(57)【要約】 【課題】  びびりの発生を抑えるとともに加工壁面の段差を小さくできるエンドミルを提供する。【解決手段】  誤差が存在しない状態で、交線２２の他端部１０１が一端部１００よりもホルダ半径方向内方Ｒ１に退避して配置される。これによって誤差が生じたとしても、他端部１０１が第１領域１０４の最突出部よりもホルダ半径方向最外方に突出しにくく、交線２２の他端部１０１に対応する切刃部分が被削材に接触することが防がれる。したがって、１回の切込み加工で被削材の切削量が増加することを防ぐことができ、切削抵抗を抑えて被削材に与える外力を小さくすることができる。また被削材が振動してびびりが発生することを防ぐことができ、被削材の品質低下を抑えることができるとともに、びびりによって生じる加工壁面の段差を小さくすることができる。【選択図】      図１
2007229857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）略板状に形成され、厚み方向一方の面に形成されるすくい面と、幅方向一方の面に形成される逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成される主切刃とを具備するスローアウェイチップと、
（ｂ）略円柱状に形成されて、前記スローアウェイチップが着脱可能に外周部に装着されるホルダとを有するスローアウェイエンドミルであって、
（ｃ）前記スローアウェイチップが前記ホルダに装着された状態で、前記ホルダの軸線であるホルダ軸線を中心に回転させた場合に、前記主切刃の回転軌跡のうちで、ホルダ軸線を含みホルダ軸線に平行な仮想平面に交わる交線は、
（ｃ１）ホルダ軸線方向先端側の一端部に対して、ホルダ軸線方向基端側の他端部がホルダ半径方向内方に配置され、
（ｃ２）前記一端部よりもホルダ軸線方向基端側でかつ、前記他端部よりもホルダ軸線方向先端側に位置し、前記一端部を通過してホルダ軸線に平行に延びる仮想直線に交差する境界部が設定され、
（ｃ３）前記一端部から前記境界部まで延びる第１領域では、前記仮想直線よりもホルダ半径方向外方に膨らみ、前記境界部から前記他端部まで延びる第２領域では、前記仮想直線よりもホルダ半径方向内方に窪むことを特徴とするスローアウェイエンドミル。
【請求項２】
前記交線は、前記一端部と前記他端部と前記境界部とを通過する円弧状に形成されることを特徴とするスローアウェイエンドミル。
【請求項３】
前記交線の境界部は、前記一端部からホルダ軸線方向基端側に向かってホルダ軸線方向に、前記交線のホルダ軸線寸法の１／２以上３／４以下、移動した位置に設定されることを特徴とする請求項１または２記載のスローアウェイエンドミル。
【請求項４】
前記スローアウェイチップが前記ホルダに装着された状態で、前記主切刃は、ホルダ軸線方向先端からホルダ軸線方向基端側に進むにつれて、予め定める第１角度でホルダ軸線に平行な直線に対してホルダ回転方向下流側に傾斜し、前記交線の境界部に対応する位置に達したあとは、前記第１角度よりも小さい第２角度でホルダ軸線に平行な直線に対してホルダ回転方向下流側に傾斜することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のスローアウェイエンドミル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のスローアウェイエンドミルに用いられるスローアウェイチップ。
【請求項６】
（ａ）略円柱状のホルダに装着されてスローアウェイエンドミルを構成するスローアウェイチップであって、略板状に形成され、チップ厚み方向一方の面に形成されるすくい面と、チップ幅方向一方の面に形成される逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成される長辺切刃とを具備し、
（ｂ）前記長辺切刃は、
（ｂ１）チップ長手方向一端部に対して、チップ長手方向他端部がチップ幅方向内方に退避して形成され、
（ｂ２）チップ長手方向一端部よりもチップ長手方向他端部側でかつ、チップ長手方向他端部よりもチップ長手方向一端部側に位置し、前記チップ長手方向一端部を通過してチップ長手方向に延びる仮想直線に交差する境界部が設定され、
（ｂ３）前記チップ長手方向一端部と前記チップ長手方向他端部と前記境界部とを通過して湾曲して延びる仮想円弧に沿って延び、
（ｂ４）チップ長手方向一端部から前記境界部まで延びる第１領域では、前記仮想直線よりもチップ幅方向外方に膨らみ、前記境界部からチップ長手方向他端部まで延びる第２領域では、前記仮想直線よりもチップ幅方向内方に窪むことを特徴とする請求項５記載のスローアウェイチップ。
【請求項７】
厚み方向他方の面に平面状に形成され、ホルダに装着された状態でホルダの着座面に接する底面が形成され、
前記長辺切刃は、チップ長手方向一端部から境界部にチップ長手方向に進むにつれて前記底面に向かってチップ厚み方向に傾斜し、境界部からチップ長手方向他端部にチップ長手方向に進むにつれて、底面から遠ざかって傾斜または底面に平行に延びることを特徴とする請求項６記載のスローアウェイチップ。
【請求項８】
前記逃げ面は、長辺切刃に隣接する第１逃げ面が形成され、前記第１逃げ面の角度である第１逃げ角は、チップ長手方向一端部からチップ長手方向他端部に向かうにつれて大きくなるように形成されることを特徴とする請求項６または７記載のスローアウェイチップ。
【請求項９】
厚み方向他方の面に平面状に形成され、ホルダに装着された状態でホルダの着座面に接する底面が形成され、
前記逃げ面は、長辺切刃に隣接する第１逃げ面と、前記底面と第１逃げ面とに隣接する第２逃げ面とを有し、第２逃げ面は、平面状に形成されて、前記第２逃げ面の角度である第２逃げ角は、チップ長手方向一端部から他端部に向かうにつれて一定であって、前記第１逃げ面の角度である第１逃げ角よりも大きく形成され、
チップ長手方向一端部から境界部に進むにつれて、第１逃げ面の厚み方向寸法は、小さくなり、第２逃げ面の厚み方向寸法が大きくなり、
境界部からチップ長手方向他端部に進むにつれて、第１逃げ面の厚み方向寸法は、大きくなり、第２逃げ面の厚み方向寸法が小さくなることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載のスローアウェイチップ。
【請求項１０】
厚み方向一方の面に形成されるすくい面と、幅方向一方の面に形成される逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成される主切刃とを具備する刃先部分が円柱状の基部の外周部から突出する回転切削工具であって、
基部の軸線である基部軸線を中心に回転させた場合に、前記交差稜線の回転軌跡のうちで、ホルダ軸線を含みホルダ軸線に平行な仮想平面に交わる交線は、
基部軸線方向先端側の一端部に対して、基部軸線方向基端側の他端部が基部半径方向内方に配置され、
前記一端部よりも基部軸線方向基端側でかつ、前記他端部よりも基部軸線方向先端側に位置し、前記一端部を通過して基部軸線に平行に延びる仮想直線に交差する境界部が設定され、
前記一端部から前記境界部まで延びる第１領域では、前記仮想直線よりも基部半径方向外方に膨らみ、前記境界部から前記他端部まで延びる第２領域では、前記仮想直線よりも基部半径方向内方に窪むことを特徴とする回転切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マシニングセンタ等の工作機械で用いられる回転切削工具および回転切削工具に装着されるスローアウェイチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ等の工作機械による機械加工に用いられる回転切削工具として、ホルダ先端部に略平行四辺形状をなすスローアウェイチップを装着したスローアウェイエンドミルが知られている。スローアウェイチップは、長辺切刃が主切刃としてエンドミル外径側に、短辺切刃がサライ刃としてエンドミル先端側にそれぞれ配置されるとともに、主切刃はホルダの回転軸に対してアキシャルレーキを付した状態でホルダに装着される構成となっている。
【０００３】
従来技術として、その平面視において主切刃が直線状に形成されたスローアウェイチップが用いられている。この場合、アキシャルレーキを付してホルダに装着して、肩加工を行うと、その１回の切削動作で形成された加工壁面は平面にならない。具体的には、加工壁面は、主切刃の中央付近で切削された部分がわずかに外側に突出する。言換えると、１回の切削動作で形成された加工壁面は、両側から中央部にかけて外側へ膨らんだ凸状曲面となる。加工壁面の平坦さを重視するような加工において、加工壁面が両側から中央部にかけて突出した凸状曲面となることは、製品としての外観品質を損なうだけでなく、再度仕上げ工程が必要となるので余計な加工時間、加工コストがかかり、加工能率の点で問題である。
【０００４】
そこで、この不具合を解消し、滑らかな加工表面を得るために、特許文献１には、スローアウェイチップ単体の平面視では、スローアウェイチップのうちエンドミルの主切刃を構成すべき切刃が、外側に膨らんだ構成に形成される。エンドミルの主切刃の回転軌跡を、回転軸線を含み、かつ回転軸線に平行な仮想平面で切断した断面形状が、直線となるように形成される。特許文献１には、加工後の被削材の加工壁面の凹凸を少なく形成できることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２９８４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような主切刃が膨らんだスローアウェイチップが装着されたエンドミルを用いた場合、スローアウェイチップの寸法を精密に制御し、かつスローアウェイチップを正確にホルダに取り付けた場合には、主切刃の回転軌跡を切刃両端部にわたって精度の高い円柱面形状に制御することができるものの、実際にはホルダとスローアウェイチップ間の取り付け精度のバラツキや寸法精度のバラツキ等により、スローアウェイチップをエンドミルのホルダに装着した状態において主切刃両端の回転半径に差が生じてしまうことが多い。
【０００７】
たとえば取付誤差の範囲内で、主切刃のホルダ基端部側部分の回転半径が、ホルダ先端部側部分の回転半径よりも大きくなる場合がある。このような状態で肩削りや溝加工で多段切込み加工をした場合、後段の切込み加工では、前段の切込み加工で削り残した部分に主切刃のホルダ基端部側部分が干渉することがある。この場合、被削材の剛性が極めて小さいとき、たとえば薄板の切削加工であるときには、上述した主切刃と被削材との干渉によって被削材が振動し、びびりが発生するおそれがある。びびりが発生すると、加工面に段差が形成されるなどして被削材の品質が低下したり、スローアウェイチップが損傷するなどの問題がある。
【０００８】
したがって本発明は、エンドミルでの切削加工において、びびりの発生を抑えるとともに加工壁面の段差を小さくできるエンドミルまたはエンドミルに用いられるスローアウェイチップ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】
【０００９】
本発明は、（ａ）略板状に形成され、厚み方向一方の面に形成されるすくい面と、幅方向一方の面に形成される逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成される主切刃とを具備するスローアウェイチップと、
（ｂ）略円柱状に形成されて、前記スローアウェイチップが着脱可能に外周部に装着されるホルダとを有するスローアウェイエンドミルであって、
（ｃ）前記スローアウェイチップが前記ホルダに装着された状態で、前記ホルダの軸線であるホルダ軸線を中心に回転させた場合に、前記主切刃の回転軌跡のうちで、ホルダ軸線を含みホルダ軸線に平行な仮想平面に交わる交線は、
（ｃ１）ホルダ軸線方向先端側の一端部に対して、ホルダ軸線方向基端側の他端部がホルダ半径方向内方に配置され、
（ｃ２）前記一端部よりもホルダ軸線方向基端側でかつ、前記他端部よりもホルダ軸線方向先端側に位置し、前記一端部を通過してホルダ軸線に平行に延びる仮想直線に交差する境界部が設定され、
（ｃ３）前記一端部から前記境界部まで延びる第１領域では、前記仮想直線よりもホルダ半径方向外方に膨らみ、前記境界部から前記他端部まで延びる第２領域では、前記仮想直線よりもホルダ半径方向内方に窪むことを特徴とするスローアウェイエンドミルである。
【００１０】
本発明に従えば、チップがホルダの外周部に装着されるホルダをホルダ軸線まわりに回転させ、主切刃を被削材に回転接触させることで、被削材を断続切削して、溝削り加工や肩削り加工を行うことができる。また被削材に対して、複数回に分けてホルダ軸線方向に切り込まれる、いわゆる多段切込み切削加工を行うことによって、被削材表面から加工底面までの深さ寸法を大きくすることができる。
【００１１】
誤差が存在しない状態では、交線の一端部と境界部とを結ぶ直線がホルダ軸線に平行に延びる。この場合、交線の第１領域がホルダ半径方向外方に膨らみ、交線の第２領域がホルダ半径方向内方に窪むことになる。このように誤差が存在しない状態で多段切込み加工を行うと、第１領域の主切刃が被削材を切削する。また第２領域の主切刃は、前段の切込み加工で、第１領域の主切刃によって被削材に形成された加工壁面から離れて回転することになる。このとき第２領域の主切刃は、切削に寄与することがなく、第１領域の主切刃よりも加工壁面の段差に与える影響が小さい。
【００１２】
チップの寸法誤差、ホルダに対するチップの取付誤差およびホルダのたわみなどの誤差に起因して、交線の一端部と境界部とを結ぶ直線が、ホルダ軸線に対して傾斜することがある。誤差が生じたとしても、第１領域のうちで中間部の主切刃部分がホルダ半径方向外方に膨らむことで、一端部と境界部とのいずれかで生じた削り残しを、後段の切込み加工で第１領域の主切刃の膨らんだ部分で削り取ることができ、加工壁面をならすことができる。
【００１３】
また誤差に起因して、交線の一端部と境界部とを結ぶ直線が、一端部から境界部に進むにつれてホルダ半径方向外方に傾く場合には、誤差が存在しない場合に比べて、交線の他端部がホルダ半径方向外方に位置することになる。本発明では、誤差が存在しない状態で、交線の他端部が一端部よりもホルダ半径方向内方に退避して配置される。これによって許容誤差範囲内で比較的大きな誤差が生じたとしても、他端部が第１領域の最突出部よりもホルダ半径方向最外方に突出しにくく、交線の他端部に対応する切刃部分が被削材に接触することが防がれる。これによって誤差が生じても、前段の切込み加工で削り残した部分に、交線の他端部に対応する切刃部分が接触することを防ぐことができる。したがって１回の切込み加工で被削材の切削量が増加することを防ぐことができる。
【００１４】
また本発明は、前記交線は、前記一端部と前記他端部と前記境界部とを通過する円弧状に形成されることを特徴とするスローアウェイエンドミルである。
【００１５】
本発明に従えば、交線が円弧状に延びることで、誤差によって交線の一端部と境界部とを結ぶ直線が傾斜したとしても、交線のうちで切削に寄与する切削領域について、誤差が存在しない状態とほぼ同様の長さおよび形状の円弧形状とすることができる。これによって誤差の影響によって、切削後の加工壁面が変化することを防ぐことができる。
【００１６】
また本発明は、前記交線の境界部は、前記一端部からホルダ軸線方向基端側に向かってホルダ軸線方向に、前記交線のホルダ軸線寸法の１／２以上３／４以下、移動した位置に設定されることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、多段切込み加工における１回の切込み量は、一端部から他端部までのホルダ軸線方向寸法の１／２以下に選択されることが大半である。一端部から境界部までの距離が、交線のホルダ軸線寸法の１／２未満となる場合、１回の切込みでは、第１領域の主切刃で切削を行うことができず削り残しが生じやすい。これに対して本発明では、一端部から境界部までの距離が、交線のホルダ軸線寸法の１／２以上に設定されるので、１回の切込みで、交線の第１領域に対応する切刃が接触に寄与することになり、削り残しの発生することを防ぐことができる。
【００１８】
また一端部から境界部までの距離が交線のホルダ軸線寸法の３／４を超える場合、誤差が生じることで、交線のうちで、境界部がホルダ半径方向最外方に突出しやすくなり、１回の切込み加工で、被削材を切削する切削量が増大してしまう。これに対して本発明では、一端部から境界部までの距離が、交線のホルダ軸線寸法の３／４以下に設定されることで、誤差が生じても、交線の境界部がホルダ半径方向最外方に突出しにくくなり、１回の切込み加工で被削材の切削量が増大することを防ぐことができる。
【００１９】
また本発明は、前記スローアウェイチップが前記ホルダに装着された状態で、前記主切刃は、ホルダ軸線方向先端からホルダ軸線方向基端側に進むにつれて、予め定める第１角度でホルダ軸線に平行な直線に対してホルダ回転方向下流側に傾斜し、前記交線の境界部に対応する位置に達したあとは、前記第１角度よりも小さい第２角度でホルダ軸線に平行な直線に対してホルダ回転方向下流側に傾斜することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、主切刃が、ホルダ軸線方向先端からホルダ軸線方向基端側に進むにつれてホルダ回転方向下流側に向かって傾斜することで、第１領域および第２領域に対応する主切刃にはアキシャルレーキを付与することができる。これによって切削抵抗を低減することができ、エンドミルの切れ味を向上することができる。また第２領域に対応するアキシャルレーキである第２角度を、第１領域に対応するアキシャルレーキである第１角度よりも小さくすることで、ホルダ軸線方向基端側の肉厚の減少を抑えることができ、エンドミルの剛性を高めることができる。
【００２１】
また本発明は、前記スローアウェイエンドミルに用いられるスローアウェイチップである。
【００２２】
本発明に従えば、本発明のチップが上述するホルダに装着されることで、上述したスローアウェイエンドミルを実現することができる。したがってチップがホルダに取付けられるなどの取付誤差が生じたとしても、前段の切込み加工で削り残した部分に、交線の他端部に対応する切刃部分が接触することを防ぐことができ、１回の切込み加工で被削材の切削量が増加することを防ぐことができる。
【００２３】
また本発明は、（ａ）略円柱状のホルダに装着されてスローアウェイエンドミルを構成するスローアウェイチップであって、略板状に形成され、チップ厚み方向一方の面に形成されるすくい面と、チップ幅方向一方の面に形成される逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成される長辺切刃とを具備し、
（ｂ）前記長辺切刃は、
（ｂ１）チップ長手方向一端部に対して、チップ長手方向他端部がチップ幅方向内方に退避して形成され、
（ｂ２）チップ長手方向一端部よりもチップ長手方向他端部側でかつ、チップ長手方向他端部よりもチップ長手方向一端部側に位置し、前記チップ長手方向一端部を通過してチップ長手方向に延びる仮想直線に交差する境界部が設定され、
（ｂ３）前記チップ長手方向一端部と前記チップ長手方向他端部と前記境界部とを通過して湾曲して延びる仮想円弧に沿って延び、
（ｂ４）チップ長手方向一端部から前記境界部まで延びる第１領域では、前記仮想直線よりもチップ幅方向外方に膨らみ、前記境界部からチップ長手方向他端部まで延びる第２領域では、前記仮想直線よりもチップ幅方向内方に窪むことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、チップ長手方向がホルダ軸線方向に大略的に延び、チップ幅方向がホルダ半径方向に大略的に延び、チップ厚み方向がホルダ回転方向に大略的に延びるように、チップがホルダに固定される。また主切刃のチップ長手方向一端部がホルダ軸線方向先端側に位置するように、ホルダに固定される。この場合、チップに形成される長辺切刃がエンドミルの主切刃となる。
【００２５】
このようにホルダに固定されることで、ホルダにチップが装着された状態で、主切刃の他端部は、主切刃の一端部よりもホルダ半径方向内方に位置する。また主切刃の第１領域は、主切刃の一端部を通過してホルダ軸線に平行に延びる仮想直線よりもホルダ半径方向外方に膨らむ。また主切刃の第２領域は、前記仮想直線よりもホルダ半径方向内方に窪む。したがって上述したように誤差が生じても、前段の切込み加工で削り残した部分に、主切刃の他端部が接触することを防ぐことができ、１回の切込み加工で被削材の切削量が増加することを防ぐことができる。またチップに形成される切刃を湾曲させることで、ホルダに複雑な加工を施す必要がなく、ホルダを製造するための製造コストを低下させることができる。
【００２６】
また本発明は、厚み方向他方の面に平面状に形成され、ホルダに装着された状態でホルダの着座面に接する底面が形成され、
前記長辺切刃は、チップ長手方向一端部から境界部にチップ長手方向に進むにつれて前記底面に向かってチップ厚み方向に傾斜し、境界部からチップ長手方向他端部にチップ長手方向に進むにつれて、底面から遠ざかって傾斜または底面に平行に延びることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、ホルダの着座面に底面を接触させてホルダに装着される。長辺切刃は、チップ長手方向一端部から境界部にチップ長手方向に進むにつれて前記底面に向かってチップ厚み方向に傾斜する。これによってチップがホルダに装着されたスローアウェイエンドミルについて、第１領域の主切刃にアキシャルレーキを与えることができ、切削抵抗を低減して、切削性を向上することができる。また長辺切刃は、境界部から他端部に進むにつれて、底面から遠ざかって傾斜または底面に平行に延びることで、第２領域の主切刃が形成される部分のチップ厚みの減少を抑えることができ、チップの強度を高めて、チップが破損することを防ぐことができる。
【００２８】
また本発明は、前記逃げ面は、長辺切刃に隣接する第１逃げ面が形成され、前記第１逃げ面の角度である第１逃げ角は、チップ長手方向一端部からチップ長手方向他端部に向かうにつれて大きくなるように形成されることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、第１逃げ面がチップ長手方向一端部からチップ長手方向他端部に向かうにつれて大きく形成されることで、取付誤差などが生じて、第２領域の主切刃のチップ長手方向他端部で被削材を切削する場合が生じても、第１領域の主切刃に比べて、第２領域の主切刃の切削抵抗を低減して、切削性を向上することができる。
【００３０】
また本発明は、厚み方向他方の面に平面状に形成され、ホルダに装着された状態でホルダの着座面に接する底面が形成され、
前記逃げ面は、長辺切刃に隣接する第１逃げ面と、前記底面と第１逃げ面とに隣接する第２逃げ面とを有し、第２逃げ面は、平面状に形成されて、前記第２逃げ面の角度である第２逃げ角は、チップ長手方向一端部から他端部に向かうにつれて一定であって、前記第１逃げ面の角度である第１逃げ角よりも大きく形成され、
チップ長手方向一端部から境界部に進むにつれて、第１逃げ面の厚み方向寸法は、小さくなり、第２逃げ面の厚み方向寸法が大きくなり、
境界部からチップ長手方向他端部に進むにつれて、第１逃げ面の厚み方向寸法は、大きくなり、第２逃げ面の厚み方向寸法が小さくなることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、チップ長手方向一端部から境界部に進むにつれて、第１逃げ面の厚み方向寸法は小さくなり、第２逃げ面の厚み方向寸法が大きくなる。また境界部からチップ長手方向他端部に進むにつれて、第１逃げ面の厚み方向寸法は大きくなり、第２逃げ面の厚み方向寸法が小さくなる。これによって第１逃げ面が曲面に形成されても、第２逃げ面を平面に形成することができる。また第１逃げ面と第２逃げ面とを連ならせることができる。このように第１逃げ面と第２逃げ面とを連ならせることで、第２逃げ面から第１逃げ面がチップ幅方向外方に突出する場合に比べて、チップの強度を向上することができ、チップの破損を防ぐことができる。
【００３２】
また本発明は、厚み方向一方の面に形成されるすくい面と、幅方向一方の面に形成される逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との交差稜線に形成される主切刃とを具備する刃先部分が円柱状の基部の外周部から突出する回転切削工具であって、
基部の軸線である基部軸線を中心に回転させた場合に、前記交差稜線の回転軌跡のうちで、ホルダ軸線を含みホルダ軸線に平行な仮想平面に交わる交線は、
基部軸線方向先端側の一端部に対して、基部軸線方向基端側の他端部が基部半径方向内方に配置され、
前記一端部よりも基部軸線方向基端側でかつ、前記他端部よりも基部軸線方向先端側に位置し、前記一端部を通過して基部軸線に平行に延びる仮想直線に交差する境界部が設定され、
前記一端部から前記境界部まで延びる第１領域では、前記仮想直線よりも基部半径方向外方に膨らみ、前記境界部から前記他端部まで延びる第２領域では、前記仮想直線よりも基部半径方向内方に窪むことを特徴とする回転切削工具である。
【００３３】
本発明に従えば、基部軸線まわりに回転させ、主切刃を被削材に回転接触させることで、被削材を断続切削して、溝削り加工や肩削り加工を行うことができる。また被削材に対して、複数回に分けて基部軸線方向に切り込まれる、いわゆる多段切込み切削加工を行うことによって、被削材表面から加工底面までの深さ寸法を大きくすることができる。
【００３４】
上述するスローアウェイエンドミルと同様に、交線の一端部と境界部とを結ぶ直線が基部軸線に平行に延びることで、交線の第１領域が基部半径方向外方に膨らみ、交線の第２領域が基部半径方向内方に窪むことになる。これによって刃先の精度および基部のたわみなどの誤差に起因して、誤差が生じたとしても、一端部と境界部とのいずれかで生じた削り残しを、後段の切込み加工で第１領域に対応する主切刃の膨らんだ部分で削り取ることができ、加工壁面を均すことができる。
【００３５】
また誤差が生じても、交線のうちで他端部が第１領域の最突出部よりも基部半径方向最外方に突出しにくく、交線の他端部に対応する切刃部分が被削材に接触することが防がれる。これによって誤差が生じても、前段の切込み加工で削り残した部分に、交線の他端部に対応する切刃部分が接触することを防ぐことができ、１回の切込み加工で被削材の切削量が増加することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１記載の本発明によれば、取付誤差等が生じたとしても、前段の切込み加工で削り残した部分に、交線の他端部に対応する主切刃が接触することを防ぐことができ、１回の切込み加工で被削材の切削量が増大することを抑えることができ、切削抵抗を抑えて被削材に与える外力を小さくすることができる。これによって被削材が振動してびびりが発生することを防ぐことができ、被削材の品質低下を抑えることができるとともに、びびりによって生じる加工壁面の段差を小さくすることができる。
【００３７】
請求項２記載の本発明によれば、交線の第１領域および第２領域が１つの円弧に沿って延びることで、誤差が存在しない状態と、誤差が存在する状態とで、交線のうちで切削に寄与する切削領域を、ほぼ同様の長さおよび形状とすることができる。これによって加工壁面の品質を均一化することができる。
【００３８】
請求項３記載の本発明によれば、一端部から境界部までの距離が、交線のホルダ軸線寸法の１／２以上３／４以下に設定されることで、１回の切込みで生じる削り残しを少なくすることができるとともに、誤差が生じても境界部がホルダ半径方向最外方に突出しにくくなり、１回の切込み加工で被削材の切削量が増大することを抑えることができる。これによってエンドミルに生じる切削抵抗をより確実に抑えることができ、被削材が振動してびびりが発生することをより確実に防ぐことができる。
【００３９】
請求項４記載の本発明によれば、主切刃にアキシャルレーキを付与することで、切削抵抗を低下させて切れ味を向上することができ、被削材で生じる振動をさらに小さくすることができる。また第２領域に対応する主切刃に付与するアキシャルレーキを、第１領域に対応する主切刃に付与するアキシャルレーキよりも小さくすることで、ホルダ軸線方向基端側の肉厚の減少を抑えることができ、エンドミルの剛性を高めることができる。これによって誤差によって第２領域の主切刃によって切削が行われた場合に、第２領域の主切刃が破損することを防ぐことができ、チップの寿命を延ばすことができる。
【００４０】
請求項５記載の本発明によれば、チップが上述するホルダに装着されることで、上述したスローアウェイエンドミルを実現することができる。したがってチップがホルダに取付けられるなどの取付誤差が生じたとしても、前段の切込み加工で削り残した部分に、交線の他端部に対応する切刃部分が接触することを防ぐことができ、被削材のびびりを防ぐことができる。
【００４１】
請求項６記載の本発明によれば、チップに形成される主切刃を湾曲させることで、ホルダに複雑な加工を施す必要がなく、ホルダを製造するための製造コストを低下させることができる。
【００４２】
請求項７記載の本発明によれば、チップをホルダに装着することで、主切刃にアキシャルレーキを与えることができる。また着座面を傾斜させることで、ホルダとチップとのそれぞれによってアキシャルレーキを与えることができ、エンドミルに形成される最終的なアキシャルレーキを大きくすることができる。また第２領域の主切刃を形成する部分のチップ厚みの減少を抑えることができ、チップの強度を高めて、チップが破損することを防ぐことができる。
【００４３】
請求項８記載の本発明によれば、第１逃げ角がチップ長手方向一端部からチップ長手方向他端部に向かうにつれて大きく形成されることで、取付誤差が生じて、第２領域の主切刃のチップ長手方向他端部で被削材を切削する場合が生じても、第１領域の主切刃に比べて、第２領域の主切刃の切削抵抗を低減して、切削性を向上することができる。
【００４４】
請求項９記載の本発明によれば、第１逃げ面が曲面に形成されても、第２逃げ面を平面に形成することができる。また第１逃げ面と第２逃げ面とを連ならせることができる。このように第１逃げ面と第２逃げ面とを連ならせることで、第２逃げ面から第１逃げ面がチップ幅方向外方に突出する場合に比べて、チップの強度を向上することができ、チップの破損を防ぐことができる。
【００４５】
請求項１０記載の本発明によれば、たわみなどの誤差が生じたとしても、前段の切込み加工で削り残した部分に、交線の他端部に対応する切刃部分が接触することを防ぐことができ、切削抵抗を抑えて被削材に与える外力を小さくすることができる。これによって被削材が振動してびびりが発生することを防ぐことができ、被削材の品質低下を抑えることができるとともに、びびりによって生じる加工壁面の段差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１は、本発明の実施形態によるエンドミル１０を回転軸線９まわりに回転させた際に、回転軸９を含みかつ回転軸９に平行な仮想平面と、主切刃６の回転軌跡とが交差する交線２２を誇張して示す図である。図２は、本発明の実施形態によるエンドミル１０の全体斜視図であり、図３は、図２の要部側面図である。
【００４７】
本発明の実施形態によるエンドミル１０は、略円柱状に形成されて、外周部に主切刃６を有し、軸線に沿って延びる回転軸線９まわりに回転する回転切削工具である。エンドミル１０は、フライス盤などによって、回転軸線９まわりに回転された状態で、被削材に接触することで、主切刃６が被削材を断続切削する。これによって削り加工や肩削り加工を行うことができ、被削材を予め定める形状に切削することができる。
【００４８】
図２に示すように、本実施形態のエンドミル１０は、主切刃６となる長辺切刃５１と、サライ刃７となる短辺切刃５２とが形成されるスローアウェイチップ（以下、チップと略する。）２と、チップ２が着脱可能に装着されるエンドミル用ホルダ（以下、ホルダと略する。）１とを含んで構成される。本実施形態では、ホルダ１は、多数、たとえば３つのチップ２が装着可能に構成される。
【００４９】
ホルダ１は、略円柱状に形成される。ホルダ１の基端部５３には、マシニングセンタなどのフライス盤に各種アーバーを介して保持される被保持部が形成される。ホルダ１の先端部５４には、チップ２が装着される装着部が形成される。ホルダ１の軸線は、エンドミル１０の回転軸線９となる。チップ２はホルダ１に装着されることで、チップ２の長辺切刃５１は、ホルダ１の外周面５５からホルダ半径方向外方に突出して主切刃６を形成する。またチップ２の短辺切刃５２は、ホルダ１の先端面５６からホルダ軸線方向外方に突出してサライ刃７を形成する。
【００５０】
図２および図３に示すように、ホルダ１の先端部には、ホルダ１の外周面および先端部端面から没入する溝が形成される。この溝は、チップ収容空間と、チップポケット１４とによって構成される空間である。チップ収容空間は、チップ２のほぼ全体が収容される空間となる。またチップポケット１４は、チップ２の切刃５１，５２によって削り取られた切り屑を一時的に収容する空間となる。
【００５１】
ホルダ１の装着部は、チップ２の底面が当接する着座面９８と、着座面９８から立設する壁面とを有する。着座面９８は、ホルダ１の先端面５６から屈曲して、ホルダ基端部５３に向かうホルダ軸線方向他方Ｘ２に延びるとともに、ホルダ１の外周面５５から屈曲して、ホルダ半径方向内方Ｒ１に延びる。したがって図３に示すように、着座面９８は、回転軸線９を含み回転軸線９に平行な平面９９に対して、ホルダ基端部５３に向かうにつれて、ホルダ１の回転方向と反対方向に予め定める傾斜角度α１で傾斜する。チップ２は、その底面がホルダ１の着座面９８に当接するとともに、その側面のうち少なくとも１つがホルダ１の壁面に当接する。この状態で、チップ２は、ねじ部材などの装着部材によってホルダ１に装着される。装着部材によってチップ２は、その底面がホルダ１の着座面９８に押付けられるとともに、その側面がホルダ１の壁面に押付けられる。
【００５２】
図１に示すように、主切刃６は、大略的にホルダ１のホルダ軸線方向Ｘに沿って延びるとともに、ホルダ１の外周面５５からホルダ半径方向外方Ｒ２に突出する。エンドミル１０が回転軸線９まわりに回転した場合に、主切刃６は、予め定める回転軌跡を描く。主切刃６の回転軌跡のうちで、回転軸線９を含み回転軸線９に平行な仮想平面に交わる線を以下、交線２２と称する。
【００５３】
交線２２は、ホルダ軸線方向先端Ｘ１側である一端部１００に対して、回転軸線方向基端Ｘ２側である他端部１０１がホルダ半径方向内方Ｒ１に配置される。また回転軌跡の交線２２は、境界部１０２が設定される。境界部１０２は、交線２２の一端部１００よりもホルダ軸線方向基端Ｘ２側でかつ、交線２２の他端部１０１よりもホルダ軸線方向先端Ｘ１側に位置する。また境界部１０２は、交線２２の一端部１００を通過して回転軸線９に平行に延びる第１仮想直線１０３に交差する。したがって一端部１００と回転軸線９との間のホルダ半径方向寸法と、境界部１０２と回転軸線９との間のホルダ半径方向寸法とは一致する。
【００５４】
交線２２は、第１領域１０４と第２領域１０５とを有する。第１領域１０４は、交線２２の一端部１００から境界部１０２まで延びる領域である。第１領域１０４は、前記第１仮想直線１０３よりもホルダ半径方向外方Ｒ２に膨らむ。したがって交線２２の一端部１００と境界部１０２との間の中間部９０は、交線２２の一端部１００および境界部１０２よりもホルダ半径方向外方Ｒ２へ突出する。また交線２２の境界部１０２から他端部１０１まで延びる第２領域１０５では、第１仮想直線１０３よりもホルダ半径方向内方Ｒ１に窪む。また境界部１０２は、一端部１００からホルダ軸線方向基端側に向かってホルダ軸線方向Ｘに、交線２２のホルダ軸線寸法の１／２以上３／４以下移動した位置に設定される。
【００５５】
より詳細に説明すると、主切刃６の交線２２は、一端部１００と他端部１０１とを結ぶ第２仮想直線１０６よりも、ホルダ半径方向外方に凸に膨らんだ略円弧状に形成される。本実施形態では、交線２２は、第１領域１０４の中央部９０が、ホルダ半径方向外方Ｒ２へ最も突出する。ここで第１領域１０４の中央部９０は、一端部１００と境界部１０２との間の部分のうちで、中央の部分である。
【００５６】
本実施形態では、一端部１００と境界部１０２とを結ぶ第１仮想直線１０３に対する垂直な方向であってホルダ半径方向外方Ｒ２に最も突出する第１膨らみ量ｗ１は、０．０２ｍｍ以上でかつ０．０６ｍｍ以下に設定される。また許容される第１膨らみ量ｗ１をｗ１とし、一端部１００と境界部１０２との直線距離をｍ１とすると、主切刃６の回転軌跡の曲率半径ｓは、｛（ｗ１）２＋（ｍ１／２）２｝／（２・ｗ１）以上に設定される。
【００５７】
また本実施形態では、一端部１００と他端部１０１とを結ぶ第２仮想直線１０６に対する垂直な方向であってホルダ半径方向外方Ｒ２に最も突出する第２膨らみ量ｗ２は、０．０３ｍｍ以上でかつ０．１０ｍｍ以下に設定される。また許容される第２膨らみ量ｗ２をｗ２とし、一端部１００と他端部１０１との直線距離をｍ２とすると、主切刃６の回転軌跡の曲率半径ｓは、｛（ｗ２）２＋（ｍ２／２）２｝／（２・ｗ２）に設定される。
【００５８】
図４は、本発明の実施形態によるチップ２を示す斜視図である。図５は、チップ２を拡大して示す平面図である。また図６は、チップ２を誇張して示す平面図である。チップ２は、略板状に形成される。チップ２は、平面視で略平行四辺形状をなす。チップ２は、厚み方向Ａに延びる軸線に対して周方向に一周する側面３と、厚み方向一方Ａ１の上面４とによって交差稜線２４が形成される。交差稜線２４の角部７０〜７３のうち対角線上に相対する２つのコーナーＲ部７０，７２には、コーナーＲ切刃５がそれぞれ形成される。コーナーＲ切刃５が形成される角部７０，７２は、残余の角部７１，７３に比べて鋭角に形成される。またチップ２は、そのコーナーＲ切刃５を挟んで両隣に長辺切刃５１と短辺切刃５２とが形成される。
【００５９】
チップ２の上面４には、肩加工や溝加工等のエンドミル加工で生じる切屑を円滑に処理するために、長辺切刃５１に沿って一定のレーキが付されたすくい面８が形成されている。またチップ２の側面３には、長辺切刃５１に沿って一定のレーキが付された逃げ面３ａ，３ｂが形成される。逃げ面３ａ，３ｂは、長辺切刃５１に隣接する第１逃げ面３ａと、厚み方向他方の底面５９と第１逃げ面３ａとに隣接する第２逃げ面３ｂとを有する。
【００６０】
チップ２の平面視において、長辺切刃５１は、コーナーＲ切刃５に隣接する一端部８０から他端部８１に進むにつれて、幅方向Ｃ外方に湾曲して進み、最も幅方向Ｃ外方に突出した部分に達すると幅方向Ｃ内方に湾曲して、他端部８１に達する。チップ２の長辺切刃５１は、平面視において略樽形に湾曲する。またチップ２の側面視において、長辺切刃５１は、コーナーＲ切刃５から長手幅方向Ｂに遠ざかるとともに、チップ２の底面５９に近づく。
【００６１】
詳細に説明すると、チップ２は、大略的に板状に形成される。チップ２を、その厚み方向Ａに垂直な投影面に投影したとき、その投影面において、チップ２は、略平行四辺形であり、２組の対辺のうち、一方の対辺が他方の対辺よりも長く形成される。
【００６２】
チップ２は、厚み方向Ａに貫通する貫通孔９０が形成される。貫通孔９０は、長手方向Ｂおよび幅方向Ｃにおける中央位置に配置される。貫通孔９０は、チップ２をホルダ１に固定するための孔となる。本実施形態では、チップ２は、貫通孔９０の軸線９１を基準軸線９１として、その基準軸線９１に関して、１８０度回転対称形状、言換えると２回回転対称に形成される。したがって長辺切刃５１は、チップ幅方向Ｃ両側にそれぞれ形成され、一方の長辺切刃５１が破損すると、１８０度回転されてホルダ１に装着されることで、新しい長辺切刃５１を主切刃６とすることができる。本実施形態では、貫通孔９０の軸線が延びる方向を厚み方向Ａとする。また厚み方向Ａに対して垂直な方向のうち、基準軸線９１に垂直な投影面に投影した場合に投影面の長辺に沿って延びる方向を長手方向Ｂとする。またチップの厚み方向Ａおよび長手方向Ｂに対してともに垂直な方向を幅方向Ｃとする。
【００６３】
チップ２の厚み方向一方Ａ１側の上面部のうち、互いに対向する一対の長辺縁辺には、長辺切刃５１がそれぞれ形成される。また上面部のうち、互いに対向する一対の短辺縁辺には、短辺切刃５２がそれぞれ形成される。各切刃５１，５２は、チップ２の上面４と側面３とが交差する交差稜線に形成される。長辺切刃５１は、チップ２の長手方向Ｂのほぼ全域にわたって形成される。
【００６４】
また短辺切刃５２は、チップ２の幅短辺方向Ｃの一部分に形成される。またコーナーＲ切刃５は、その曲率半径ｒが、０．４ｍｍ以上でかつ４．０ｍｍ以下に設定される。また厚み方向他方Ａ２の底面部には、基準軸線９１に垂直な底面５９が形成される。この底面５９は、チップ２がホルダ１に装着された状態で、ホルダ１の着座面９８に当接する。
【００６５】
図５および図６に示すように、チップ２を平面視した場合、長辺切刃５１は、交線２２の一端部１００、他端部１０１、境界部１０２、第１仮想直線１０３、第１領域１０４、第２領域１０５に対応する箇所が存在する。
【００６６】
具体的には、長辺切刃５１は、コーナーＲ切刃５が形成される側の長手方向一端部８０が、交線２２の一端部１００に対応する。またコーナーＲ切刃５が形成される側とは反対側の長手方向他端部８１が、交線２２の他端部１０１に対応する。また長手方向他端部８１は、長手方向一端部８０に対して、幅方向Ｃ内方に退避した位置に形成される。
【００６７】
具体的には、幅方向一方Ｃ１の側面に形成される長辺切刃５１では、長手方向他端部８１が、長手方向一端部８０に対して幅方向他方Ｃ２に位置する。また幅方向他方Ｃ２の側面に形成される長辺切刃５１では、長手方向他端部８１が、長手方向一端部８０に対して幅方向一方Ｃ１に位置する。
【００６８】
また長辺切刃５１は、交線２２の境界部１０２に対応する境界部８２が設定される。境界部８２は、長手方向一端部８０よりも長手方向他端部８１側でかつ、長手方向他端部８１よりも長手方向一端部８０側に位置する。本実施形態では、境界部８２は、一端部８０から他端部８１に向かって長手方向Ｂに、予め定める第１設定距離Ｈ１移動した位置に形成される。この設定距離Ｈ１は、一端部８０と他端部８１との間の長手方向寸法である第２設定距離Ｈ２の１／２以上３／４以下に設定される（Ｈ２・（１／２）≦Ｈ１≦Ｈ２・（３／４））。本実施形態では、第１設定距離Ｈ１は、３．０ｍｍ以上でかつ１３．５ｍｍ以下に設定され、第２設定距離Ｈ２は、６ｍｍ以上でかつ１８ｍｍ以下に設定される。さらに具体的には、第１設定距離Ｈ１は、６．２ｍｍに設定され、第２設定距離Ｈ２は、４．３ｍｍに設定される。また第１設定距離Ｈ１は、少なくともエンドミル１０が１回の切込み加工で、ホルダ軸線方向に切り込まれる許容切込み量以上に設定される。エンドミル１０の許容切込み量は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定される。
【００６９】
また長辺切刃５１は、長手方向一端部８０と長手方向他端部８１と境界部８２とを通過して湾曲して延びる仮想円弧に沿って延びる。長辺切刃５１は、交線２２の第１領域１０４に対応する第１領域８４と、交線２２の第２領域１０５に対応する第２領域８５とが形成される。第１領域８４では、長手方向一端部８０から境界部８２まで延び、第３仮想直線１０７よりも幅方向Ｃ外方に膨らむ。また第２領域８４では、境界部８２から長手方向他端部８１まで延び、第３仮想直線１０７よりも幅方向Ｃ内方に窪む。ここで、第３仮想直線１０７は、長辺切刃５１の一端部８０と境界部８２とを通過する直線１０７である。
【００７０】
さらに幅方向一方Ｃ１の側面に形成される長辺切刃５１は、予め定める仮想曲線１０８に対して、第１領域８４は幅方向一方Ｃ１に膨らむ。また幅方向他方Ｃ２の側面に形成される長辺切刃５１は、予め定める仮想曲線１０８に対して、第１領域８４は幅方向他方Ｃ２に膨らむ。
【００７１】
この仮想曲線１０８は、チップ２がホルダ１に装着された状態で、主切刃６の回転軌跡が円柱状になる状態において、チップ２を平面視で見たときに長辺切刃５１の一端部８０と境界部８１とを結ぶ曲線に相当し、前記第１仮想直線１０３に対応する曲線である。言換えると交線２２が、回転軸線９に平行に延びる状態において、エンドミル１０に装着されるチップ２を平面視で見たときに長辺切刃５１の延びる曲線である。また長辺切刃５１の一端部８０から境界部８２とは、前記仮想曲線１０８の線上に位置する。また第１領域８４のうちで、一端部８０と境界部８２とを除く中間部は、前記仮想曲線１０８よりも幅方向Ｃ外方に位置する。
【００７２】
具体的には、チップ２は、長辺切刃５１の第１領域８４では、一端部８０および境界部８２から、第１領域８４の中央部６０にそれぞれ向かうにつれて、仮想曲線１０８に対してチップ幅方向Ｃ外方に膨らむ円弧形状となる。本実施形態では、第１領域８４の中央部６０が最もチップ幅方向Ｃ外方に突出する最突出部となる。長辺切刃５１の第１領域８４と第２領域８５とは滑らかに連なり、本実施形態では、第１領域８４および第２領域８５は、一端部８０、境界部８２、他端部８１を通過する１つの円弧に沿ってそれぞれ延びる。本実施形態では、前記仮想直線１０８に対して、長辺切刃５１がチップ幅方向Ｃに最も膨らむ第３膨らみ量Ｗ３は、０．０２ｍｍ以上でかつ０．０６ｍｍ以下に設定される。また第３膨らみ量ｗ３をｗ３とし、一端部８０と境界部８２との直線距離をｍ３とすると、長辺切刃５１の曲率半径は、｛（ｗ３）２＋（ｍ３／２）２｝／（２・ｗ３）に設定される。
【００７３】
図７は、チップ２を示す側面図である。長辺切刃５１は、一端部８０から境界部８２に達するまで、一端部８０から長手方向Ｂに沿って遠ざかるにつれて、底面５９に向かって傾斜する。言換えると、チップ２のうち、幅方向Ｃに略垂直な側面３は、一端部８０から境界部８２に達するまで、一端部８０から長手方向Ｂに沿って遠ざかるにつれて厚み方向Ａ寸法が小さくなる。
【００７４】
したがって基準軸線９１に垂直な平面９２と、長辺切刃５１のうちで一端部８０から境界部８２までの第１領域８４とは、予め定める捩れ角α２を成す。これによってチップ２がホルダ１に装着された状態では、主切刃６の第１領域１０４では、ホルダ先端部５４からホルダ基端部５３に進むにつれて、チップ２の底面５９に向かって傾斜する。このように長辺切刃５１の第１領域８４では、捩れ角α２を有する捩れ形状に形成される。ここで長辺切刃５１の第１領域８４は、側面視において、大略的に傾斜していればよい。したがって長辺切刃５１の第１領域８４は、直線状に延びる以外に、滑らかな曲線状に延びてもよく、複数の直線または曲線の組合せから構成されてもよい。
【００７５】
また本実施形態では、長辺切刃５１は、境界部８２から他端部８１に達するまで、境界部８２から長手方向Ｂに沿って遠ざかるにつれて、底面５９と平行に延びる。言い換えると、チップ２のうち、幅方向Ｃに略垂直な側面３は、境界部８２から他端部８１に達するまで、厚み方向Ａ寸法が一定に形成される。このように長辺切刃５１の第２領域８５では、捩れ角がゼロすなわち捻れ角を有しない捩れ形状に形成される。ここで長辺切刃５１の第２領域８５は、側面視において、境界部８２から他端部８１に向かうにつれて底面５９に近づかなければよい。したがって長辺切刃５１の第２領域８５は、底面５９に平行に延びる以外に、境界部８２から他端部８１に向かうにつれて底面５９から厚み方向Ａに離反するように直線または曲線状に延びてもよく、複数の直線または曲線の組合せから構成されてもよい。
【００７６】
チップ２は、ホルダ１の着座面９８に底面５９を接触させてホルダ１に装着される。チップ２がホルダ１に装着された状態では、長辺切刃５１の一端部８０がホルダ軸線方向先端側に配置され、長辺切刃５１の他端部８１がホルダ軸線方向基端側に配置される。また長辺切刃５１は、ホルダ１の外周面から突出することで、エンドミル１０の主切刃６となる。上述したように、ホルダ１の着座面９８は、予め定める傾斜角度α１で傾斜する。またチップ２の長辺切刃５１の第１領域８４は、予め定める捩れ角α２で傾斜する。したがって図３に示すように、チップ２がホルダ１に装着されると、主切刃６は、ホルダ基端部５３に進むにつれて、回転軸線９に平行な一直線に対して、ホルダ１の回転方向と反対方向に離れる。したがって主切刃６に正のアキシャルレーキθが付与される。
【００７７】
本実施形態では、交線２２の第１領域１０４に対応する主切刃６のアキシャルレーキθは、ホルダ１の着座面９８に設定される傾斜角度α１と、チップ２の長辺切刃５１に設定される捩れ角α２との加算した値（α１＋α２）である。また交線２２の第２領域１０５に対応する主切刃６のアキシャルレーキθは、ホルダ１の着座面９８に設定される傾斜角度α１である。
【００７８】
このようにアキシャルレーキθが正となることによって、主切刃６の切削抵抗を低減することができ、エンドミル加工における主切刃６の切れ味を向上することができる。本実施形態では、前記傾斜角度α１と、捩れ角α２とがともに正であることによって、交線２２の第１領域１０４に対応する主切刃６のアキシャルレーキである第１角度を、交線２２の第２領域１０５に対応する主切刃６のアキシャルレーキである第２角度に比べて大きくすることができ、主に切削に寄与する第１領域１０４の主切刃６の切削抵抗をさらに低減することができる。
【００７９】
また交線２２の第２領域１０５に対応する主切刃６のアキシャルレーキである第２角度を、交線２２の第１領域１０４に対応する主切刃６のアキシャルレーキである第１角度よりも小さくすることで、ホルダ軸線方向基端側の肉厚の減少を抑えることができ、エンドミル１０の剛性を高めることができる。具体的には、チップ２の剛性低下を抑えることができ、チップ２が破損することを防ぐことができる。ここで第２領域１０５に対応する主切刃６は、補足的に切削に寄与する程度であるので、アキシャルレーキを小さくしても実質的な切削抵抗の低下となることは少ない。
【００８０】
また図８は、図５のＳ８−Ｓ８切断面線から見た断面図である。また図９は、図５のＳ９−Ｓ９切断面線から見た断面図である。また図１０は、図５のＳ１０−Ｓ１０切断面線から見た断面図である。図５に示すように、本実施形態ではチップ２の主切刃６の平面視膨らみ量Ａは、約０．０７４ｍｍに設定される。
【００８１】
チップ３の側面３に形成される逃げ面３ａ，３ｂは、切刃に隣接する第１逃げ面３ａと、底面５９と第１逃げ面３ａとに隣接する第２逃げ面３ｂとを有する。第２逃げ面３ｂは、チップ２がホルダ１に装着されたときに、ホルダ１の壁面に当接する拘束面となる。図８〜図１０に示すように、第１逃げ面３ａは、被削材の被削面に対する前記第１逃げ面３ａの角度である第１逃げ角β１，β２，β３が形成される。被削面は、長辺切刃５１が主切刃６としてホルダ１に装着された状態で、回転軌跡に接して主切刃を通過する接線を含む。また第２逃げ面３ｂは、被削材の被削面に対する前記第２逃げ面３ｂの角度である第２逃げ角β４が形成される。
【００８２】
第１逃げ角β１〜β３は、長辺切刃５１の一端部８０から他端部８１に向かうにつれて大きくなるように形成される。第２逃げ角β４は、長辺切刃５１の一端部８０から他端部８１にわたって、一定に形成され、第１逃げ角β１〜β３よりも大きく形成される。たとえば本実施形態では、図８に示すように、一端部８０近傍では第１逃げ角β１は、約１度である。また図９に示すように、中央位置近傍では第１逃げ角β２は、約４度である。また図１０に示すように他端部８１近傍では、第１逃げ角β３は、約７度である。また第２逃げ角β４は、約１５度である。上述した第１逃げ角β１〜β３および第２逃げ角β４は、一例であって他の値が採用されてもよい。
【００８３】
このように第１逃げ角β１〜β３は、長辺切刃５１の一端部８０から他端部８１に進むにつれて大きく形成される。これによって取付誤差などが生じて、長辺切刃５１の第２領域８５で被削材を切削する場合が生じても、第１領域８４の長辺切刃５１に比べて、第２領域８５の長辺切刃５１の切削抵抗を低減して、切削性を向上することができる。
【００８４】
また長辺切刃の一端部８０から境界部８２に進むにつれて、第１逃げ面３ａの厚み方向寸法が小さくなるとともに、第２逃げ面３ｂの厚み方向寸法が大きくなる。また境界部８２から他端部８１に進むにつれて、第１逃げ面３ａの厚み方向寸法が大きくなり、第２逃げ面３ｂの厚み方向寸法が小さくなる。これによって第１逃げ面３ａが曲面に形成されても、第２逃げ面３ｂを平面に形成することができる。また第１逃げ面３ａと第２逃げ面３ｂとを連ならせることができる。このように第１逃げ面３ａと第２逃げ面３ｂとを連ならせることで、第２逃げ面３ｂから第１逃げ面３ａがチップ幅方向Ｃに突出する場合に比べて、チップ２の強度を向上することができ、チップの破損を防ぐことができる。
【００８５】
さらにホルダ１に当接する拘束面である第２逃げ面３ｂを可及的に大きくすることができるとともに、第２逃げ面３ｂを平坦に形成することができるので、チップ２とホルダ１との拘束力を大きくすることができ、切削時のチップずれを防ぐことができる。
【００８６】
図１１は、主切刃６の回転軌跡を説明するための斜視図である。図１２は、図１１のＥ方向矢視図である。図１３は、図１１のＦ−Ｆ切断面線で切断した断面図である。図１１〜図１３を用いて、本実施形態の主切刃６の回転軌跡を説明する。主切刃６の各部の名称について、長辺切刃５１の各部の名称と対応する個所については、長辺切刃５１の名称を用いる。
【００８７】
主切刃６の両端部８０，８１は、互いにホルダ軸線方向Ｘに間隔をあけて配置される。また理想的な状態では、一端部８０から回転軸線９までの半径方向距離（Ｄ１／２）と、他端部８１から回転軸線９までの半径方向距離（Ｄ２／２）とが異なる（Ｄ１≠Ｄ２）。また主切刃６のアキシャルレーキθが正に設定されるので、図１３に示すように、主切刃６のうち一端部８０は、他端部８１よりもエンドミル回転方向Ｒ下流に位置する。
【００８８】
主切刃６の一端部８０が回転軸線９まわりを一周したときの円８６が、ホルダ軸線方向Ｘに延びて形成される円柱を仮想円柱１５とする。この場合、一端部８０と、境界部８２とを結ぶ第３仮想直線１０７は、主切刃６の一端部８０から、仮想円柱１５の外表面よりも内側を通過して主切刃６の境界部８２に進む。本実施形態では、主切刃６のうち一端部８０から境界部８２にホルダ軸線方向Ｘに進むにつれて、仮想円柱１５の外方を延びて湾曲して略円弧状に延びる。したがって主切刃６の第１領域８４と第３仮想直線１０７とをともに含む仮想平面１６は、仮想円柱１５に交差する交差曲線１７が形成される。この交差曲線１７は、前記仮想曲線１０８に対応する。したがって主切刃６の第１領域８４は、一端部８０から境界部８２まで移動するにあたって、上述した交差曲線１７よりもホルダ半径方向外方に延びる。
【００８９】
ホルダ半径方向の膨らみ量ｗは、前記交差曲線１７からホルダ半径方向外方に最も離れる主切刃６までのホルダ半径方向距離となる。また平面視膨らみ量Ａは、前記第３仮想直線１０７からホルダ半径方向外方に最も離れる主切刃６位置までのホルダ半径方向距離となる。本実施形態では、主切刃６のうちで一端部８０と境界部８２との間の中央部６３が交差直線１７および第３仮想直線１０７から最も離れた部分となる。
【００９０】
また、本実施形態のエンドミル１０は、ホルダ加工径がＤ１（ｍｍ）、主切刃６の一端部８０と境界部８２とを結ぶ第３仮想直線１０７の長さがＬ１（ｍｍ）、主切刃６の第１領域８４のアキシャルレーキがθ１（°）、前記第３仮想直線１０７から前記仮想円柱１５までの最大幅をＸとしたときに、第３仮想直線１０７に対する主切刃６のホルダ半径方向の膨らみとなる平面視膨らみ量Ａ（ｍｍ）が、Ｘ＋０．０２≦Ａ≦Ｘ＋０．０６の関係を満たしていることになる。ここで、前記仮想直線１８から前記仮想円柱１５までの最大幅Ｘは、（Ｄ１−（Ｄ１２−Ｌ１２・ｓｉｎ２θ）１／２）／２の関係を満たす。
【００９１】
図１３において、前記第３仮想直線１０７に対して、交差曲線１７のホルダ半径方向の最大幅をＸとすると、
Ｄ１２＝（Ｄ１−２・Ｘ）２＋（Ｌ１・ｓｉｎθ）２
の関係が成り立つ。すなわち、
Ｘ＝（Ｄ１−（Ｄ１２−Ｌ１２・ｓｉｎ２θ）１／２）／２
このように本実施形態の主切刃６の第１領域８４では、交差曲線１７、すなわち仮想円柱１５よりもホルダ半径方向外方に湾曲して延びる。また主切刃６の第２領域８５では、交差曲線１７、すなわち仮想円柱１５よりもホルダ半径方向内方に湾曲して延びる。
【００９２】
以上のように本実施形態のエンドミル１０では、図１に示すように、主切刃６の回転軌跡は、第１領域１０４では、一端部１００および境界部１０２から第１領域１０４の中央部９０に向かうにつれて、仮想直線１０３に対してホルダ半径方向外方に膨らみ、第２領域１０５では、境界部１０２から他端部１０１に向かうにつれて第１仮想直線１０３に対してホルダ半径方向内方に窪んだ略円柱形状となる。
【００９３】
エンドミル１０は、フライス盤などのミーリング工具によって装着されることで、被削材を切削することができる。フライス盤は、クランプした被削材と保持したエンドミル１０とを相対的に移動駆動する移動駆動手段と、保持したエンドミル１０を回転軸線９まわりに回転駆動する回転駆動手段とを含む。エンドミル１０は、回転軸線９まわりに回転しながら被削材に接触し、チップ２によって形成される切刃５１，５２によって被削材を断続切削する。これによって被削材を予め定める形状に切削加工することができる。チップ２の切刃５１，５２が摩耗または折損した場合には、切刃５１，５２が摩耗または欠損したチップ２に換えて、新しい切刃５１，５２を有するチップ２をホルダ１に装着することによって、エンドミル２１０の切削能力を回復させることができる。
【００９４】
切削作業においては、フライス盤にエンドミル１０および被削材を装着する。そしてフライス盤によってエンドミル１０を回転させた状態で、エンドミル１０を被削材に対して接触させる。この接触状態で、エンドミル１０と被削材とを、回転軸線に交差する方向に相対移動させる。このようにしてエンドミル１０によって、被削材を回転切削する切削作業を行う。たとえば多段切込みを行って、被削材を肩削りまたは溝加工する場合には、予め定める切込み量による複数回の切込み切削作業が行われたか否かを判断し、切込み回数が所定の回数に達するまで、切削作業を繰返す。
【００９５】
図１４は溝削りの切削状態を示す斜視図である。図１５は、肩削りの切削状態を示す斜視図である。また図１６は、エンドミル１０による被削材の溝削りの多段切込み切削手順を説明するための図である。多段切込み切削加工は、図１６（１）〜図１６（３）の順で進む。溝削りの場合、エンドミル１０は、その先端部５３が、被削材の上面１３から予め定める軸線方向切込み量に没入した状態で、被削材の側面１２から被削材１１に接触し、回転軸線９に交差する方向に移動する。エンドミル１０は、１回の切削作業で切削可能な軸線方向切込み量が予め設定されている。
【００９６】
たとえば１回の切削作業で所望とする深さの溝が形成できない場合、図１６（１）〜図１６（３）の順で切削作業を順番に行い、切削後の被削材１１の上面からさらに切り込む。すなわち被削材１１の壁面を回転切削する切削作業を、ホルダ軸線方向にずらして複数回行う。このように多段切込み加工を行うことによって、所望とする深さの溝を形成することができる。また肩削りの場合も同様にして、所望の形状に被削材を切削することができる。
【００９７】
図１７は、エンドミル１０の先端部５４を誇張して示す図であり、図１８は、多段切込みにおける被削材１１の加工壁面の変化を示す断面図である。図１８（１）〜図１８（３）の順で、複数解の切削作業が行われる。上述したように主切刃６は、第１領域８４が一端部８０よりもホルダ半径方向外方に突出する。また第２領域８５が一端部８０よりもホルダ半径方向内方に没入する。図１８は、誤差が存在しない状態を示し、前記第１仮想直線１０３が、回転軸線９に平行に延びる。
【００９８】
図１８（１）に示すように、第ｎ段階の切削加工を行うと、加工壁面が主切刃６の回転軌跡に応じた曲面１５０に沿った形状に削られる。次に、図１８（２）に示すように、第ｎ＋１段階の切削加工時では、第ｎ段階に比べてエンドミル１０をホルダ軸線方向一方Ｘ１に切り込んだ状態で切削加工を行う。第ｎ＋１段階の切削加工時では、第ｎ段階の切削加工時において、主切刃６のうちで一端部８０が切削した被削材の被削部分１１１の近傍１１２を、主切刃６のうちで第１領域８４の中間部が切削する。また第ｎ＋１段階の切削加工時では、第ｎ段階の切削加工時において、主切刃６の第１領域８４が切削した被削材の被削部分１１３の近傍を、主切刃６の第２領域８５が非切削の状態で通過する。図１８（３）に示すように、第ｎ＋１段階以降の切削加工時では、前回の段階に比べてエンドミル１０を軸線方向一方Ｘ１に切り込んだ状態で、切削加工を行う。このようにして切削加工を繰返すことによって、被削材１１に深い溝段差（肩）部を形成することができる。
【００９９】
誤差が存在しない状態では、主切刃６の一端部８０と境界部８２とを結ぶ第１仮想直線１０３が回転軸線９に平行に延びる。この場合、主切刃６の第１領域８４が第１仮想直線１０３に対してホルダ半径方向外方Ｒ２に膨らみ、主切刃６の第２領域８５が第１仮想直線１０３に対してホルダ半径方向内方Ｒ１に窪むことになる。誤差が存在しない状態で多段切込み加工を行うと、主切刃６の第１領域８４が被削材を切削する。また主切刃６の第２領域８５は、前段の切込み加工で、主切刃６の第１領域８４によって被削材に形成された加工壁面から離れて回転することになる。このとき主切刃６の第２領域８５は、切削に寄与することがなく、主切刃６の第１領域８４よりも加工壁面の段差に与える影響が小さい。
【０１００】
ここで、１回の切削作業におけるエンドミル１０の軸線方向切込み量は、主切刃６の第１領域８４のホルダ軸線方向寸法以下に設定されることが好ましい。これによって主切刃６の第２領域８５が、前回の切削作業で主切刃６の第１領域８４が切削した被削材の被削部分１１３に接触することを防ぐことができる。たとえば１回の切削作業におけるエンドミル１０の軸線方向切込み量は、４ｍｍ以下に設定される。
【０１０１】
チップ２の寸法誤差、ホルダ１に対するチップ２の取付誤差およびホルダ１のたわみなどに起因して、主切刃６の一端部８１と境界部８２とのホルダ半径方向Ｒの差をゼロにすることは困難である。たとえば、チップ自体は、ホルダ１に取り付けられた状態で、主切刃６の一端部８１と境界部８２との間のホルダ半径方向の寸法差は、±５０μｍの範囲でばらつきが生じる。またエンドミル１０のたわみとして、切削時にホルダ１には、最大で０．３ｍｍのホルダ半径方向Ｒの撓み量が生じる場合がある。
【０１０２】
本実施形態では、主切刃６の一端部８１と境界部８２とに、ホルダ半径方向Ｒの差が生じたとしても、主切刃６の一端部８１と境界部８２との間の中間部の一部が、一端部８１および境界部８２よりもホルダ半径方向外方に突出する。すなわち、主切刃６の一端部８１と境界部８２とのホルダ半径方向距離よりも、第１領域８４の中間部のホルダ半径方向距離のほうが大きい。
【０１０３】
これによって誤差によって一端部８１と境界部８２とがホルダ半径方向Ｒに差が生じたとしても、多段切込み加工を行うことで、主切刃６の第１領域８４のホルダ軸線方向中間部が、一端部８１と境界部２８とのいずれかによって生じた切削量が少ない被削材の被削部分を削りとることができる。これによって主切刃の両端部のホルダ半径方向の差に起因して、加工壁面に形成される段差を減らし、加工壁面を均すことができる。これによって切込み毎の継ぎ目に生じる加工壁面段差を小さくすることができ、切削後の加工壁面の加工面粗度を向上することができる。また加工面粗度の高い加工壁面を必要とする材料の切削加工に用いることができる。
【０１０４】
図１９は、本実施形態のエンドミル１０が、取付誤差が存在する状態で多段切削加工を行った場合の、被削材１１の加工壁面の変化を示す断面図である。図２０は、比較例のエンドミルが、取付誤差が存在する状態で多段切削加工を行った場合の、被削材１１の加工壁面の変化を示す断面図である。比較例のエンドミルは、誤差が存在しない状態で、主切刃の回転軌跡が円柱から膨らんだ樽型形状に形成され、主切刃の一端部と他端部とがホルダ半径方向Ｒ寸法が同じに設定される。この場合、誤差が存在することで、主切刃の一端部と他端部とにホルダ半径方向Ｒの差が生じる。
【０１０５】
取付誤差また切削時のホルダのたわみなどによって、第１仮想直線１０３がホルダ基端部に進むにつれてホルダ半径方向外方Ｒ２に傾く大きく傾斜することがある。図１９および図２０は、第１仮想直線１０３が大きく傾斜した状態を示す。
【０１０６】
図１９に示すように、誤差に起因して第１仮想直線１０３がホルダ半径方向外方Ｒ２に傾く場合には、誤差が存在しない場合に比べて、他端部８１がホルダ半径方向外方Ｒ２に位置することになる。本実施形態の主切刃６では、誤差が存在しない状態で、主切刃の他端部８１が一端部８０よりもホルダ半径方向内方Ｒ１に退避して配置される。これによって誤差が生じたとしても、他端部８１が第１領域８４の最突出部よりもホルダ半径方向最外方に突出しにくく、主切刃６の他端部８１が被削材１１に接触することが防がれる。これによって誤差が生じても、前段の切込み加工で削り残した部分１１５に、主切刃の他端部８１が接触することを防ぐことができ、１回の切込み加工で被削材の切削量が過剰となることを防ぐことができる。
【０１０７】
これに対して図２０に示すように、比較例の主切刃６では、第１仮想直線１０３が、一端部から境界部に進むにつれてホルダ半径方向外方Ｒ２に傾く場合には、他端部が第１領域の最突出部よりもホルダ半径方向最外方に突出しやすく、主切刃の他端部が被削材に接触しやすい。この場合、主切刃の一端部から他端部にわたる全ての部分が被削材に接触することになり、１回の切込み加工で被削材の切削量が増加してしまうとともに、接触抵抗が増大してしまう。
【０１０８】
以上のように本実施形態では、比較例に比べて、取付誤差等が生じたとしても、前段の切込み加工で削り残した部分に、主切刃６の他端部８１が接触することを防ぐことができ、１回の切込み加工で被削材の切削量が増加することを防ぐことができる。取付誤差などが生じても、切削抵抗を抑えることができ被削材に与える外力を小さくすることができる。したがって薄板、たとえば厚さ１０ｍｍの板状のアルミ合金をエンドミル加工する場合のように、被削材の剛性が極めて小さな切削加工であっても、切削抵抗を抑えることによって被削材が振動してびびりが発生することを防ぐことができる。これによってびびりに起因して加工面に形成される段差を小さくすることができ、被削材の品質低下を抑えることができる。また切削抵抗を低下することができるので、チップの損傷を防ぐことができる。
【０１０９】
また本実施形態では、主切刃の第１領域８４と第２領域８５とが滑らかに連なり、１つの円弧に沿って延びる。この場合、誤差によって第１仮想直線１０３が一端部８０から他端部に進むにつれて、ホルダ半径方向外方Ｒ２に傾斜したとしても、第１領域８４の一部と第２領域８５の一部とが切削に寄与する部分となることで、誤差が存在しない状態とほぼ同様の長さおよび形状の円弧形状とすることができる。これによって加工壁面の品質を均一化することができる。また第２領域８５の一部によって被削材を切削することになったとしても、加工壁面に形成される段差を小さくすることができる。また装着されるホルダ１の直径が異なる場合であっても、ホルダ１の直径のバラツキによる加工品質の低下を抑えることができる。
【０１１０】
また多段切込み加工における１回の切込み量は、主切刃６の一端部８０から他端部８１までのホルダ軸線方向寸法である第２設定距離Ｈ２の１／２以下、たとえば３ｍｍ以下に選択されることが大半である。一端部８０から境界部８１までの第１設定距離Ｈ１が、第２設定距離Ｈ２の１／２未満とすると、１回の切込みでは、主切刃６の第１領域８４で切削を行うことができず削り残しが生じやすい。これに対して本実施形態では、第１設定距離Ｈ１が、第２設定距離Ｈ２の１／２以上に設定されるので、１回の切込みで削り残しの発生することを防ぐことができる。
【０１１１】
また第１設定距離Ｈ１が、第２設定距離Ｈ２の３／４を超えると、誤差が生じることで、境界部８２がホルダ半径方向最外方に突出しやすくなり、１回の切込み加工で、被削材を切削する切削量が増大してしまう。これに対して本実施形態では、第１設定距離Ｈ１が、第２設定距離Ｈ２の３／４以下に設定されることで、誤差が生じても、境界部８２がホルダ半径方向最外方に突出しにくくなり、１回の切込み加工で被削材の切削量が増大することを防ぐことができる。
【０１１２】
このように第１設定距離Ｈ１が、第２設定距離Ｈ２の１／２以上３／４以下に設定されることで、１回の切込みで生じる削り残しを少なくすることができるとともに、誤差が生じても境界部がホルダ半径方向最外方に突出しにくくなり、１回の切込み加工で被削材の切削量が増大することを防ぐことができる。これによってエンドミルに生じる切削抵抗をより確実に抑えることができ、被削材が振動してびびりが発生することをより確実に防ぐことができる。
【０１１３】
また主切刃６の回転軌跡のうち、第１仮想直線１０３から第１領域８４のホルダ軸線方向中間部９０のうちでホルダ半径方向外方へ最も突出する突出部分までのホルダ半径方向の膨らみ量ｗは、０．０２ｍｍ以上でかつ０．０６ｍｍ以下であることが好ましい。これによってチップ２の装着状態に多少のバラツキがあっても、加工段差を小さく制御することができて、十分な加工面粗度向上効果を発揮することができる。
【０１１４】
具体的には、ホルダ半径方向Ｒの膨らみ量ｗが、０．０２ｍｍ未満であると、ホルダ１にチップ２を装着したときに生じる主切刃位置のバラツキ、すなわち主切刃６のホルダ軸線方向両端部６１，６２のホルダ半径方向の差を吸収することができず、切込み毎の継ぎ目に生じる段差が大きくなる。またホルダ半径方向Ｒの膨らみ量ｗが、０．０６ｍｍを超えると、その主切刃６のホルダ半径方向Ｒの膨らみの影響によって、加工壁面が凹曲面になりすぎ、結果的に切込み毎の継ぎ目に生じる段差が大きくなる。
【０１１５】
これに対して本実施形態では、ホルダ半径方向Ｒの膨らみ量ｗが、０．０２ｍｍ以上でかつ０．０６ｍｍ以下であることによって、ホルダ半径方向Ｒの膨らみ量ｗが過剰に大きくなることなく、主切刃６のホルダ軸線方向両端部６１，６２のホルダ半径方向Ｒの差を吸収することができる。これによって切込み毎の継ぎ目に生じる段差をより小さくして、高品位な加工壁面を安定して得ることができる。さらに、主切刃６に続くコーナーＲ部に曲率半径ｒが０．４以上でかつ４．０ｍｍ以下のコーナーＲ切刃５を形成することで、主切刃端部における段差をより小さくして加工面粗度を高めることができる。
【０１１６】
また、本実施形態のエンドミル１０は平面視膨らみ量Ａ（ｍｍ）が、Ｘ＋０．０２≦Ａ≦Ｘ＋０．０６の関係を満たしていることによって、ホルダ加工径やチップ２（主切刃）のサイズ、およびチップ２がホルダ１に装着されるときのアキシャルレーキθ、が個々に異なるエンドミルであっても、主切刃６の形状が最適化されて、肩削りや溝加工で多段切込み加工を行った場合に、複数パスの加工によってパス間の繋ぎ目に生じる段差を小さくすることができる。また主切刃６の第１領域８４の回転軌跡の断面形状は、直線状ではなく、中央部６０にかけて膨らむ略円弧状となる。その結果、主切刃６の一端部８０と境界部８２とに回転半径に差がでてしまう実際の加工においては、前述したように加工壁面に生じる段差を小さくすることができる。このような関係とすることによって、主切刃６の回転軌跡２２の断面形状は、ホルダ外径Ｄやチップ２の大きさＬ、あるいはアキシャルレーキθの大きさにかかわりなく常に適切な円弧状となり、安定した加工面粗度を得ることができる。
【０１１７】
また、ホルダの外径Ｄやチップ２の大きさＬごとに、主切刃６の回転軌跡２２のホルダ半径方向Ｒの膨らみ形状が異なるチップ２を用意することが好ましい。しかしながらチップ２のレパートリーをむやみに増やすと、管理が大変となってしまう。そこで、使用頻度の高いホルダの直径Ｄにおいて、加工壁面の凹凸が少なくなるような主切刃６の膨らみ形状を設計する。そして使用頻度の高いホルダの直径と異なるホルダにチップ２が装着される場合には、ホルダ１の着座面の傾き形状を変更することによって、主切刃６のアキシャルレーキとラジアルレーキとを調整し、チップ２の形状を変更しなくても、加工壁面の凹凸が少なくなるように設計がなされる。これによって複数種類のチップの管理および設計を容易に行うことができるとともに、凹凸の少ない加工壁面を被削材に形成することができる。また本実施形態では、主切刃６の第１領域８４のうちホルダ軸線方向中央部６０が、ホルダ半径方向外方Ｒ２へ最も突出する。これによって誤差に起因して、一端部８０と境界部８２とのうちで、いずれのほうがホルダ半径方向外方Ｒ２に突出するかを示す傾向が把握できない場合に特に有効となる。
【０１１８】
また本実施形態では、チップ２はホルダ１に装着された状態で、ホルダ１の着座面９８に当接する底面５９を有し、主切刃６となる長辺切刃５１は、ホルダ先端部５４からホルダ基端部５３に進むにつれて、前記底面５９に向かって傾斜する。すなわちチップ２は、捩れ角α２を有する捩れ形状に形成される。これによってホルダ１の着座面９８が、回転軸線９に対して傾斜する傾斜量が小さい場合であっても、大きいアキシャルレーキを付与することができる。したがって切削時に主切刃６に与えられる切削抵抗を低下させて切れ味を向上することができる。また本実施形態では、主切刃６に対して略垂直に延びるサライ刃をさらに具備するので、チップ２がホルダ１に装着されることで、エンドミルとして実現可能である。また交線２２の第１領域１０４に対応するアキシャルレーキである第２角度θ２を、交線２２の第２領域１０５に対応するアキシャルレーキである第１角度θ１よりも小さくすることで、ホルダ軸線方向基端側の肉厚の減少を抑えることができ、チップ２の剛性を高めることができる。
【０１１９】
また本実施形態では、複数のチップ２をホルダ１にそれぞれ装着する。これによって１つのチップ２に与えられる切削抵抗を減らすことができ、エンドミル１０に設定されるホルダ半径方向Ｒおよびホルダ軸線方向Ｘの切込み可能量と、エンドミル１０の送り量とを大きくすることができる。また切込み量および送り量を大きくした場合に各チップ２に与えられる負荷を低減することで、ホルダ１の振動およびたわみを減らすことができ、切削後の加工壁面の加工面粗度をより滑らかにすることができる。またチップ２に形成される長辺切刃を湾曲させることで、ホルダ１に複雑な加工を施す必要がなく、ホルダ１を製造するための製造コストを低下させることができる。
【０１２０】
また本実施形態のエンドミル１０によって被削材１１の壁面を回転切削したあと、主切刃が外周部に一体に形成される仕上げ用ミーリング工具によって、被削材１１の壁面を仕上げ回転切削してもよい。このようにチップ２が装着されるエンドミル１０によって荒削りすることによって、荒削り段階であっても切削後の加工壁面の加工面粗度を向上することができる。これによって仕上げ削り段階における切込み量を少なくすることができ、切削動作における切削時間を短縮することができる。また仕上げ削り段階における切削量を減らすことによって、仕上げ用ミーリング工具の寿命を延ばすことができる。また荒削り時に切込み量を大きくしたことに起因して、チップ２に形成される主切刃６の欠損が発生する可能性がある。仮に主切刃６が折損しても、新しいチップ２をホルダ１に装着することで、エンドミル１０の切れ味を回復することができる。
【０１２１】
図２１は、本発明の第２実施形態のチップ２２０を拡大して示す平面図である。本発明の第２実施形態のチップ２２０は、第１実施形態のチップ２と類似した構成を有し、第１実施形態のチップ２と対応する構成については、説明を省略して同様の参照符号を付する。第２実施形態では、長辺切刃５１の第２領域２８５は、略円弧状とは異なる形状に形成され、他の構成は第１実施形態のチップ２と同様となる。長辺切刃５１の第２領域２８５は、境界部８２から他端部８１に向けて直線状に延びる。このようなチップ２２０であっても、エンドミル１０に装着されることで、第１実施形態のチップと同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
また本発明のさらに他の実施形態として、長辺切刃５１の第１領域８４についても略円弧とは異なる形状に形成されてもよい。たとえば第１領域８４の中央部６０に向かうにつれてチップ幅方向外方に向かって直線状に延びてもよい。そのほか第１領域８４は、円弧以外の滑らかな曲面に沿って延びてもよく、複数の直線または曲線の組合せからなる線にしたがって延びてもよく、また階段状に延びてもよい。
【０１２３】
また長辺切刃５１の第１領域８４の中央部６０よりもホルダ先端側部分が、ホルダ半径方向外方Ｒ２に最も突出するように構成してもよい。これによってホルダ１０が切削時にたわんだとしても、主切刃６の境界部８２がホルダ半径方向最外方に突出することを防ぐことができ、ホルダ１のたわみの影響を少なくして、被削材の加工壁面の加工面粗度を向上することができる。また上述した長辺切刃５１の第１領域８４と第２領域８５との構成をそれぞれ組合せても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。またエンドミル１０に装着された状態で主切刃６の第１領域８４および第２領域８５が上述する構成となるように構成されてもよい。
【０１２４】
図２２は、本発明の第３実施形態のエンドミル６１０を示す斜視図である。第３実施形態では、第１実施形態で説明した主切刃６が略円柱状のエンドミル本体に直接形成される。すなわち、チップが用いられず、主切刃６０６が本体部５０１に一体に形成される。
【０１２５】
具体的には、エンドミル６１０は、略円柱状に形成される。エンドミル６１０は、外周面６５５に形成される逃げ面６０３と、逃げ面６０３から没入するすくい面６０８と、前記すくい面６０８と前記逃げ面６０３との交差稜線部に形成される主切刃６０６とを具備する。エンドミル６１０を回転軸線６０９まわりに回転させた場合に、前記主切刃６０６の回転軌跡の交線２２は、第１領域１０４が第１仮想直線１０３よりもホルダ半径方向外方に突出し、第２領域１０５が第１仮想直線１０３よりもホルダ半径方向内方に没入する。これによって第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。たとえば回転切削工具のうち、エンドミルについて説明したが、サライ刃を有しないミーリング工具すなわち、エンドミル以外のミーリング工具であっても本発明の主切刃を有することで、上述する効果を得ることができる。
【０１２７】
また本実施形態では、チップの厚み方向寸法を異ならせることで、アキシャルレーキを付与したが、これに限定しない。すなわちチップの厚み方向寸法が一律であってもよく、ホルダの着座面９８によって主切刃にアキシャルレーキを形成してもよい。またホルダ１を回転軸線まわりに回転させたときに、主切刃６の回転軌跡の交線２２のうちで、第１領域１０４がホルダ半径方向外方Ｒ２に突出し、第２領域１０５がホルダ半径方向内方Ｒ１に没入すればよく、チップ１およびホルダ１を他の形状に形成してもよい。
【０１２８】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施形態によるエンドミル１０を回転軸線９まわりに回転させた際に、回転軸９を含みかつ回転軸９に平行な仮想平面と、主切刃６の回転軌跡とが交差する交線２２を誇張して示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるエンドミル１０の全体斜視図である。
【図３】図２の要部側面図である。
【図４】本発明の実施形態によるチップ２を示す斜視図である。
【図５】チップ２を拡大して示す平面図である。
【図６】チップ２を誇張して示す平面図である。
【図７】チップ２を示す側面図である。
【図８】図５のＳ８−Ｓ８切断面線から見た断面図である。
【図９】図５のＳ９−Ｓ９切断面線から見た断面図である。
【図１０】図５のＳ１０−Ｓ１０切断面線から見た断面図である。
【図１１】主切刃６の回転軌跡を説明するための斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１のＥ方向矢視図である。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ切断面線で切断した断面図である。
【図１４】溝削りの切削状態を示す斜視図である。
【図１５】肩削りの切削状態を示す斜視図である。
【図１６】エンドミル１０による被削材の溝削りの多段切込み切削手順を説明するための図である。
【図１７】エンドミル１０の先端部５４を誇張して示す図である。
【図１８】多段切込みにおける被削材１１の加工壁面の変化を示す断面図である。
【図１９】本実施形態のエンドミル１０が、取付誤差が存在する状態で多段切削加工を行った場合の、被削材１１の加工壁面の変化を示す断面図である。
【図２０】比較例のエンドミルが、取付誤差が存在する状態で多段切削加工を行った場合の、被削材１１の加工壁面の変化を示す断面図である。
【０１３０】
【図２１】本発明の第２実施形態のチップを拡大して示す平面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態のエンドミル６１０を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  ホルダ
２  チップ
３  逃げ面
６  主切刃
８  すくい面
９  回転軸線
１０  エンドミル
２２  交線
５１  長辺切刃
８０  長辺切刃の一端部
８１  長辺切刃の他端部
８２  長辺切刃の境界部
１００  交線の一端部
１０１  交線の他端部
１０２  交線の境界部
１０３  第１仮想直線
Ｒ１  ホルダ半径方向内方
Ｒ２  ホルダ半径方向外方
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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