(57)【要約】軸状をなすエンドミル本体（２）と、エンドミル本体の軸線方向の先端から後端に向かって延びる切屑排出溝（４）と、エンドミル本体の軸線方向の先端部に設けられ、軸線回りの回転軌跡が軸線上に中心を有する球面形状をなす底刃（９）と、切屑排出溝に沿って設けられ、軸線周りの回転軌跡が外側に凸の弧状をなす外周刃（５）と、を備え、外周刃の回転軌跡の曲率半径は、底刃の回転軌跡の曲率半径よりも大きく、外周刃のねじれ角が２０°以上であり、軸線に直交する断面における外周刃の径方向すくい角が−２０°以上０°以下である、エンドミル。
2018123428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状をなすエンドミル本体と、
前記エンドミル本体の軸線方向の先端から後端に向かって延びる切屑排出溝と、
前記エンドミル本体の軸線方向の先端部に設けられ、前記軸線回りの回転軌跡が前記軸線上に中心を有する球面形状をなす底刃と、
前記切屑排出溝に沿って設けられ、前記軸線周りの回転軌跡が外側に凸の弧状をなす外周刃と、を備え、
前記外周刃の回転軌跡の曲率半径は、前記底刃の回転軌跡の曲率半径よりも大きく、
前記外周刃のねじれ角が２０°以上であり、
前記軸線に直交する断面における前記外周刃の径方向すくい角が−２０°以上０°以下である、
エンドミル。
【請求項２】
前記外周刃の外径が軸線方向の先端部に向かうに従って小さくなる形状を有する、請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
前記外周刃の心厚が前記外周刃の外径に対して７０％以上８５％以下である、請求項１又は２に記載のエンドミル。
【請求項４】
前記軸線に直交する断面における前記外周刃のねじれ角が４０°以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載のエンドミル。
【請求項５】
前記外周刃の径方向すくい角が−１０°以上−３°以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載のエンドミル。
【請求項６】
前記外周刃の回転軌跡の曲率半径が、前記底刃の回転軌跡の曲率半径の２０倍以上３０倍以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載のエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドミルに関する。
本願は、２０１６年１２月２６日に、日本に出願された特願２０１６−２５１２３８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
金型などの壁面仕上げ加工用途に用いられるソリッドエンドミルにおいて、外周刃の回転軌跡を大きな円弧状とすることでピックフィードを大きくし、加工効率を向上させたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５６６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したエンドミルにおいては、高能率の加工が可能であるが、同時に、仕上げ面の品質を高めることが求められる。
本発明は、高能率加工が可能であり、かつ良好な仕上げ面性状が得られるエンドミルを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、軸状をなすエンドミル本体と、前記エンドミル本体の軸線方向の先端から後端に向かって延びる切屑排出溝と、前記エンドミル本体の軸線方向の先端部に設けられ、前記軸線回りの回転軌跡が前記軸線上に中心を有する球面形状をなす底刃と、前記切屑排出溝に沿って設けられ、前記軸線周りの回転軌跡が外側に凸の弧状をなす外周刃と、を備え、前記外周刃の回転軌跡の曲率半径は、前記底刃の回転軌跡の曲率半径よりも大きく、前記外周刃のねじれ角が２０°以上であり、前記軸線に直交する断面における前記外周刃の径方向すくい角が−２０°以上０°以下である、エンドミルが提供される。【０００６】
上記構成によれば、外周刃の回転軌跡の曲率半径が、底刃の回転軌跡の曲率半径よりも大きく、外周刃のねじれ角が２０°以上とされ、径方向すくい角が−２０°以上０°以下の値に設定されていることで、切削負荷が低減されることに加えて、外周刃における刃先強度を向上させることができる。これにより、高能率加工が可能であるとともに、高品質の仕上げ面を得ることができる。
また、底刃がボール刃であることから、外周刃を用いた壁面仕上げ加工と、底刃を用いた隅部仕上げ加工を１つのエンドミルで行うことができ、工程集約により加工効率を高めることができる。【０００７】
前記外周刃の外径が軸線方向の先端部に向かうに従って小さくなる形状を有する構成としてもよい。
前記外周刃の心厚が前記外周刃の外径に対して７０％以上８５％以下である構成としてもよい。
前記軸線に直交する断面における前記外周刃のねじれ角が４０°以上である構成としてもよい。
前記外周刃の径方向すくい角が−１０°以上−３°以下である構成としてもよい。
前記外周刃の回転軌跡の曲率半径が、前記底刃の回転軌跡の曲率半径の２０倍以上３０倍以下である構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高能率加工が可能であり、かつ良好な仕上げ面性状が得られるエンドミルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態のエンドミルを示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すエンドミルの側面図である。
【図３】図３は、エンドミルの底刃部分のみを示す軸線方向の正面図である。
【図４】図４は、エンドミル先端から５ｍｍの位置における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係るエンドミルについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のエンドミル１は、金属材料等からなる被削材に対して、例えば仕上げ加工や中仕上げ加工等の切削加工（転削加工）を施す切削工具（転削工具）である。
図１は、本実施形態のエンドミルを示す斜視図である。図２は、図１に示すエンドミルの側面図である。図３は、エンドミルの底刃部分のみを示す軸線方向の正面図である。図４は、エンドミル先端から５ｍｍの位置における断面図である。
【００１１】
図１〜図３に示されるように、本実施形態のエンドミル１は軸状をなす。エンドミル１は、例えば超硬合金や高速度工具鋼等からなるエンドミル本体２を有する。
エンドミル本体２は概略円柱状をなしており、エンドミル本体２の軸線Ｏ方向に沿う先端部に刃部３ａが形成されている。エンドミル本体２において刃部３ａ以外の部位がシャンク部３ｂである。
【００１２】
エンドミル１は、エンドミル本体２において円柱状をなすシャンク部３ｂがマシニングセンタ等の工作機械の主軸に取り付けられる。エンドミル１は、上記主軸により軸線Ｏ回りのうちエンドミル回転方向Ｔに回転させられる。エンドミル１は、上記回転とともに軸線Ｏ方向への切り込みや軸線Ｏに直交する径方向への送りを与えられて、被削材に切り込んでいき、被削材を切削加工する。エンドミル１は、被削材に対して例えば曲面加工、ポケット加工、深掘り加工、Ｒ加工（凸Ｒ、凹Ｒ）、面取り加工等の各種加工を施す。
具体的に、本実施形態のエンドミル１は、例えば３〜６軸の多軸制御のマシニングセンタ等の工作機械の主軸に着脱可能に装着されて、被削材の切削に用いられる。
【００１３】
エンドミル１により被削材を切削加工する際には、エンドミル１の刃部３ａ及び被削材の切削面（被加工部）に向けて、クーラントが供給される。クーラントとしては、例えば、油性又は水溶性の切削液剤や圧縮エア等が用いられる。クーラントは、工作機械の主軸からエンドミル本体２の内部を通して刃部３ａ及び加工面に供給されてもよいし、エンドミル本体２の外部から刃部３ａ及び加工面に供給されてもよい。
【００１４】
本実施形態では、エンドミル本体２の軸線Ｏに沿う方向（軸線Ｏが延在する方向）を、軸線Ｏ方向という。また、軸線Ｏ方向のうち、シャンク部３ｂから刃部３ａへ向かう方向を先端側といい、刃部３ａからシャンク部３ｂへ向かう方向を基端側という。
また、軸線Ｏに直交する方向を径方向という。径方向のうち、軸線Ｏに接近する向きを径方向の内側といい、軸線Ｏから離間する向きを径方向の外側という。
また、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削時に工作機械の主軸によりエンドミル本体２が回転させられる向きをエンドミル回転方向Ｔといい、これとは反対の回転方向を、エンドミル回転方向Ｔとは反対側（反エンドミル回転方向）という。
【００１５】
刃部３ａの外周には、周方向に互いに間隔をあけて複数の切屑排出溝４が形成されている。本実施形態ではこれらの切屑排出溝４が、互いに周方向に等間隔をあけて配置されている。本実施形態の例では、刃部３ａの外周に切屑排出溝４が４つ形成されている（図３参照）。
【００１６】
切屑排出溝４は、エンドミル本体２の軸線Ｏ方向の先端から基端側へ向かうに従い周方向へ向けて延びている。本実施形態では、切屑排出溝４が、エンドミル本体２の先端面（刃部３ａにおいて軸線Ｏ方向の先端側を向く凸半球面）に開口し、該先端面から基端側へ向かうに従い徐々にエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けてねじれて、螺旋状に延びている。切屑排出溝４は、刃部３ａの基端側の端部において、エンドミル本体２の外周に切り上がっている。言い換えると、エンドミル本体２において、軸線Ｏ方向に沿う切屑排出溝４が形成された領域が、刃部３ａとされている。
【００１７】
各々の切屑排出溝４は、エンドミル回転方向Ｔを向く壁面を有する。切屑排出溝４の壁面のうち、切れ刃に隣接する部分がすくい面である。具体的には、切れ刃のすくい面のうち、該切れ刃の後述する外周刃５及び底刃９に隣接する部分がそれぞれ、外周刃５のすくい面１１及び底刃９のすくい面１２とされている。底刃９のすくい面１２は、切屑排出溝４のうちギャッシュ７に形成されている。
【００１８】
切屑排出溝４の軸線Ｏ方向の先端部には、溝状のギャッシュ７が形成されている。図３に示されるように、エンドミル本体２を軸線Ｏ方向の先端から基端側へ向けて見たエンドミル本体２の正面視において、ギャッシュ７は径方向に沿うように延びている。ギャッシュ７は、径方向内側の端部が軸線Ｏ近傍に配置されている。ギャッシュ７は、径方向内側の端部から径方向外側へ向かうに従い徐々に軸線Ｏ方向の基端側へ向けて延びている。
【００１９】
ギャッシュ７の数は、切屑排出溝４の数に対応しており、本実施形態の例では４つのギャッシュ７が形成されている。これらのギャッシュ７には、後述する底刃９の種類（第１底刃９Ａ、第２底刃９Ｂ）に応じて、複数種類のギャッシュ７Ａ、７Ｂが含まれる。ギャッシュ７Ａ、７Ｂの詳細は後述する。
【００２０】
図１〜図３に示されるように、刃部３ａには、周方向に互いに間隔をあけて複数の切れ刃が形成されている。これらの切れ刃はそれぞれ、外周刃５及び底刃９を有している。切れ刃は、外周刃５と底刃９とが互いに接続されることで、全体として軸線Ｏ周りの螺旋状に延びている。切れ刃の数は、切屑排出溝４の数に対応しており、本実施形態の例では４つ（４本）の切れ刃が設けられている。つまり、本実施形態のエンドミル１は、４枚刃のエンドミルである。
【００２１】
切れ刃のうち、底刃（先端刃）９は、切屑排出溝４の先端部に位置するギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、エンドミル本体２の先端面との交差稜線に形成されている。底刃９は、ギャッシュ７の上記壁面の先端外周縁に沿って延び、側面視でエンドミル本体２の先端外周側へ向けて凸となる円弧状をなすボール刃である。底刃９は、その先端（径方向内端）から基端側へ向かうに従い径方向外側へ向けて、かつエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びている。
【００２２】
底刃９は、ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面のうち、先端外周側の端部に位置するすくい面１２と、刃部３ａの先端面のうち、該ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に隣接する先端逃げ面８と、の交差稜線に形成されている。
刃部３ａの先端面には、周方向に隣り合うギャッシュ７（切屑排出溝４）同士の間に、先端逃げ面８がそれぞれ形成されている。先端逃げ面８は、底刃９からエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向かうに従い基端内周側へ向けて傾斜している。先端逃げ面８の傾斜により底刃９には逃げ角が付与されている。
【００２３】
複数（本実施形態の例では４つ）の底刃９は、エンドミル本体２の軸線Ｏ方向の先端部に、軸線Ｏ回りに互いに間隔をあけて配置される。複数の底刃９は、それぞれが凸円弧状をなすとともに、軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏ上に中心を有する半球状をなす。複数の底刃９には、互いに刃長が異なる第１底刃９Ａ、及び第２底刃９Ｂが含まれる。
【００２４】
第１底刃９Ａは、径方向の内側へ向けた刃長が、第２底刃９Ｂと比較して長くされている。図３に示されるエンドミル本体２の正面視で、第１底刃９Ａは、外周刃５との接続部分（第１底刃９Ａにおける径方向外側の端縁）から径方向の内側へ向けて延びる。第１底刃９Ａの刃長方向の先端２１が、軸線Ｏを越えた位置に配置されている。つまり第１底刃９Ａは、径方向内側へ向けて延びる刃長方向の先端２１が、軸線Ｏに達しているとともに、軸線Ｏの先にまで延びている。なお、本実施形態において第１底刃９Ａは、軸線Ｏの直上は通過せず、２本の第１底刃９Ａが軸線Ｏを挟んですれ違うように配置されている。
【００２５】
第２底刃９Ｂは、第１底刃９Ａに対して、エンドミル回転方向Ｔに隣り合い、第１底刃９Ａよりも径方向の内側へ向けた刃長が短くされている。図３に示されるエンドミル本体２の正面視で、第２底刃９Ｂは、外周刃５との接続部分（第２底刃９Ｂにおける径方向外側の端縁）から径方向の内側へ向けて延びる。第２底刃９Ｂの刃長方向の先端２２が、軸線Ｏを越えない位置に配置されている。つまり第２底刃９Ｂは、径方向内側へ向けて延びる刃長方向の先端２２が、軸線Ｏに達していない。
本実施形態では、第１底刃９Ａ、及び第２底刃９Ｂの組が、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に２組設けられている。
【００２６】
エンドミル本体２の先端部には、複数の底刃９に対して、エンドミル回転方向Ｔにそれぞれギャッシュ７が隣接配置されている。複数のギャッシュ７には、互いに長さ（溝長）が異なる複数種類のギャッシュが含まれており、具体的には、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａと、第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂとが含まれる。
【００２７】
本実施形態では、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａ、及び第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂの組が、軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に２組設けられている。
図３に示されるエンドミル本体２の正面視において、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａに対して第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂの長さが短い。第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａと第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂとは互いに連通している。
【００２８】
第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａと第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂとは、エンドミル先端部において径方向に延びる境界線によって区画される。上記境界線は、第２底刃９Ｂの先端２２から内側へ向けて延び、第１底刃９Ａの径方向内側へ向けて延びる刃長方向の先端２１に達する。
第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａと第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂとを区画する境界線は、先端側に向かって凸の稜線をなしている。つまり、この境界線がギャッシュ７Ａ、７Ｂよりも先端側に位置している。これにより、底刃によって形成された切屑が先端側へ移動しにくくなる結果、切屑は速やかにギャッシュを通じて基端側へ排出される。
なお、第１底刃９Ａのギャッシュ７Ａと第２底刃９Ｂのギャッシュ７Ｂを区画する境界線自体は、先端側から基端側に向けて凹の稜線を描いていることが好ましい。これにより切屑排出性がより高まり、切屑詰まりによる工具損傷のリスクをより低減することができる。
【００２９】
図１及び図２に示されるように、切れ刃のうち、外周刃５は、切屑排出溝４のギャッシュ７以外の部分（ギャッシュ７よりも基端側に位置する部分）においてエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、エンドミル本体２の外周面との交差稜線に形成されている。外周刃５は、底刃９の径方向外側の端縁（この端縁は、底刃９の基端側の端縁でもある）に接続しているとともに、上記端縁から軸線Ｏ方向の基端側へ向けて延びている。具体的に、外周刃５は、底刃９に接続する端部から基端側へ向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びている。
【００３０】
外周刃５は、切屑排出溝４のギャッシュ７以外の部分においてエンドミル回転方向Ｔを向く壁面のうち、径方向外側の端部に位置するすくい面１１と、刃部３ａの外周面のうち、該切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔとは反対側に隣接する外周逃げ面６と、の交差稜線に形成されている。
刃部３ａの外周面には、周方向に隣り合う切屑排出溝４同士の間に、外周逃げ面６がそれぞれ形成されている。外周逃げ面６は、外周刃５からエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向かうに従い径方向の内側へ向けて傾斜している。外周逃げ面６の傾斜により外周刃５には逃げ角が付与されている。
【００３１】
複数（本実施形態の例では４つ）の外周刃５は、エンドミル本体２の外周に、軸線Ｏ回りに互いに間隔をあけて配置され、互いに略平行に延びている。各々の外周刃５は、周方向位置が対応する底刃９の径方向の外側の端縁に、それぞれ接続している。本実施形態では、複数の外周刃５が、軸線Ｏ回りに互いに等ピッチで配置されている。
【００３２】
本実施形態のエンドミル１は、外周刃５の外径（外周刃５の回転軌跡がなす円周面の直径）が、軸線Ｏ方向に沿って先端から基端側に向かうに従い漸次大きくされている。外周刃５の外径の拡大率は、先端から基端側に向かうに従って徐々に小さくなっている。
また、複数の外周刃５が軸線Ｏ回りに回転して得られる回転軌跡（図２に二点鎖線で示す軌跡）は、径方向の外側に凸の円弧状である。外周刃５の回転軌跡は、外周刃５の先端において、複数の底刃９が軸周りに回転して得られる回転軌跡と滑らかに接続されている。すなわち、外周刃５の回転軌跡と底刃９の回転軌跡とは、回転軌跡同士の接続部において段差や凹凸が生じない一様な曲線をなしている。したがって、本実施形態のエンドミル１は、外周刃５の回転軌跡がオーバル形状をなしている。
【００３３】
なお、本実施形態のエンドミルにおいては、軸周りの回転軌跡がバレル形状をなす外周刃を用いてもよい。上記「バレル形状」とは、外周刃の外径が軸線Ｏ方向の中間部分において最も大きく、軸線Ｏ方向の両端に向かって外径が漸次小さくされた形状である。
【００３４】
本実施形態のエンドミル１において、外周刃５の回転軌跡の曲率半径（以下、外周Ｒと称することもある。）は、底刃９の回転軌跡の曲率半径（以下、先端Ｒと称することもある。）よりも大きい。これにより、外周刃５の加工ピッチが大きくなり、加工能率が優れるものとなる。
好ましくは、外周Ｒは、先端Ｒの２０倍以上３０倍以下である。例えば、先端Ｒが０．５ｍｍ〜３ｍｍである場合において、外周Ｒは１０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲に設定される。
なお、刃部３ａにおける最大径（大端径）や、刃長は、先端Ｒと外周Ｒとの比率等に応じて適宜設定される。例えば、外周Ｒが先端Ｒの２５倍である場合には、大端径は先端Ｒの５倍程度、刃長は先端Ｒの１０倍程度である。
【００３５】
図４に示されるように、エンドミル本体２の横断面視（エンドミル本体２の軸線Ｏに垂直な断面視）において、外周刃５の径方向すくい角（ラジアルレーキ角）αは、０°以下の負の角度に設定されている。これにより、刃先強度が向上して、被削材の硬度が高い場合にも刃先の欠けやチッピングが抑制され易くなる。具体的に、外周刃５の径方向すくい角αは、−２０°以上０°以下の範囲内の値に設定される。好ましくは、外周刃５の径方向すくい角αは、−１０°以上−３°以下の範囲内の値である。より望ましくは、外周刃５の径方向すくい角αは、−１０°以上−５°以下の範囲内の値である。なお、数値範囲における上限値および下限値は任意に組み合わせることができる。
【００３６】
ここで、本明細書でいう「外周刃５の径方向すくい角」とは、図４に示されるエンドミル本体２の横断面視において、軸線Ｏに直交する径方向のうち、外周刃５を通る所定の径方向ｄ０と、外周刃５のすくい面１１（外周刃５に隣接する切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面部分）との間に形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度αを指す。
本実施形態において、径方向すくい角αは、外周刃５と、外周刃５から外径Ｄの４％内側のすくい面１１上の位置とを結ぶ直線と、径方向ｄ０との成す角度として規定される。
【００３７】
径方向すくい角が「−（マイナス）」、つまり負の角度であるとは、図４に示されるエンドミル本体２の横断面視において、外周刃５のすくい面１１が、径方向の外側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ向かって傾斜して延びているときの、角度αである。この場合、上記所定の径方向ｄ０に対して、外周刃５のすくい面１１が、エンドミル回転方向Ｔに配置される。
【００３８】
径方向すくい角αが−２０°未満である場合、外周刃５の切れ味が低下するため、十分な仕上げ面品質が得られない。また、切削抵抗が大きくなり工具損傷が発生し易くなる。一方、径方向すくい角αが０°を超える場合には、取代を大きくしたときの加工面の面粗さ（Ｒｚ）が悪化しやすくなり、加工条件の幅が狭くなる。また、刃先強度が低下するので、被削材の硬度が高くなると刃先の欠けやチッピングが発生し易くなる。
なお、外周刃の逃げ面は、外周刃からエンドミル回転方向Ｔとは反対側へ、微小な幅を持つ微小二番面と、更にエンドミル回転方向Ｔとは反対側へかけて主二番面とを設けることが好ましい。このような微小二番面を設けることで、微小二番面で摩耗が抑制されて、摩耗幅が増大するのを抑制することができる。
【００３９】
また、図４に示されるエンドミル本体２の横断面視において、軸線Ｏを中心とし、切屑排出溝４に内接する円（心厚円）Ｕを描いたとき、内接円Ｕの直径（心厚）Ｄｗは、外周刃５の外径Ｄに対して、７０％（０．７Ｄ）以上８５％（０．８５Ｄ）以下であることが好ましい。より好ましくは、心厚Ｄｗは、外周刃５の外径Ｄに対して、７５％以上８５％以下である。さらに望ましくは、心厚Ｄｗは、外周刃５の外径Ｄに対して、８０％以上８５％以下である。なお、数値範囲における上限値および下限値は任意に組み合わせることができる。
【００４０】
心厚Ｄｗが外周刃５の外径Ｄに対して７０％未満である場合、エンドミル１の剛性が不足する結果、振動や加工面の倒れにより仕上げ面にうねりを生じやすくなる。心厚Ｄｗが外周刃５の外径Ｄに対して８５％を超える場合、切れ刃の形成が非常に困難であり、また十分な切屑排出性が得られなくなる。
【００４１】
また、図２に示されるエンドミル本体２の側面視（エンドミル本体２を軸線Ｏに直交する径方向から見た側面視）において、外周刃５のねじれ角（角度β）は、２０°以上である。好ましくは、外周刃５のねじれ角βは、４０°以上である。より望ましくは、外周刃５のねじれ角βは、４０°以上５０°以下である。なお、数値範囲における上限値および下限値は任意に組み合わせることができる。
【００４２】
ここで、本明細書でいう「ねじれ角」とは、図２に示されるエンドミル本体２の側面視において、軸線Ｏ（又は軸線Ｏに平行な直線）と、外周刃５（ねじれのつる巻き線）との間に形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度βを指している。
【００４３】
外周刃５のねじれ角βが２０°未満であると、切削抵抗が大きいために面粗さが悪化し、所望の加工品質を得ることができない。外周刃５のねじれ角βを４０°以上とすることで、面粗さの小さい良好な仕上げ面を得ることができる。但し、外周刃５のねじれ角βが大きくなりすぎると、工具軸方向への切削抵抗が大きくなり、ビビり振動等の異常振動を誘発しやすくなる。そのため、外周刃５のねじれ角βは５０°以下にすることが好ましい。
【００４４】
以上説明した本実施形態のエンドミル１は、外周刃５における外周Ｒが先端Ｒよりも大きく、外周刃５のねじれ角が２０°以上とされ、径方向すくい角が−２０°以上０°以下の値に設定されていることで、切削負荷が低減されるのに加えて、外周刃５の刃先強度を向上させることができる。これにより、高能率加工が可能であるとともに、高品質の仕上げ面を得ることができる。
なお、外周刃５のねじれ角及び径方向すくい角について、上記範囲に設定することで良好な仕上げ面が得られることは後述の実施例において検証している。
【００４５】
また、本実施形態のエンドミル１は、ボール刃からなる底刃９を備えている。これにより、外周刃５を用いた壁面仕上げ加工と、底刃９を用いた隅部仕上げ加工を１つのエンドミルで行うことができ、加工効率を高めることができる。
【実施例１】
【００４６】
以下、実施例により本発明の効果について検証した結果を示す。
本実施例１では、実施例１〜６、及び比較例１〜２の合計８種類のエンドミルを作製し、加工試験を行った。【００４７】
実施例１〜６、比較例２のエンドミルとして、刃数：４、先端Ｒ：２ｍｍ、外周Ｒ：５０ｍｍ、大端径：１０ｍｍ、刃長：１８．７ｍｍ、首下長：４０ｍｍ、首径：９．５ｍｍ、シャンク径１２ｍｍのオーバル形状の刃部を有するエンドミルを作製した。
比較例１のエンドミルとして、刃数：４、先端Ｒ（底刃なし）：２ｍｍ、外周Ｒ：８５ｍｍ、シャンク径１０ｍｍの刃部を有するエンドミルを用意した。
実施例１〜６及び比較例１〜２のエンドミルは、いずれも基材として超硬合金を用い、刃部の表面には硬質皮膜が形成されている。
実施例１〜６及び比較例１〜２のエンドミルの諸元測定結果を下記表に示す。外周Ｒ及び外周刃ねじれ角の測定は光学顕微鏡を用いた。外周刃すくい角および心厚の測定は光学式非接触三次元測定装置を用い、先端より５ｍｍの位置で行った。【００４８】
【表１】
2018123428.tif 000003
【００４９】
次に、実施例１〜６及び比較例１〜２のエンドミルを用いて、高硬度鋼（日立金属社製ＹＸＲ３（５８ＨＲＣ））の加工試験を実施した。加工条件は以下の通りである。
回転数ｎ        ：４７８０ｍｉｎ−１（Ｖｃ＝１５０ｍ／ｍｉｎ）
送り速度Ｖｆ    ：１９２４ｍｍ／ｍｉｎ（ｆｚ＝０．１ｍｍ／ｔ）
軸方向切込みａｐ：０．５ｍｍ
径方向切込みａｅ：０．３ｍｍ
機械主軸        ：ＨＳＫ−Ａ６３
ホルダ          ：焼き嵌め２ピースホルダ
冷却            ：エアブロー
加工方法（加工形状）  ：等高線加工（勾配角９°の勾配面）【００５０】
各エンドミルを用いて加工した被削材の表面の面粗さＲｚを測定した。測定結果を表２に示す。表２において、「送り方向」の面粗さとは、等高線加工時の工具進行方向に沿った被削材表面の面粗さであり、本実施例の場合、被削材の立壁の水平方向に沿う面粗さである。「軸方向」の面粗さとは、等高線加工時の工具軸方向に沿った被削材表面の面粗さであり、本実施例の場合、被削材の立壁の高さ方向に沿う面粗さである。【００５１】
【表２】
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【００５２】
表２に示すように、外周刃を２０°以上のねじれ角とし、外周刃のすくい角を−２０°〜０°の範囲とした実施例１〜６のエンドミルは、比較例のエンドミルに対して、送り方向の面粗さが顕著に改善されていた。これは、比較例に対し捩れ角を強くすることで切削抵抗が分散し、送り方向の分力が低減したためである。
また、外周刃のすくい角を−１０°以上−３°以下とした実施例１，２，４，６のエンドミルは、すくい角が−１０°以下のエンドミルと比較し、切削抵抗が全体的に低減する傾向となり、軸方向の面粗さにおいても比較例のエンドミルと同等以上の結果が得られており、より高品質の仕上げ面が得られるエンドミルであった。さらに、外周刃のすくい角を−１０°以上−５°以下とした実施例１，４のエンドミルでは、最も高品質の仕上げ面が得られた。
【実施例２】
【００５３】
実施例２では、実金型を用いた５軸加工における中仕上げ加工、仕上げ加工を評価した。加工形状は、サイズが約９０ｍｍ、加工深さが３０ｍｍのサイドギア形状とした。また、被削材は日立金属社製ＹＸＲ３３（５８ＨＲＣ）を用いた。
荒加工で、サイドギア形状を加工後、底面の仕上げ加工を行った。そして、本実施例に係るエンドミルと従来のボールエンドミルを用いて、勾配面とフィレット部（接続面）を中仕上げ加工、仕上げ加工した。
中仕上げ加工では形状内部と底以外のフィレット部を加工した。仕上げ加工では形状内部と底フィレット部を加工した。何れも冷却方法はエアーブローとした。
表３に中仕上げ加工で使用した工具形状を示す。表４に中仕上げ加工における加工条件を示す。なお、従来ボールエンドミルの加工条件は一般的に使用される条件である。本実施例の条件は従来ボールエンドミルの加工に比べてピッチを倍にした条件とした。【００５４】
【表３】
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【００５５】
【表４】
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【００５６】
表５に仕上げ加工で使用した工具形状を示す。表６に仕上げ加工における加工条件を示す。なお、従来ボールエンドミルの加工条件は一般的に使用される条件である。本実施例の条件は従来ボールエンドミルの加工に比べてピッチを大きくした条件とした。【００５７】
【表５】
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【００５８】
【表６】
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【００５９】
従来のボールエンドミルを用いた従来の加工方法では、中仕上げ加工と仕上げ加工を合わせて２００分が必要であった。それに対して本実施例のエンドミルを用いることで、中仕上げ加工と仕上げ加工を合わせても１３８分となった。
また、従来のボールエンドミルを用いた加工面は、Ｒａが０．６２４μｍ、Ｒｚが３．３７９μｍであった。一方、本実施例を用いた加工面は、Ｒａが０．５１５μｍ、Ｒｚが２．５７４μｍであった。本実施例のエンドミルを用いることで、加工時間および加工面の改善が高いレベルで達成された。【００６０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。【００６１】
例えば、上記実施形態では、エンドミル本体２の刃部３ａに４つ（４組）の切れ刃が設けられた４枚刃のエンドミル１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エンドミル本体２の刃部３ａに２つ（２組）の切れ刃が設けられた２枚刃のエンドミル１であってもよく、エンドミル本体２の刃部３ａに６つ（６組）の切れ刃が設けられた６枚刃のエンドミル１であってもよい。【００６２】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６３】
１…エンドミル、２…エンドミル本体、４…切屑排出溝、５…外周刃、９…底刃、Ｄ…外径、ｄ０…径方向、Ｄｗ…心厚、Ｄｗ…直径（心厚）、Ｏ…軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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