(57)【要約】【課題】  切屑排出性を改善し、良好な切削加工が可能なエンドミルを提供する。【解決手段】長手方向に回転中心軸Ｏを有する棒状の工具本体１と、工具本体１の先端の外周側に形成された複数の底刃２と、底刃２に続いて工具本体１の外周面に形成された外周刃４とを有し、回転中心軸Ｏに対する断面視において、複数の外周刃４の先端が通る外接円ｃと隣接する２つの外周刃４、４間のエンドミル外周形状ｓにて囲まれた第１領域７の面積をＳ１とし、外接円ｃとエンドミル外周形状ｓに内接する内接円ｉと、回転中心Ｏから隣接する２つの外周刃４、４それぞれに延びる２つの直線Ｌ２とによって囲まれた第２領域８の面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２＝０．６〜０．９、外接円ｃの半径ｃｒと内接円ｉの半径ｉｒとの比ｉｒ／ｃｒが０．６〜０．９のエンドミル１０である。【選択図】図１
2012157917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に回転中心軸を有する棒状の工具本体と、該工具本体の先端の外周側に形成された複数の底刃と、該底刃に続いて前記工具本体の外周面に形成された外周刃とを有するエンドミルであって、前記回転中心軸に対する断面視において、複数の外周刃の先端が通る外接円と隣接する２つの外周刃間のエンドミル外周形状にて囲まれた第１領域の面積をＳ１とし、前記外接円と前記エンドミル外周形状に内接する内接円と、前記回転中心軸から前記隣接する２つの外周刃それぞれに延びる２つの直線Ｌ２、Ｌ２とによって囲まれた第２領域の面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２＝０．６〜０．９であるとともに、前記外接円の半径ｃｒと前記内接円の半径ｉｒとの比ｉｒ／ｃｒが０．６〜０．９であるエンドミル。
【請求項２】
前記外接円上にあって一つの外周刃からエンドミル回転方向前方に隣接する外周刃までの長さの２／３の長さ位置と前記回転中心軸とを通る直線Ｌ１が前記第１領域を横切る長さをｔ１とし、前記直線Ｌ１が前記第２領域を横切る長さをｔ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１である請求項１記載のエンドミル。
【請求項３】
長手方向に回転中心軸を有する棒状の工具本体と、該工具本体の先端の外周側に形成された複数の底刃と、該底刃に続いて前記工具本体の外周面に形成された外周刃とを有するエンドミルであって、前記回転中心軸に対する断面視において、複数の外周刃の先端が通る外接円と隣接する２つの切刃間のエンドミル外周形状にて囲まれた第１領域の面積をＳ１とし、前記外接円と前記エンドミル外周形状に内接する内接円と、前記回転中心軸から前記隣接する２つの外周刃それぞれに延びる２つの直線Ｌ２、Ｌ２とによって囲まれた第２領域の面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２が０．９以下であるとともに、前記外接円の半径ｃｒと前記内接円の半径ｉｒとの比ｉｒ／ｃｒが０．６〜０．９であり、かつ前記外接円上にあって一つの外周刃からエンドミル回転方向前方に隣接する外周刃までの長さの２／３の長さ位置と前記回転中心軸とを通る直線Ｌ１が前記第１領域を横切る長さをｔ１とし、前記直線Ｌ１が前記第２領域を横切る長さをｔ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１であるエンドミル。
【請求項４】
前記内接円の円周Ｒ１に対して、前記エンドミル外周形状のうちの前記内接円と軌跡が重なる長さＲ２（Ｒ２／Ｒ１）が０．４〜０．７である請求項１乃至３のいずれか記載のエンドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転工具の一種であるエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンドミルは主として横送り加工や座ぐり加工を行う際に用いられるが、特許文献１のように、工具本体の先端部に底刃を有し、かつ、底刃に隣接する工具本体の外周部に複数のねじれた外周刃を有する形状が広く用いられている。かかるエンドミルにおいては、本体の剛性を高めるために外周刃の溝深さによって決まる芯厚を大きくすることが有効である反面、単に溝深さを浅くすると切屑排出性が悪化して切屑が詰まってしまうという不具合があった。
【０００３】
そこで、特許文献２では、刃部の直径が６ｍｍ以上のエンドミルにおいて、外周切刃を８刃以上設けるとともに、刃溝の深さとチップポケットの面積Ｓとを刃部の直径と外周切刃の刃数から求められる特定の数値範囲に限定して、エンドミルのサイズに応じて剛性と切屑処理性を兼ね備えた寸法に調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３３７７１９号公報
【特許文献２】特開平１０−１７５１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示されたエンドミルの形状では、直径が６ｍｍ以上と大きなエンドミルには適用できるもののそれ以下の汎用のエンドミルについては適用できず、サイズによらずエンドミルの剛性を維持できるとともに切屑排出性がよくてスムーズな切削加工が可能なエンドミルが要求されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様のエンドミルは、長手方向に回転中心軸を有する棒状の工具本体と、該工具本体の先端の外周側に形成された複数の底刃と、該底刃に続いて前記工具本体の外周面に形成された外周刃とを有するエンドミルであって、前記回転中心軸に対する断面視において、複数の外周刃の先端が通る外接円と隣接する２つの外周刃間のエンドミル外周形状にて囲まれた第１領域の面積をＳ１とし、前記外接円と前記エンドミル外周形状に内接する内接円と、前記回転中心軸から前記隣接する２つの外周刃それぞれに延びる２つの直線Ｌ２、Ｌ２とによって囲まれた第２領域の面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２＝０．６〜０．９からなるとともに、前記外接円の半径ｃｒと前記内接円の半径ｉｒとの比ｉｒ／ｃｒ＝０．６〜０．９からなる。
【０００７】
ここで、前記外接円上にあって一つの外周刃からエンドミル回転方向前方に隣接する外周刃までの長さの２／３の長さ位置と前記回転中心軸とを通る直線Ｌ１が前記第１領域を横切る長さをｔ１とし、前記直線Ｌ１が前記第２領域を横切る長さをｔ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１であってもよい。
【０００８】
また、本発明の第２の態様のエンドミルは、長手方向に回転中心軸を有する棒状の工具本体と、該工具本体の先端の外周側に形成された複数の底刃と、該底刃に続いて前記工具本体の外周面に形成された外周刃とを有するエンドミルであって、前記回転中心軸に対す
る断面視において、複数の外周刃の先端が通る外接円と隣接する２つの切刃間のエンドミル外周形状にて囲まれた第１領域の面積をＳ１とし、前記外接円と前記エンドミル外周形状に内接する内接円と、前記回転中心軸から前記隣接する２つの外周刃それぞれに延びる２つの直線Ｌ２、Ｌ２とによって囲まれた第２領域の面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２が０．９以下であるとともに、前記外接円の半径ｃｒと前記内接円の半径ｉｒとの比ｉｒ／ｃｒ＝０．６〜０．９であり、かつ前記外接円上にあって一つの外周刃からエンドミル回転方向前方に隣接する外周刃までの長の２／３の長さ位置と前記回転中心軸とを通る直線Ｌ１が前記第１領域を横切る長さをｔ１とし、前記直線Ｌ１が前記第２領域を横切る長さをｔ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１からなる。
【０００９】
さらに、前記内接円の円周Ｒ１に対して、前記エンドミル外周形状のうちの前記内接円と軌跡が重なる長さＲ２としたとき、Ｒ２／Ｒ１＝０．４〜０．７であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンドミルによれば、エンドミル外周形状において浅くて広い溝を形成することによって、芯厚を高くできてエンドミルの剛性が向上するとともに、切屑処理性もよくて良好な切削加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のエンドミルを示す図であり、（ａ）は先端部についての側面図、（ｂ）は（ａ）のエンドミルの回転中心軸に対する断面視図（図１（ａ）のＡ方向から見た図）である。
【図２】本発明の他のエンドミルの回転中心軸に対する断面視図である。
【図３】従来のエンドミルの回転中心軸に対する断面視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のエンドミルについて、図１、図２を用いて説明する。図１のエンドミル１０は、長手方向に回転中心軸Ｏを有して回転中心軸Ｏの周りに回転する棒状の工具本体１と、工具本体１の先端の外周側に形成された複数、すなわち２刃以上の底刃２と、底刃２に続いて工具本体１の外周側に設けられる外周刃４と、底刃２と外周刃４とのすくい面３と、すくい面３の後方に続く切屑排出溝５とを具備している。ここで、底刃２と外周刃４の刃数は、２、３、４、５、６、７、８刃等が好適に用いられ、図１では４枚刃で構成されている。
【００１３】
エンドミル１０は、図１（ｂ）の回転中心軸Ｏに対する断面視に示されるように、複数の外周刃４の先端が通る外接円ｃと隣接する２つの外周刃４（図１（ｂ）の４ａ）、４（図１（ｂ）の４ｂ）間のエンドミル外周形状ｓにて囲まれた第１領域７の面積をＳ１とし、外接円ｃとエンドミル外周形状ｓに内接する内接円ｉと、回転中心軸Ｏから隣接する２つの外周刃４、４からそれぞれに延びる２つの直線（Ｌ２、Ｌ２）とによって囲まれた第２領域８の面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２＝０．６〜０．９からなる。また、外接円ｃの半径ｃｒと内接円ｉの半径ｉｒとの比ｉｒ／ｃｒ＝０．６〜０．９となっている。
【００１４】
これによって、エンドミル１０の芯厚を高く、つまり内接円ｉの面積を大きくできるとともに、切屑処理性を改善できて良好な切削加工が可能である。すなわち、図３の従来のエンドミル形状のようにＳ１／Ｓ２が０．６よりも小さいとエンドミル１の芯厚が小さくなってエンドミル１の剛性が低下し、切削加工中にびびりが発生したり、工具本体１から折損したりするおそれがある。Ｓ１／Ｓ２が０．９よりも大きいと切屑排出性が悪化して切屑が詰まってしまい、切削部位に切屑が噛み込んで切刃が欠損したり、切削加工がストップしてしまうおそれがある。また、この場合には、外周刃４の強度が低下して欠損する可能性もある。Ｓ１／Ｓ２の望ましい範囲は０．７〜０．９であり、特に望ましい範囲は
０．７５〜０．８５である。ｉｒ／ｃｒが０．６よりも小さいと芯厚が小さくなってしまい、ｉｒ／ｃｒが０．９よりも大きいと切屑処理性が低下する。ｉｒ／ｃｒの望ましい範囲は０．７〜０．９、より望ましくは０．７〜０．８５である。
【００１５】
ここで、直線Ｌ１（すなわち外接円ｃ上にあって一つの外周刃４（４ａ）からエンドミル回転方向前方に隣接する外周刃４（４ｂ）までの長さの２／３の長さ位置ｐと回転中心軸Ｏとを通る直線）が第１領域７を横切る長さをｔ１とし、直線Ｌ１が第２領域８を横切る長さをｔ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１であることが、切屑排出性を向上させるために望ましい。ｔ１／ｔ２の望ましい範囲は０．８５〜１である。なお、図１（ｂ）、図２、図３では、説明の便宜上、第１領域７と第２領域８とは違う外周刃間で図示しているが、実際に比較する際には同じ外周刃間の領域同士で比較する。各刃間が均等に配置されていない場合は、各刃間の測定値の平均をとって比較する。また、図１（ｂ）の点ｑは直線Ｌ１とエンドミル外周形状との交点であり、点ｒは直線Ｌ１と内接円ｉとの交点である。すなわち、長さｔ１は線分ｐｑの長さに相当し、長さｔ２は線分ｐｒの長さに相当する。
【００１６】
さらに、図１（ｂ）の回転中心軸Ｏに対する断面視において、内接円ｉの円周Ｒ１に対して、エンドミル外周形状ｓのうちの内接円ｉと軌跡が重なる長さＲ２がＲ２／Ｒ１比で０．４〜０．７の範囲であることが、エンドミル１の芯厚と切屑処理性とを最適化できる点で望ましい。
【００１７】
また、本発明の第２の態様のエンドミル２０は、図２の回転中心軸Ｏに対する断面視に示すように、上記Ｓ１／Ｓ２≦０．９、比ｉｒ／ｃｒ＝０．６〜０．９を満たすとともに、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１、すなわち、点ｐｑ間の長さ：ｔ１と、点ｐｒ間の長さ：ｔ２とが、ｔ１／ｔ２＝０．７〜１を満たす。かかる形状であっても、浅くて広い溝が形成されることになるので、エンドミル２０の芯厚を高く、つまり内接円ｉの面積を大きくできるとともに、切屑処理性を改善できて良好な切削加工が可能である。
【実施例】
【００１８】
超硬合金製の母材にＴｉＡlＮをコーティングした刃径（刃幅）６ｍｍで表１に示す形
状からなる４枚刃ソリッドエンドミルを作製し、下記切削条件にて切削試験を行い工具寿命に至る切削長および試験終了時の切刃の状態を評価した。なお、いずれの試料においてもｉｒ／ｃｒ＝０．７〜０．８５とした。
（切削条件）
被削材  ：ＳＣＭ４４０
回転数：４０００回／分
送り    ：６００ｍ／分
切込深さ：３ｍｍ
切削形態：溝加工
切削環境：湿式切削
【００１９】
【表１】
2012157917.tif 000003
【００２０】
表１の結果から明らかなとおり、Ｓ１／Ｓ２＝０．６〜０．９、またはＳ１／Ｓ２≦０．９かつｔ１／ｔ２＝０．７〜１．０の試料Ｎｏ．２〜８、１０では、びびりも切屑の噛み込みもなく切削長が長くなった。
【００２１】
これに対して、Ｓ１／Ｓ２が０．６よりも小さく、かつｔ１／ｔ２が０．７よりも小さい試料Ｎｏ．１では、切屑が詰まって加工が中断することがあり、切屑の噛み込みによって切刃が欠損した。また、Ｓ１／Ｓ２が０．９よりも大きい試料Ｎｏ．９では、外周刃の強度が低下して欠損が発生した。
【符号の説明】
【００２２】
１    工具本体
２    底刃
３    すくい面
４    外周刃
５    切屑排出溝
７    第１領域
８    第２領域
１０  エンドミル
Ｏ    回転中心軸
ｃ    外接円
ｉ    内接円
ｓ    エンドミル外周形状
Ｌ    直線
【図１】
2012157917.tif 000004
【図２】
2012157917.tif 000005
【図３】
2012157917.tif 000006