすい箇所があらかじめ取り除かれているのに加え、これら切り欠き面１７，１７′の軸線Ｏ方向の後端側に位置する部分に第二の切り欠き面１８，１８′が形成されていることから、切屑の溶着のおそれのある箇所が完全に切り欠かれることになり、確実な切屑の溶着防止効果を得ることができる。
しかも、この第二の切り欠き面１８，１８′は凸曲面状をなしていることから、切り欠き面１７，１７′と同様に、工具本体１０′の剛性を必要以上に低めることもないのである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、工具本体の先端部に凸曲面状の切り欠き面を形成したことで、ワークの切削の際に、切屑の溶着を効果的に抑制することができ、かつ、工具本体の先端部が大きく削がれることがないから、工具本体の剛性を不用意に低下させてしまうこともない。
また、凸曲面状の切り欠き面と工具本体の先端部の外周面との交差稜線部分は、鋭く尖ったように形成されることがないので、切屑の引っかかりを低減させて、切屑の溶着をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態によるボールエンドミルの斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるボールエンドミルの平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態によるボールエンドミルの側面図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるボールエンドミルの先端面図である。
【図５】本発明の第二実施形態によるボールエンドミルの斜視図である。
【図６】本発明の第二実施形態によるボールエンドミルの平面図である。
【図７】本発明の第二実施形態によるボールエンドミルの側面図である。
【図８】本発明の第二実施形態によるボールエンドミルの先端面図である。
【符号の説明】
１０　工具本体
１１　先端部
１１Ａ　略半球面の一部をなす外周面
１２　一方のチップポケット
１３　他方のチップポケット
１４　第一のチップ取付座
１７，１７′　切り欠き面
１８，１８′　第二の切り欠き面
２０，２０′　チップ
２７　切刃
Ｏ　軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004017240.tif 000005
【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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