(57)【要約】【課題】バリ除去工程を省くことができるエンドミルを提供することを課題とする。【解決手段】側面刃１１のすくい角は０°であり、主逃げ面１３の逃げ角βは、４０°〜４５°に設定したことを特徴とする。【効果】すくい面のすくい角を０°としたので、側面刃の厚さを確保することができ、寿命を延ばすことができる。加えて、逃げ角を４０°〜４５°に設定すると、バリの発生を抑えつつ、寿命を延ばすことができる。特に、金型の微細加工に本発明のエンドミルを使用すると、磨き工程を省略することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
毎分１万回転を超える高速回転で金属の切削に用いられるエンドミルであって、
このエンドミルは、側面刃における主逃げ面の逃げ角が、４０°〜６０°に設定されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
前記主逃げ面に繋がるすくい面のすくい角は、０°であって、前記主逃げ面の逃げ角は、４０°〜４５°に設定されていることを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のエンドミルは、純銅又は銅合金の切削加工に使用することを特徴とするエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毎分１万回転を超える高速回転で金属の切削に用いられるエンドミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
底刃と側面刃とを備えるエンドミルは、金型に溝を穿つ加工に最適である。すなわち、底刃で溝の深さを確保しつつ溝の底を切削し、側面刃で溝の壁を切削する要領で、１本の回転工具で正確な寸法の溝を切削することができる。
【０００３】
従来、エンドミルに関する各種の提案がなされてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２４６４９２公報（図２、図３）
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９（ａ）、（ｂ）は従来のエンドミルの正面図及び側面図である。
（ｂ）に示すように、このエンドミル１００は、底刃１０１、１０１と、複数の側面刃１０２とを備えるが、これらの側面刃１０２は、ねじれ刃である。
そして、（ａ）に示すように、先端には２枚の底刃１０１、１０１が存在し、底刃１０１は、一端がコーナー刃１０３を介して側面刃１０２に連続している。
コーナー刃１０３の逃げ角αは、特許文献１の請求項３によれば、１０〜１５°に設定される。図面から側面刃１０２の逃げ角も、１０〜１５°に設定されていると推定する。
【０００５】
本発明者らは上記エンドミル１００で、銅板に溝を穿つ加工を実施した。
図１０（ａ）、（ｂ）は従来のエンドミルの作用図であり、（ａ）に示すように、エンドミル１００（ただし、側面刃１０２の逃げ角は１３°とした。）を、高速回転させつつ図面表裏方向へ送ることにより、銅板１０５に溝１０６を穿った。
溝１０６は（ｂ）に示すように切削できたが、溝１０６の壁１０７から、高さｈのバリ１０８が立った。このバリ１０８は薄く、高さｈも０．５ｍｍ程度の微細な突起である。ただし、微細加工にあってはこの程度の大きさの突起は残せないため、別工程で除去する必要があった。
【０００６】
すなわち、従来は、エンドミルで金型に溝を穿った後に、砥石又はサンドぺーパーで磨き仕上げを施すことで、バリを除去していた。この結果、エンドミルによる切削工程と、バリ除去工程とが必要となるため、工程数が増え、加工コストが嵩むという不都合があった。
【０００７】
切削加工では、ある程度の凹凸（あらさ）は許容されるため、バリの高さｈは、０．０５ｍｍ（５０μｍ）、好ましくは０．０３ｍｍ以下であれば、悪影響がないと言われている。すなわち、この程度の高さであれば、バリ除去工程を省くことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、バリ除去工程を省くことができるエンドミルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明者らは、刃を薄くすれば切れ味がよくなり、バリの発生を抑えることができるのではないかと考えた。刃を薄くすると刃が簡単に欠けるため、対策として１回転当たりの切込み量を微小にする。生産性の低下は回転数を上げることでカバーする。これらの知見に基づいて研究を進めたところ、バリ除去工程を省くことができるエンドミルを確立することに成功した。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明は、毎分１万回転を超える高速回転で金属の切削に用いられるエンドミルであって、このエンドミルは、側面刃における主逃げ面の逃げ角が、４０°〜６０°に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、主逃げ面に繋がるすくい面のすくい角は、０°であって、主逃げ面の逃げ角は、４０°〜４５°に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、エンドミルは、特にバリの発生が起こりやすい材質である純銅又は銅合金の切削加工に使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、側面刃の逃げ角を４０°〜６０°に設定した。この結果、バリの発生を抑えることができた。
【００１４】
請求項２に係る発明では、すくい面のすくい角を０°としたので、側面刃の厚さを確保することができ、寿命を延ばすことができる。加えて、逃げ角を４０°〜４５°に設定すると、バリの発生を抑えつつ、寿命を延ばすことができる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、加工対象を純銅又は銅合金とした。純銅や銅合金は柔らかい反面、粘りがある材料である。粘りがあるために、バリが発生しやすい。本発明のエンドミルであれば、純銅や銅合金に有害なバリが発生する心配はない。同時に、純銅や銅合金は柔らかいため、エンドミルへの負担が少なく、工具寿命を延ばすことができる。
したがって、本発明のエンドミルは純銅や銅合金の切削加工に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るエンドミルの正面図であり、このエンドミル１０は、１枚の側面刃１１を有する、１枚刃工具である。
図２は本発明に係るエンドミルの側面図であり、側面刃１１は、テーパー部分に設けた第１側面刃１１ａと、この第１側面刃１１ａに繋がると共に回転軸１２に平行な第２側面刃１１ｂとからなる。図中、θは片テーパーの角度、Ｄは基部の外径である。
【００１７】
図３は図２の３矢視図であり、側面刃１１のすくい角は０°であり、主逃げ面１３の逃げ角βは、４０°〜６０°に設定したことを特徴とする。
なお、超硬素材で構成したエンドミル１０の場合は、第１側面刃１１ａ及び第２側面刃１１ｂに主逃げ面１３を連続させる。これで、切れ味を最良にすることができる。
【００１８】
やや脆いＣＢＮ（ｃＢＮ）素材で構成したエンドミル１０の場合は、第１側面刃１１ａ及び第２側面刃１１ｂに微小な幅（２０μｍ程度）の外周面を連続させ、この微小な幅の外周面に主逃げ面１３を連続させることが好ましい。これで、靱性を確保することができる。
【００１９】
側面刃１１のすくい角は、回転軸１２を通る面とすくい面１４とのなす角である。この実施例では、すくい面１４が回転軸１２を通るため、すくい角は０°である。
一般のフライス工具では、すくい角をプラスにとって、食い込み性を高める。しかし、すくい角を取りすぎると、側面刃１１の基部１５が薄くなって、びびりが発生しやすくなる。逆に、すくい角をマイナスに取ると切れ味が悪くなる。
そこで、すくい角は−１０°〜＋１０°の範囲、好ましくは０°とする。０°であれば、側面刃１１の切れ味を確保しつつ、基部１５の剛性を確保することができる。
【００２０】
以上の構成からなるエンドミル１０の作用を次に説明する。
図４は本発明に係るエンドミルの作用説明図であり、（ａ）に示すように、毎分数万回転で回転させながらエンドミル１０を銅板１６に作用させる。すると、（ｂ）に示すように、Ｖ底の穴１７を穿つことができる。所定の深さに達したら、次は、エンドミル１０を図面奥方向へ移動させる。すると、（ｃ）に示すＶ底１８、左右の壁１９、１９からなる溝２０を切削することができる。このときに、左右の壁１９、１９から微小のバリ２１、２１が不可避的に発生する。このバリ２１の高さをＨとする。
【００２１】
本発明者らは、各種の条件を変えることで、バリの高さＨの変化を調べた。その詳細を次の実験例の項で詳しく述べる。また、エンドミルは消耗品ではあるが、寿命が長いほど工具費用が削減できる。そこで、寿命についても調べた。
【００２２】
（実験例）
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない
○エンドミル：
形式：図１〜図３に示す、テーパー１枚刃工具
基部の径：１．０ｍｍ（図２のＤ）
片テーパー角：４０°（図２のθ）
すくい角：０°
逃げ角β：２０°、３０°、４０°、４５°、５０°、６０°
【００２３】
○切削条件：
被切削材料：快削銅
回転速度（設定値）：毎分３２０００回転
送り速度（設定値）：毎分５００ｍｍ
深さ：０．３５ｍｍ
切削距離：１５ｍ
【００２４】
○第１測定項目：
切削開始直後におけるバリの高さＨと、１５ｍ切削後におけるバリの高さＨとを計測した。すなわち、切削開始直後は、エンドミルは新品に近く、１５ｍ切削後は、エンドミルは寿命に近いため、２つのタイミングでバリの高さを計測した。計測値を次表で示し、計測値を次図でグラフ化した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
図５は逃げ角とバリの高さの関係を表すグラフであり、逃げ角βが２０°〜４０°では、バリの高さは大きい。一方、逃げ角βが４０°〜６０°の間ではバリの高さは小さく、１５ｍ切削後であっても、０．０３２ｍｍ以下であった。
実用的には、０．０３２ｍｍは許容できるので、逃げ角βは４０°〜６０°に設定することが望ましい。
【００２７】
○第２測定項目：
１５ｍ切削後における側面刃の摩耗量を計測した。計測値を次表で示し、計測値を次図でグラフ化した。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
図６は逃げ角と側面刃の摩耗量の関係を表すグラフであり、ほぼ逃げ角の増加に比例して、摩耗量が増加することが確認できた。４０°〜６０°の範囲では、４０°が最低であるが、４５°は４０°と摩耗量がほぼ同一であった。
【００３０】
したがって、寿命の点からは逃げ角は、４０°〜４５°に設定することが望ましい。
【００３１】
以上の実験から、次のことが分かった。
バリの高さを許容値以下に収めるには、逃げ角βは４０°〜６０°に設定すればよい。
バリの高さを許容値以下に収め且つ寿命を長くするには、逃げ角βは４０°〜４５°に設定すればよい。
【００３２】
次に本発明の別実施例を説明する。
図７は本発明に係る別のエンドミルの側面図であり、このエンドミル３０は、２個の底刃３１、３１と２個の側面刃３２、３２を備えた２枚刃工具である。
図８は図７の８矢視図であり、側面刃３２、３２の主逃げ面３３、３３の逃げ角β２、β２は、４０°〜６０°、好ましくは４０°〜４５°に設定する。
【００３３】
なお、超硬素材で構成したエンドミル３０の場合は、側面刃３２、３２に主逃げ面３３、３３を連続させる。これで、切れ味を最良にすることができる。
やや脆いＣＢＮ（ｃＢＮ）素材で構成したエンドミル３０の場合は、側面刃３２、３２に微小な幅（２０μｍ程度）の外周面を連続させ、この微小な幅の外周面に主逃げ面３３、３３を連続させることが好ましい。これで、靱性を確保することができる。
【００３４】
実験データは省略するが、エンドミル３０で実験を実施したところ、図５、図６と同等の結果を得ることができた。したがって、本発明は、１枚刃工具もとより、２枚刃以上の工具にも適用できる。
【００３５】
なお、エンドミルでは回転速度が重要である。そこで、回転速度は、３２０００回転／分の他に、２００００回転／分、１００００回転／分、５０００回転／分を試した。
２００００回転／分ではバリの高さは３２０００回転／分と遜色なかった。
１００００回転／分ではバリの高さは３２０００回転／分より大きくなったが、許容範囲にある。
【００３６】
５０００回転／分ではバリの高さは３２０００回転／分より、かなり大きくなった。
そこで、本発明は１００００回転／分以上の高速回転用エンドミルに適用することにする。
【００３７】
尚、本発明のエンドミルで切削する被切削材は、純銅板、純銅ブロック、銅合金板、銅合金ブロック、これらに類する軟質材料、又は鉄系材料が適用できる。鉄系材料の場合は切り込みを小さくするなどの調整を行うことで対応できる。したがって、被切削材の種類は問わない。
【００３８】
特に、金型の微細加工に本発明のエンドミルを使用すると、磨き工程を省略することができる。すなわち、従来のエンドミルで金型へ切削加工を施すと、切削後にバリ取りを主目的とした磨き加工が不可欠であった。この点、本発明によれば、磨き工程が不要であるから、切削加工時間の短縮化が図れる。
【００３９】
エンドミルの材質は、超硬材料又はＣＢＮ（ｃＢＮ）が好適であるが、工具鋼など他の材料でも差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、銅板の切削加工に好適なエンドミルである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るエンドミルの正面図である。
【図２】本発明に係るエンドミルの側面図である。
【図３】図２の３矢視図である。
【図４】本発明に係るエンドミルの作用説明図である。
【図５】逃げ角とバリの高さの関係を表すグラフである。
【図６】逃げ角と側面刃の摩耗量の関係を表すグラフである。
【図７】本発明に係る別のエンドミルの側面図である。
【図８】図７の８矢視図である。
【図９】従来のエンドミルの正面図及び側面図である。
【図１０】従来のエンドミルの作用図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、３０…エンドミル、１１、３２…側面刃、１３、３３…主逃げ面、１６…銅板、２０…溝、β、β２…逃げ角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007319993.tif 000009
【図６】
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【図７】
2007319993.tif 000011
【図８】
2007319993.tif 000012
【図９】
2007319993.tif 000013
【図１０】
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