(57)【要約】【課題】  インペラー等の薄肉部材を高速度で仕上げ加工を行うことができるエンドミルを提供する。【解決手段】  外周刃４と、外周刃４に接続されたコーナＲ刃５と、コーナＲ刃５に接続された底刃６とから構成される切刃を複数枚有するエンドミルである。エンドミルの外周面に形成される外周刃４は、工具軸Ｏに対したエンドミルの先端側に向かって下り傾斜するように形成され、この下り傾斜する傾斜角度αは、５°以上１０°以下である。さらに、各切刃のすくい面は、底刃６のすくい面６ａと、底刃６のすくい面６ａに接続されたコーナＲ刃５のすくい面５ａと、コーナＲ刃５のすくい面５ａに接続された外周刃４のすくい面４ａから構成され、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖを８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周刃と、前記外周刃に接続されたコーナＲ刃と、前記コーナＲ刃に接続された底刃とから構成される切刃の複数枚を備えた切刃部と、前記切刃部の外周面に沿って形成された刃溝を有するエンドミルであって、
前記外周刃は、工具軸の方向に下り傾斜をなすように形成されて該コーナＲ刃に接続されるとともに、前記下り傾斜の傾斜角度αは５°以上１０°以下の範囲とされ、
それぞれの前記切刃のすくい面は、前記底刃のすくい面と、前記底刃のすくい面に接続された前記コーナＲ刃のすくい面と、前記コーナＲ刃のすくい面に接続された前記外周刃のすくい面から構成されており、
かつ、隣り合う前記切刃の間に成形された空間部と前記刃溝の空間部とを加えた体積を１刃当たりのチップポケットの体積Ｖとしたときに、前記体積Ｖを８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲にしたことを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
請求項１に記載のエンドミルにおいて、前記底刃の逃げ面と該底刃に対して前記エンドミルの回転方向の後側に位置する底刃のすくい面との間に、前記工具軸近傍から前記刃溝方向に該刃溝と連通するように形成されたエンドギャッシュを備え、
前記エンドギャッシュの角度βは、１５°以上４５°以下の範囲としたことを特徴とするエンドミル。
【請求項３】
請求項２に記載のエンドミルにおいて、前記切刃部の先端部側から該切刃部を前記工具軸方向に見たときに、前記底刃と該底刃の逃げ面の前記回転方向の後側の稜線とがなす角度を角度ａ、前記底刃の逃げ面における回転方向の後側の稜線と該底刃に対し回転方向の後側に位置する底刃とがなす角度を角度ｂとしたとき、
前記角度ｂは、前記角度ａの１．５倍以上３倍以下の範囲となるように前記底刃が配置されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記外周刃と前記コーナＲ刃の繋ぎ部における軸直角断面のすくい角を３°以上１０°以下の範囲としたことを特徴とするエンドミル。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記底刃と、前記コーナＲ刃と、前記外周刃のそれぞれの接線と直交する方向の断面における逃げ角を、前記底刃、前記コーナＲ刃、前記外周刃ごとに一定としたことを特徴とするエンドミル。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記切刃部に形成されている前記切刃の刃長を、前記切刃部の先端部側に向けて該切刃部に形成された前記外周刃の形成開始点における刃径の３０％以上６０％以下の範囲としたことを特徴とするエンドミル。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記コーナＲ刃の曲率半径を前記外周刃の形成開始点における刃径の１０％以上２０％以下の範囲としたことを特徴とするエンドミル。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載のエンドミルにおいて、少なくとも前記切刃部の全表面、又は前記エンドミルの全表面にＡｌＣｒ系の硬質皮膜が被覆されていることを特徴とするエンドミル。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のエンドミルにおいて、前記エンドミルは超硬合金からなり、前記切刃を６枚以上３０枚以下の範囲で有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、タービンや過給機等の回転機械装置に使用される薄肉のインペラーやブレード等を、３軸又は５軸制御の工作機械を用いて切削加工して製造するときに、この工作機械に装着して、インペラー等の素材に対して高速度、高効率で加工を行うことができるように改善したエンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タービン、過給機等の回転機械装置に使用される薄肉のインペラー（羽根車）、ブレード等は、Ｎｉ基耐熱合金、例えばインコネル７１８（「インコネル」はSpecial Metals Corporation社の登録商標）等のＮｉ基耐熱合金製の素材を、工作機械の回転軸上に固定して、エンドミル等の切削工具を回転させながら多軸制御を行って、素材に荒加工、中仕上げ加工、及び仕上げ加工を行う切削加工の工程を経て製造されている。この仕上げ加工においては、素材表面を湾曲した曲面状に仕上げ加工する必要があるため、従来からボールエンドミル、あるいは外周刃とコーナ刃と底刃とから構成される刃部を備えたラジアスエンドミルが使用されている。
【０００３】
なお、以下の説明において、本発明に係るエンドミルが切削加工を行う対象物（被切削材）であって、薄肉でその表面が湾曲した曲面を有するインペラー、ブレード、ベーン等のことを、以下の説明において「インペラー」という名称に統一して説明する。
【０００４】
工作機械にテーパボールエンドミルやラジアスエンドミル等を装着してインペラーの切削加工を行う技術に関しては、例えば、特許文献１（特開２００２−３６０２０号公報）、特許文献２（特開２００９−２２６５６２号公報）、特許文献３（特開２０１０−１７７６９号公報）に記載の発明が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、大型インペラーについてその薄い羽根部に欠けを発生させることなく、精度よく加工する方法に関する発明が提案されている。この特許文献１の段落００１３には、インペラーの素材を回転軸上に固定し、回転するテーパボールエンドミルを３軸制御して、羽根部の表面に沿って数値制御して羽根部を切削加工することが記載されている。また、段落００１５には、テーパボールエンドミルのリード角を、インペラーのリーディングエッジの方向からずらして設定し、３５°にすることが記載されているが、このテーパボールエンドミルの切刃の具体的な構成については記載されていない。
【０００６】
特許文献２（特開２００９−２２６５６２号公報）には、複雑な３次元曲面形状を有する水車発電装置のランナーベーン等の加工対象物に対し、精度良く加工を行うことができる３次元曲面加工装置および３次元曲面加工方法に関する発明が提案されている。この特許文献２の段落００３２〜００３５には、この加工対象物に対し、ボールエンドミルで切削加工を行った後に、この切削加工面のカッターマークに沿った研削軌跡に基づいて研削加工用軌跡データを生成し、この研削加工用軌跡データに基づいて時間および研削距離のいずれかに対応させて砥石接触角度、研削送り速度、および砥石押付け力の少なくともいずれか１つを調整する研削加工用ＮＣプログラムを生成して、切削加工面のカッターマークの山部分を、ロボットのアームに把持させた電子グラインダで一定に削除することが記載されている。
従って、特許文献２に記載の３次元曲面加工装置においては、ランナーベーン等を加工するためにボールエンドミルと電子グラインダの２種の加工工具を必要とすることになる。また、特許文献２にはこのボールエンドミルについて、例えば、切刃部の切刃の構成等については開示されていない。
【０００７】
特許文献３（特開２０１０−１７７６９号公報）には、薄板形状ワークを、短時間で、より高精度に３次元曲面に仕上げ加工等を行うための加工方法に関する発明が提案されている。この加工方法は、薄板形状ワークを加工後の剛性の高さに応じて、加工箇所を複数の加工領域に分割して、ＮＣ制御加工機により荒加工から仕上げ加工までを、一つの複合エンドミルを用いて加工する技術である。
この特許文献３の段落００２７〜００３３、及び図４（Ａ）、図４（Ｂ）には、この曲面加工に使用する切削工具として、側面刃Ｔｓと、コーナ刃Ｔｃと、底面部に略球面形状をなす砥石からなる仕上げ刃Ｔｔを備えた複合エンドミルが開示されている。さらに、この複合エンドミルおいて、側面刃Ｔｓまたはコーナ刃Ｔｃは荒加工用の刃として多くの削り代を切削するために設けてあり、仕上げ刃Ｔｔは高精度に表面を仕上げるために仕上げ加工用の刃として設けたものである、と記載されている。また、特許文献３の図４（Ｂ）には、このエンドミルが備えている刃数（側面刃Ｔｓとコーナ刃Ｔｃから構成される切刃の刃数）は、４枚とした例が示されている。
【０００８】
近年のＮＣ工作機械の技術進歩に伴って、インペラー等の薄板状で曲面をなす被加工物の切削加工について、高速度、かつ高精度で仕上げの加工を行って、製造コストを低減するというニーズが極めて高くなっている。このような薄板状で曲面をなすインペラーを、高速度、かつ高精度で仕上げ加工を行う切削工具としては、ボールエンドミルよりは切刃を多数備えた多刃のラジアスエンドミルの方が適している。この理由は多刃にすると切削速度を上げることが可能になること、仕上げ面の加工をラジアスエンドミルのコーナＲ刃を主として使用するように、ラジアスエンドミルの回転とその向きの制御や被切削材の位置とその向きの制御をＮＣ制御プログラムにより行うことにより、高精度な仕上げ加工面を得ることができるからである。
【０００９】
多刃としたラジアスエンドミルに関する技術としては、例えば、特許文献４（ＤＥ  ２０  ２００９  ０１３  ８０８  Ｕ１号公報）に記載の考案が提案されている。特許文献４に記載のラジアスエンドミルは、同文献の図２、図４、図８に示されているように、多数の切刃（図４では刃数を１６枚）を備えるとともに外周刃を工具軸方向に傾斜させ、さらに、底刃を形成したラジアスエンドミルの先端部に複数のクーラント穴を設けた構成としたものである。
【００１０】
また、ラジアスエンドミルのコーナＲ刃を用いて被削材を高速度で切削加工する場合には、コーナＲ刃の刃先強度を高くすること、及び切屑の排出性を向上させることが重要になる。従来から実用化されているラジアスエンドミルについては、上記したコーナＲ刃の刃先強度や切屑の排出性を向上させる技術に関する発明が多数提案されている。これらの技術としては、例えば、下記の特許文献５〜特許文献７に記載の発明が提案されている。
【００１１】
特許文献５（特開２００３―１５９６１０号公報）には、溝切削等の重切削に適するラジアスエンドミルについて、切屑の排出を円滑にして切削性を高め、工具寿命が長く仕上げ切削にも適用可能になるように改善した発明が提案されている。特許文献５の図７及び図８に示されているラジアスエンドミルは、外周にねじれた切れ刃を有し、底刃の外周側に円弧刃（コーナＲ刃）を有する構成であって、このねじれ切れ刃に直角方向断面における刃溝面形状が、すくい面から刃底、背面を経て隣接する切れ刃の三番面に至る形状曲線が略Ｕ字型をなし、さらに、ねじれ切れ刃のすくい面がこの切れ刃から刃径の５％以上内部で、回転中心から放射方向を向く曲面としている。また、円弧刃のすくい面は、この切れ刃端から底刃の端部に至るまで円弧刃の切れ刃に沿って連続した凸面とすることにより、底刃による円滑な切屑の排出を行うようにしたラジアスエンドミルである。
さらに、特許文献５の段落００１４には、ねじれ角が大きいエンドミルの場合は、山状の突起が大きくなるため、局部的な切削力を受けて切れ刃損傷が発生しやすいが、円弧刃のすくい面に切れ刃に沿って連続した凸面を形成することにより切れ刃の損傷を防止し、底刃のすかし角を０．５度〜１５度と大きくすることにより、底刃における円滑な切屑処理を行うことが記載されている。
【００１２】
特許文献６（特開２００４−１４１９７５号公報）には、刃先強度およびチップポケットを十分に大きくすることにより、高寿命を図ることができるラジアスエンドミルに関する発明が提案されている。特許文献６には、刃数を４枚としたラジアスエンドミルが示されており、このラジアスエンドミルは、工具本体の先端側に、４つのギャッシュをそれぞれ切りくず排出溝に凹設させた構成にしている。これら４つのギャッシュは、４つの底刃及び４つのコーナＲ刃による切屑の排出性を高めるための溝であり、その一側のギャッシュ面が底刃とコーナＲ刃との両すくい面により構成されている。ギャッシュをこのような構成にすることによって、各コーナＲ刃におけるチップポケットを十分に大きくすることができるので、大量の切屑が発生する場合でも、その切屑の収容量を確保して、切削中の切屑詰まりを確実に防止し、その結果として、切屑詰まりに起因するチッピング等を抑制して、ラジアスエンドミルの高寿命化を図ろうとするものである。
【００１３】
また、特許文献７（特開平１０−１７５１１２号公報）には、チップポケットの大きさを規定することにより、高速切削を行っても耐久性、仕上げ面精度を確保できる高剛性エンドミルに関する発明が提案されている。特許文献７に記載のエンドミルは、刃部の直径が６ｍｍ以上、外周切れ刃の刃数が８刃以上であって、かつ、刃溝の深さがエンドミルの刃部の直径を刃数で除した値（ピッチ比）の０．５倍以下、１刃当たりのチップポケットの面積Ｓを軸直角断面に投影したときに、面積Ｓを、Ｓ≧０．２５×π×（ピッチ比）２で表されるように構成したエンドミルである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３６０２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２２６５６２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７７６９号公報
【特許文献４】ＤＥ  ２０  ２００９  ０１３  ８０８  Ｕ１号公報
【特許文献５】特開２００３―１５９６１０号公報
【特許文献６】特開２００４―１４１９７５号公報
【特許文献７】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】
【００１５】
上記した特許文献１〜特許文献２において、インペラーを切削加工する工具としてはボールエンドミルを使用することが記載されているが、高速度でインペラーの曲面部を切削加工するためのボールエンドミルの切刃部の構成、例えば、切刃の構成、切屑を円滑に排出するためのギャッシュの具体的な構成等については開示されていない。
【００１６】
特許文献３に開示されている複合エンドミルは、刃数が４枚からなる側面刃Ｔｓまたはコーナ刃Ｔｃは荒加工用の刃として多くの削り代を切削するために設け、略球面形状の砥石からなる仕上げ刃Ｔｔは高精度にインペラーの表面を仕上げるための仕上げ加工用の刃として設けたものであるが、エンドミルをこのような複合型の構成にすると、製造工程が複雑になるとともに、一つの複合エンドミルで荒加工から仕上げ加工までを５軸のＮＣ制御加工機により加工する場合、加工領域を複数の領域に分割して加工する等のＮＣ制御プルグラムが複雑になるという欠点が生じる。
【００１７】
特許文献４には、インペラーを切削加工するために多数の切刃を備えたテーパ形のラジアスエンドミルが記載されている。この特許文献４に記載されているラジアスエンドミルは、インペラーの湾曲した曲面を切削加工するために、冷却液を供給するクーラント穴の配置や向きを改善した技術であって、高速切削を行うために、ラジアスエンドミルの底刃、コーナＲ刃、外周刃及びこれら切刃のすくい面や逃げ面、さらにチップポケットの構成等については記載されていない。
【００１８】
特許文献５に開示されているラジアスエンドミルは、溝の切削を行ったときの底刃による切屑の排出性を改善するために、円弧刃（コーナＲ刃）のすくい面にこの切れ刃端から底刃の端部に至るまで円弧刃の切れ刃に沿って連続した凸面を形成したものであるが、コーナＲ刃を使用して切削加工したときの切屑の排出性を改善するためのエンドミルではない。また、特許文献５に開示されているラジアスエンドミルの切刃の刃数は４枚にしたことが記載されているが、例えば、切刃を６枚以上の多刃にして高速度の切削加工を行う場合に、切刃の構成を如何にするかについては開示されていない。
【００１９】
特許文献６に開示されているラジアスエンドミルは、コーナＲ刃による切屑の排出性を高めるための溝となるギャッシュの一側のギャッシュ面を、底刃とコーナＲ刃との両すくい面により構成したものであるが、特許文献５と同様に、切刃を６枚以上の多刃にして高速度の切削加工を行う場合に、ギャッシュの構成を如何にするかについては記載されていない。
【００２０】
特許文献７に開示されているエンドミルは、刃部の直径が６ｍｍ以上、外周切れ刃の刃数が８刃以上のソリッドエンドミルについて、チップポケットの面積を、軸直角断面に投影したときの面積Ｓを規定した発明であるが、インペラー等を高速度で切削加工したときの切屑の排出性を改善するためには、さらに、１刃当たりのチップポケットの体積（容積）も重要な課題になる。特許文献７には、このチップポケットの体積については何ら開示されていない。
【００２１】
本発明の目的は、Ｎｉ基超耐熱合金製などの薄肉の部材からなり、湾曲した曲面から構成されるインペラー等の表面を、３軸や５軸のＮＣ工作機械を用いて高速度、かつ高送り、例えば軸方向切込み量を１ｍｍ以上とするような仕上げの切削加工を行うことを可能とし、さらに、このような高速度、高送りの切削加工を行っても、発生する切屑を良好に排出することができる多刃のエンドミルを提供することにある。
【００２２】
なお、上記した「多刃」とは、工具本体の外周面に形成された外周刃、この外周刃の一端部に接続され、工具本体の端部外周部に形成されたコーナＲ刃、コーナＲ刃の他の端部に接続され、工具本体の端面部の工具軸方向に形成された底刃を１単位の切刃（１枚の刃数）とした場合に、この切刃の刃数（枚数）が６枚以上から構成されたエンドミルを示し、このエンドミルは、いわゆる、ラジアスエンドミルを示すものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るエンドミルは、外周刃と、前記外周刃に接続されたコーナＲ刃と、前記コーナＲ刃に接続された底刃とから構成される切刃の複数枚を備えた切刃部と、前記切刃部の外周面に沿って形成された刃溝を有するエンドミルであって、
前記外周刃は、工具軸の方向に下り傾斜をなすように形成されて該コーナＲ刃に接続されるとともに、前記下り傾斜の傾斜角度αは５°以上１０°以下の範囲とされ、
それぞれの前記切刃のすくい面は、前記底刃のすくい面と、前記底刃のすくい面に接続された前記コーナＲ刃のすくい面と、前記コーナＲ刃のすくい面に接続された前記外周刃のすくい面から構成されており、
かつ、隣り合う前記切刃の間に成形された空間部と前記刃溝の空間部とを加えた体積を１刃当たりのチップポケットの体積Ｖとしたときに、前記体積Ｖを８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲にしたことを特徴とするエンドミル。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンドミルに係り、前記底刃の逃げ面と該底刃に対して前記エンドミルの回転方向の後側に位置する底刃のすくい面との間に、前記工具軸近傍から前記刃溝方向に該刃溝と連通するように形成されたエンドギャッシュを備え、
前記エンドギャッシュの角度βは、１５°以上４５°以下の範囲としたことを特徴としている。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のエンドミルに係り、前記切刃部の先端部側から該切刃部を前記工具軸方向に見たときに、前記底刃と該底刃の逃げ面の前記回転方向の後側の稜線とがなす角度を角度ａ、前記底刃の逃げ面における回転方向の後側の稜線と該底刃に対し回転方向の後側に位置する底刃とがなす角度を角度ｂとしたとき、
前記角度ｂは、前記角度ａの１．５倍以上３倍以下の範囲となるように前記底刃が配置されていることを特徴としている。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンドミルに係り、前記外周刃と前記コーナＲ刃の繋ぎ部における軸直角断面のすくい角を３°以上１０°以下の範囲としたことを特徴としている。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンドミルに係り、前記底刃と、前記コーナＲ刃と、前記外周刃のそれぞれの接線と直交する方向の断面における逃げ角を、前記底刃、前記コーナＲ刃、外周刃ごとに一定としたことを特徴としている。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のエンドミルに係り、前記切刃部に形成されている前記切刃の刃長を、前記切刃部の先端部側に向けて該切刃部に形成された前記外周刃の形成開始点における刃径の３０％以上６０％以下の範囲としたことを特徴としている。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載のエンドミルに係り、前記コーナＲ刃の曲率半径を前記外周刃の形成開始点における刃径の１０％以上２０％以下の範囲としたことを特徴としている。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のエンドミルに係り、少なくとも前記切刃部の全表面、又は前記エンドミルの全表面にＡｌＣｒ系の硬質皮膜が被覆されていることを特徴としている。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載のエンドミルに係り、前記エンドミルは超硬合金からなり、前記切刃を６枚以上３０枚以下の範囲で有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のエンドミルは、切刃の刃数を６枚〜３０枚と多刃としたエンドミルとし、さらに、隣り合う切刃の間に成形された空間部と刃溝の空間部とを加えた体積を１刃当たりのチップポケットの体積Ｖとしたときに、この体積Ｖを８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定したことにより、湾曲した表面を有するインペラーを、高速度、かつ高送りによる仕上げの切削加工を実施しても、コーナＲ刃に欠損等の不具合が発生しない多刃エンドミルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るエンドミルについて、その一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示すエンドミルの切刃部について、その構成を説明するための拡大平面図である。
【図３】図２に示すエンドミルの切刃部を、エンドミルの工具軸方向から見たときの側面図である。
【図４】図２に示すエンドミルの切刃部に形成されている１枚の切刃となる底刃とコーナＲ刃及び外周刃について、その構成を説明するための平面図である。
【図５】外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面を示す断面図である。
【図６】底刃上における接線と直交する方向の断面を示す断面図である。
【図７】コーナＲ刃上の任意の点における接線と直交する方向の断面を示す断面図である。
【図８】外周刃上の任意の点における接線と直交する方向の断面を示す断面図である。
【図９】本発明に係るエンドミルについて、切刃を１０枚形成したエンドミルの切刃部を、工具軸方向から見たときの側面図である。
【図１０】本発明に係るエンドミルについて、切刃を１５枚形成したエンドミルの切刃部を、工具軸方向から見たときの側面図である。
【図１１】本発明のエンドミルにおいて、チップポケットの位置を説明するためのエンドミルの切刃部の斜視図である。
【図１２】実験例１による切削加工実験を実施した後の結果を示す写真であって、本発明例と比較例のエンドミルの切刃の状況を示す写真である。
【図１３】実験例２による切削加工実験を実施した後の結果を示す写真であって、本発明例と比較例のエンドミルの切刃の状況を示す写真である。
【図１４】刃数を６枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図１５】同じく、刃数を８枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図１６】同じく、刃数を１０枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図１７】同じく、刃数を１２枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図１８】同じく、刃数を１５枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図１９】同じく、刃数を２０枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図２０】同じく、刃数を２４枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図２１】同じく、刃数を３０枚としたエンドミルについて、実験例３による切削加工実験を行ったときに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと、エンドギャッシュの角度β、底刃の逃げ面の幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ｂとの関係を示す線図と、実験結果を示す図である。
【図２２】実験例３による実験結果を、エンドミルの刃数と１刃当たりのチップポケットの体積Ｖと対応付けして示した図である。
【図２３】従来のエンドミルについて、その切刃部に形成されている１枚の切刃となる底刃とコーナＲ刃及び外周刃について、その構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明のエンドミルは、湾曲した曲面から構成されるインペラー等の表面を３軸や５軸のＮＣ工作機械を用いて高速度の切削加工を可能とする多刃のエンドミルについて、さらに高送りの切削加工を行っても、切屑を良好に排出させるための切刃部の構成の改善、例えば、底刃、コーナＲ刃及び外周刃から構成される各切刃の構造の改善と、隣り合う切刃の間に形成されるギャッシュや刃溝の空間部から構成される１刃当たりのチップポケットの体積の大きさに着目してなされたものである。
【００３５】
以下、本発明に係るエンドミルの実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施形態を示すエンドミル１について、その構成を説明するための図である。図１はエンドミル１の平面図、図２は図１に示すエンドミル１の切刃部３についてその構成を説明するための部分拡大正面図、図３は図２に示す切刃部３を工具軸Ｏ方向から見たときの側面図である。
【００３６】
図１に示すように、本発明の実施形態を示すエンドミル１は、工具軸（回転中心軸）Ｏ方向に所定の長さを有する円柱状をなすシャンク部２と、シャンク部２の一方の端部（先端部側１ａ）に形成した切刃部３を備えている。切刃部３には、図２に示すように、外周刃４と、外周刃４の一方の端部であってシャンク部２の先端部側１ａの端部に接続され、略円弧もしくは凸曲線状（Ｒ形状）に形状されたコーナＲ刃５と、コーナＲ刃５の他方の端部に接続された底刃６とから構成される切刃を１単位（１枚）として、複数枚の切刃が形成されている。コーナＲ刃５は、切刃部３の先端部側１ａの周辺部にＲ形状をなす切刃として配置されている。また、底刃４は、コーナＲ刃５の他方の端部に接続されて、工具軸Ｏ近傍まで直線状に形成されている。従って、エンドミル１はラジアスエンドミルの一種とみなすことができる。なお、シャンク部２の先端部側１ａに対向する側の端部は工作機械に把持される部分になる。
【００３７】
続いて、切刃部３の構成を図２及び図３に基づいて詳細に説明する。外周刃４は、シャンク部２の先端部側１ａであって、シャンク部２の外周面上のＰ１点（図２参照）からシャンク部２の先端部側１ａ方向に、工具軸Ｏに対する角度α（図２参照）をなして下り傾斜するように形成されている。以下の説明において、この角度αを外周刃４の「傾斜角度α」と記載する。また、Ｐ１点は、外周刃４をエンドミル１（シャンク部２）の外周面から先端部側１ａ方向に形成した、形成の開始点（以下、「形成開始点」という）になる。以下の説明において、Ｐ１点のことを「外周刃の形成開始点」と記載する。
【００３８】
Ｐ１点から傾斜角度αで下り傾斜している外周刃４は、図２に示すように、その端部となるＰ２点においてコーナＲ刃５に接続されている。従って、Ｐ２点は、外周刃４とコーナＲ刃５とを繋ぐ繋ぎ点（繋ぎ部）となる。コーナＲ刃５は、エンドミル１の正面視において、繋ぎ部Ｐ２から先端部側１ａ方向に向かって所定の曲率半径（ｒ１）を有するＲ形状、又は凸状の曲線をなすように形成されている。
【００３９】
外周刃４の切刃となる稜線部は、図２に示すように直線状、もしくは凸形状をなすように形成され、傾斜角度αをなして傾斜して繋ぎ部Ｐ２においてコーナＲ刃５に接続されている。コーナＲ刃５に接続された底刃６は、先端部側１ａにおける外周部近傍から工具軸Ｏ方向に向かって、工具軸Ｏの近傍まで直線状に形成されている。なお、図２に示す４ａは外周刃４のすくい面、４ｂは外周刃４の逃げ面、５ａはコーナＲ刃５のすくい面、５ｂはコーナＲ刃５の逃げ面、６ａは底刃６のすくい面、７はエンドギャッシュ面、８は刃溝を示している。
【００４０】
本発明に係るエンドミル１は、上記したように、外周刃４と、外周刃４に接続されたコーナＲ刃５と、コーナＲ刃５に接続された底刃６とを一つの切刃とし、さらに、これら切刃ごとにすくい面４ａ、５ａ、６ａ及び逃げ面４ｂ、５ｂ、６ｂを備えている。そして、これら接続された外周刃４とコーナＲ刃５と底刃６を一つ（１枚）の切刃の単位として、少なくとも６枚、又は６枚以上３０枚以下の多刃からなる切刃を備えていることに特徴がある。
【００４１】
本発明のエンドミル１は、上記したように多刃の切刃から構成された切刃部３を備えており、３軸や５軸のＮＣ工作機械を用いて、インペラー等を主としてコーナＲ刃５を用いて高速度で、かつ高送りで仕上げの切削加工を行っても、コーナＲ刃５の耐摩耗性の向上とチッピング等の欠損発生の抑制、及び切屑が良好に排出されるように、切刃部３に種々の改善を施したことに特徴がある。
【００４２】
以下、この特徴ある構成について説明する。
この特徴の一つは、コーナＲ刃５にすくい面５ａを設けたことにある。従来、インペラーの切削加工に用いられるエンドミルにおいては、図２３に示すように、コーナＲ刃５にはすくい面を設けることなく、底刃６のすくい面６ａを外周刃４のすくい面４ａに接続した構成とされていた。このような構成ではインペラー等の切削加工において、主に用いられるコーナＲ刃の剛性が低くなり、本発明が目的としているような高能率での切削加工を行った場合に、コーナＲ刃の欠損が発生してしまう。
【００４３】
図３は、本発明に係るエンドミル１を、工具軸Ｏ方向からみたときの切刃部３の先端部側１ａの構成を示す図であって、エンドミル１に１２枚の切刃を設けた例を示している。  また、図３は、外周刃４の逃げ面４ｂ、コーナＲ刃５、コーナＲ刃５の逃げ面５ｂ、底刃６、底刃６の逃げ面６ｂ、エンドギャッシュ面７、及び刃溝８の配置を平面図で示している。なお、図３に示す符号「Ｒ」は、切削加工を行うときのエンドミル１の回転方向を示す。
【００４４】
図３に示す、１２枚の切刃を構成するそれぞれの外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６は、工具軸Ｏを中心にして等間隔に形成されている。さらに、回転方向Ｒに対して隣り合う底刃６の逃げ面６ｂとすくい面６ａとの間にはエンドギャッシュ面７が形成されている。なお、底刃６のすくい面６ａは、回転方向Ｒに対して所定の角度ほど後退した平面をなすように形成されているので、図３には図示していない。また、図３においては、エンドギャッシュ面７は工具軸Ｏの近傍から外周方向に向かってその幅が拡張する平面として示されているが、実際のエンドミル１においては、逃げ面６ｂの端部から隣り（回転方向Ｒと逆方向）の底刃６のすくい面６ａの下端部に向かって回転方向Ｒの逆方向に２０°〜３０°ほど傾斜した平面状に形成されている。
そして、このエンドギャッシュ面７と、底刃６のすくい面６ａとにより形成される略Ｖ字状の空間部は、切屑を排出するためのギャッシュを形成しており、このギャッシュは刃溝８に連通している。
【００４５】
以下の本発明の説明において、上記したエンドギャッシュ面７と底刃６のすくい面６ａとにより形成される略Ｖ字状の空間部、すなわち隣り合う切刃の間に成形されている空間部と溝部８の空間部とを加えた空間部のことを、「１刃当たりチップポケット」（ＣＰ）と記載する。このチップポケット（ＣＰ）は、例えば、図１１において斜線で示される略Ｖ字状の空間部分を示す。なお、図１１では１刃当たりチップポケットの箇所は斜線で示される１ケ所のみ示しているが、１刃当たりのチップポケットに相当する箇所は切刃の刃数ほど存在することになる。
そして、本発明においてその特徴の一つは、この１刃当たりのチップポケット（ＣＰ）の体積（Ｖ）を、８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定していることに特徴がある。
【００４６】
さらに、本発明のエンドミル１が備えている構成上の他の特徴について説明する。
本発明に係るエンドミル１において、外周刃４の傾斜角度α（図２参照）は、５°以上１０°以下の範囲に設定することが望ましい。傾斜角度αをこのような角度範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
【００４７】
外周刃４の傾斜角度αを５°未満に設定した場合には、湾曲した表面を有しているインペラーを、エンドミル１の工具軸Ｏを傾けながら３軸又は５軸のＮＣ工作機械で加工する際に、特にインペラー表面の凹部面を切削加工する際には、ＮＣ工作機械に把持されたエンドミル１の傾きを制御しながら加工を行うが、エンドミルの傾きによっては外周刃４とインペラーとの干渉が発生して、インペラーの表面部に外周刃４の食い込み（削りすぎ）が生じる可能性が生じる。
一方、傾斜角度αが１０°を超えると、エンドミル１の先端部側１ａにおける切刃部３の径が小さくなるので、コーナＲ刃５、底刃６等の切刃の長さが短くなる。これにより、これら切刃の刃先強度が低下し、さらに、前記した１刃当たりのチップポケット（ＣＰ）の体積が小さくなるので、高速度で高送りの切削加工を行った場合には、切屑詰まりが発生して、切刃のチッピングや切屑の噛み込みが発生する危険性が生じる。よって、外周刃４の傾斜角度αは、５°以上１０°以下の範囲に設定することが望ましい。
【００４８】
上記したように、外周刃４は、工具軸Ｏに対してエンドミル１の先端部側１ａ方向に向かって、下り傾斜する傾斜角度αを５°以上１０°以下の範囲に設定しているので、図２に示すように、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における刃径Ｌ２は、外周刃４の形成開始点Ｐ１における刃径Ｌ１より小さくなっている。
【００４９】
続いて、本発明のエンドミル１の特徴の一つであって、底刃６のすくい面６ａと、コーナＲ刃５のすくい面５ａと、外周刃４のすくい面４ａとの位置関係を、図４を参照して説明する。
図４は、図２に示す切刃部３に形成されている１枚の切刃を構成する外周刃４とコーナＲ刃５と底刃６について、その位置関係を説明するための平面図である。なお、他の切刃を構成する外周刃４とコーナＲ刃５及び底刃６の位置関係も、図４に示すようになる。
【００５０】
図４に示すように、底刃６には、その切刃稜線が回転方向Ｒに向かう面には、工具軸Ｏ近傍から外周刃４方向に向かって底刃６のすくい面６ａが形成されている。底刃６のすくい面６ａは平面状に形成されているとともに、前記したように、回転方向Ｒに対して所定の角度ほど後退した平面状をなすように形成しているので、前記したチップポケット（ＣＰ）の体積を大きくすることができる。
【００５１】
コーナＲ刃５の切刃稜線が回転方向Ｒに向く面には、緩やかな凸状の曲面をなすコーナＲ刃５のすくい面５ａが形成されている。凸状の曲面をなすコーナＲ刃５のすくい面５ａは、コーナＲ刃５の切刃稜線に向けて若干下り傾斜をなすように湾曲させて形成されている。また、底刃６のすくい面６ａの外周刃４側の端部の一部は、このコーナＲ刃５のすくい面５ａに接続している。このように凸状の曲面をなしているすくい面５ａを備えたコーナＲ刃５は、図２３に示すコーナＲ刃５にすくい面を設けていない従来のエンドミルと比較して、刃先強度が向上するのでコーナＲ刃５の摩耗やチッピング発生を抑制することができるようになる。
【００５２】
さらに、外周刃４の切刃稜線が回転方向Ｒに向く面には、外周刃４のすくい面４ａを形成している。このすくい面４ａは、緩やかな凸状の曲面をなすように形成することが望ましい。図４に示すように、外周刃４のすくい面４ａの底刃６側の端部は、コーナＲ刃５のすくい面５ａに接続しているとともに、工具軸Ｏ側の端部は底刃６のすくい面６ａに接続した構成にし、さらに、外周刃４のすくい面４ａは、外周刃４の形成開始部Ｐ１を超えてシャンク部２の外周部まで形成している。そして、シャンク部２の外周部まで形成した外周刃４のすくい面４ａは、刃溝８を形成する刃溝面に接続している。図４に示す符号「９」は、底刃６のすくい面６ａとエンドギャッシュ面７（図２参照）との境界線を示している。境界線９は、工具軸Ｏ近傍から外周方向に向かって所定の角度ほど下り傾斜するように形成されている。
【００５３】
前記したように、エンドギャッシュ面７と底刃６のすくい面６ａとの間に略Ｖ字状の空間部が形成され、この略Ｖ字状の空間部と刃溝８の空間部とは、切屑を円滑に排出するためのチップポケット（ＣＰ）を形成している。さらに、境界線９は、工具軸Ｏ近傍から外周方向に向かって所定の角度ほど下り傾斜するように底刃６のすくい面６ａを形成しているので、１刃当たりのチップポケット（ＣＰ）の体積（Ｖ）を大きくする効果を奏している。
【００５４】
本発明のエンドミルにおいては、上記したように、底刃６のすくい面６ａは平面状をなすように形成され、コーナＲ刃５のすくい面５ａ及び外周刃４のすくい面４ａは緩やかな凸状の曲面をなすように形成するとともに、平面視において、コーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａは、底刃６のすくい面６ａに対して低くなるように段差部１０を介してすくい面６ａと接続する構成とすることが重要である。
このような構成に対して、コーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａが、底刃６のすくい面６ａより高くなるように形成すると、コーナＲ刃５もしくは底刃６にて切削した切屑の流れは底刃６のすくい面６ａ側へ向かっていき、工具軸Ｏ近傍に切屑が集まり、切屑の噛み込み、切刃のチッピングを発生させてしまう。従って、上記したように、平面視においてコーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａは、底刃６のすくい面６ａより低くなるようにすくい面６ａの端部から段差部１０を介して設けることにより、切屑がチップポケット（ＣＰ）から刃溝８方向への排出の流れが極めてスムーズになるという効果を得ることができる。
【００５５】
なお、上記したように、底刃６のすくい面６ａとエンドギャッシュ面７とがなす略Ｖ字形状の空間部は、工具軸Ｏの近傍から切刃部３の外周方向に形成されたギャッシュ（エンドギャッシュ）を構成する。本発明に係るエンドミル１においては、このエンドギャッシュの角度β、すなわち、図４に示す切刃部３の先端部側１ａが工具軸Ｏと直交する直線と、上記した底刃６のすくい面６ａとエンドギャッシュ面７との境界線９とがなす角度β（エンドギャッシュの角度β）を、１５°以上４５°以下の範囲に設定することが望ましい。
【００５６】
本発明に係るエンドミル１の特徴の一つとして、上記したエンドギャッシュの角度βを１５°以上４５°以下の範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
従来からＮｉ基超耐熱合金の切削加工においては、一般に刃数が４枚以下のエンドミルが用いられていた。このため、切削加工中の切屑の排出性などは余り問題視されていなかった。しかし、エンドミルの刃数を６枚以上にして、送り速度を早くした場合、刃数の増加に伴って切屑を貯めるチップポケットの体積（容積）が小さくなるので、切屑詰りを起こすといった不具合が生じる。特に、インペラーの仕上げ加工においては、エンドミルの工具軸Ｏを傾けて切削加工を行うため、切削加工の箇所においては切屑が底刃６の工具軸Ｏ近傍に溜まることが考えられる。
【００５７】
このため、上記したインペラーの仕上げ切削加工において、エンドギャッシュの角度βを１５°未満に設定した場合には、チップポケットの体積が小さくなり、エンドミルの工具軸Ｏ近傍に流れた切屑が噛み込みを起こして、切刃のチッピングが発生する可能性が生じるため、エンドギャッシュの角度βは１５°以上に設定することが望ましい。
また、エンドギャッシュの角度βが４５°を超えた場合には、チップポケットの体積は十分に確保できるが、コーナＲ刃５の強度が不足する。そのため、高速加工した場合の切削抵抗に耐えきれずにコーナＲ刃５にチッピングが発生するために、エンドギャッシュの角度βは４５°以下に設定することが望ましい。よって、エンドギャッシュの角度βを１５°以上４５°以下の範囲に設定することが望ましい。
【００５８】
続いて、さらに本発明に係るエンドミル１が備えている他の特徴を、図３を参照して説明する。
図３に示すように、エンドミル１を切刃部３の先端部側１ａから工具軸Ｏ方向に見たときに、平面視で、底刃６と、この底刃６の回転方向Ｒの後側における逃げ面６ｂの稜線（エンドギャッシュ面７との境界線）とがなす角度を角度ａとし、底刃６の逃げ面６ｂにおける回転方向Ｒの後側の稜線とこの底刃に対し回転方向Ｒの後側であって次に（隣り）位置する底刃６とがなす角度を角度ｂとしたとき、角度ｂは角度ａの１．５倍以上３倍以下の範囲となるように、各底刃６とその逃げ面６ｂを形成して配置することが望ましい。
【００５９】
なお、上記した角度ａは、底刃６の工具軸Ｏからの逃げ面６ｂの平面視における幅の角度（以下、「底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度」と記載する場合がある）を示し、上記角度ｂは、前記したエンドギャッシュの工具軸Ｏからの開き角度（以下、「ギャッシュの開き角度ｂ」と記載する場合がある）を示すことになる。例えば、本発明に係るエンドミルにおいて、刃径が３０ｍｍ、切刃の枚数を１０とした場合、角度ａ、及び角度ｂは、それぞれ１２°、２４°程度に設定するようにする。
【００６０】
上記した角度ｂを、角度ａの１．５倍以上３倍以下に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
角度ｂを角度ａの１．５倍未満に設定した場合には、各切刃の刃先剛性を向上させることができるが、切込みや送り速度を上げた高能率加工を実施した際には、チップポケットが小さくなる、すなわち、底刃６の逃げ面６ｂの幅の角度ｂが小さくなるので、切屑の噛み込みを発生させる可能性が生じる。このため、角度ｂは角度ａの１．５倍以上であることが望ましい。
また、角度ｂが角度ａの３倍を超えた場合には、底刃６やコーナＲ刃５の刃先強度が不足して、特に、主切刃となるコーナＲ刃５にチッピングが発生する可能性が生じるため、角度ｂは角度ａの３倍以下に設定することが望ましい。よって、角度ｂを、角度ａの２倍以上５倍以下に設定することが望ましい。
【００６１】
続いて、さらに本発明のエンドミルが備えている他の特徴を、図５を参照して説明する。図５は、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面（図４に示すＣ−Ｃ線断面）を示している。なお、軸直角断面とは、工具軸Ｏに垂直な方向に切断したときの断面を示す。図５において、Ｐ２ｓは繋ぎ部Ｐ２におけるすくい角の角度、Ｐ２ｎは繋ぎ部Ｐ２における逃げ角の角度を示している。本発明のエンドミルにおいては、この繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓを３°以上１０°以下の範囲となるように設定することが望ましい。
【００６２】
繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓを３°以上１０°以下の範囲となるように設定することが望ましい理由は、次の通りである。
一般に、Ｎｉ基超耐熱合金を切削加工する場合には、前記したように溶着が大きな問題になるため、仕上げ加工において主切刃となるコーナＲ刃については、切れ味を重視した切刃の形状（刃形）を採用することが実施されている。繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓを３°未満にした場合には、切れ味不足により切刃の刃先に溶着が発生し、次のコーナＲ刃５で被削材を切削加工した際に噛み込みを起こすためチッピングが多く発生していた。また、Ｎｉ基超耐熱合金は加工硬化しやすく、繋ぎ部Ｐ２にて切削する際に被削材に高いせん断応力が作用するため、被削材はより加工硬化を起こし易くなってしまう。このため、切れ味不足であると切削抵抗が過大になりチッピングを起こすため、すくい角Ｐ２ｓを３°以上に設定することが望ましい。また、すくい角Ｐ２ｓが１０°を超えると、切れ味は十分であるが、刃先の強度が不足してチッピングが発生しやすくなるため、すくい角Ｐ２ｓは１０°以下に設定することが望ましい。よって、繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角Ｐ２ｓは、３°以上１０°以下の範囲に設定することが望ましい。
【００６３】
続いて、さらに本発明のエンドミルが備えている他の特徴について説明する。この特徴は、底刃６、コーナＲ刃５、及び外周刃４上の任意の点におけるそれぞれの接線と直交する方向の断面（刃直断面）における逃げ角を、底刃６、コーナＲ刃５、外周刃４ごとに一定となるように設定することが望ましいことである。上記した刃直断面とは、それぞれの切刃上の任意の点において、この任意の点を通る接線を引いたときに、その接線と垂直となる方向に切断したときの断面を示すものとして定義したものである。
【００６４】
図６は、底刃６上における接線と直交する方向の断面（図４に示すＡ−Ａ線断面）における底刃６の逃げ角６ｎを示しており、図７はコーナＲ刃５上の任意の点における接線と直交する方向の断面（図４に示すＢ−Ｂ線断面）におけるコーナ刃５の逃げ角５ｎとすくい角５ｓを示しており、さらに、図８は外周刃４上の任意の点における接線と直交する方向の断面（図４に示すＤ−Ｄ線断面）における外周刃４の逃げ角４ｎとすくい角４ｓを示している。本発明に係るエンドミル１においては、これら逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎの値をそれぞれ一定に設定している。例えば、逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎは、全て同一の６°に設定する。
【００６５】
上記した逃げ角に係る特徴、すなわち、外周刃４、コーナＲ刃５及び底刃６上の任意の点におけるそれぞれの接線と直交する方向の断面（刃直断面）における逃げ角を、全て一定となるように設定する理由は、次の通りである。
【００６６】
インペラーの仕上げ加工を３軸又は５軸のＮＣ工作機械で行う場合には、エンドミルの工具軸Ｏや被削材が同時に動くようにＮＣプログラムにより制御して加工効率の向上を図るために、コーナＲ刃５を主切刃として、底刃６や外周刃４も使用される。その際に、底刃６とコーナＲ刃５の繋ぎ部、また、コーナＲ刃５と外周刃４の逃げ角が変化していると、そこに段差が生じて、被削材の仕上げ面に悪影響を及ぼすことが考えられる。このため、外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６の刃直断面の逃げ角４ｎ、５ｎ、６ｎを、全て一定にしておくことが望ましいからである。
【００６７】
続いて、さらに本発明のエンドミルが備えている他の特徴について説明する。この特徴は、図２（図１）に示すエンドミル１の切刃部３の先端部側１ａから、回転軸Ｏ方向へ形成されている切刃の長さ、すなわち、切刃部３の先端部側１ａから外周刃４の形成開始点Ｐ１までの回転軸Ｏ方向に対する長さＬ３、すなわち、刃長Ｌ３を、外周刃４の形成開始点Ｐ１におけるエンドミル１の刃径Ｌ１の３０％以上６０％以下の範囲に設定することが望ましいことにある。
【００６８】
上記した特徴において、刃長Ｌ３を、外周刃４の形成開始点Ｐ１における刃径Ｌ１の３０％以上６０％以下に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
【００６９】
湾曲した表面を有するインペラーを３軸又は５軸のＮＣ加工機により仕上げ加工を行う場合には、エンドミル１の工具軸Ｏや被削材を同時に動かすＮＣ制御を行うため、外周刃４に被削材と干渉する部分が発生する危険性が生じる。また、インペラーの仕上げ加工においては、主にエンドミル１のコーナＲ刃５を使用する切削加工となるので、刃長Ｌ３が外周刃４の形成開始点Ｐ１における刃径Ｌ１の３０％未満であると、刃長Ｌ３の長さが短くなるので、切刃が形成されていないシャンク部２が被削材と干渉を起こす場合がある。このため、刃長Ｌ３は外周刃４の形成開始点Ｐ１における刃径Ｌ１の３０％以上に設定することが望ましい。
一方、刃長Ｌ３が外周刃４の形成開始点Ｐ１における刃径Ｌ１の６０％を超えると、シャンク部２と比較して、エンドギャッシュやこのエンドギャッシュと連通する刃溝８等を形成している切刃部３は空間部が大きくなるので、切刃部３の剛性が低くなり、高速の切削加工を行うとビビリが発生するという不具合が生じる。このため、刃長Ｌ３は外周刃４の形成開始点Ｐ１における刃径の６０％以下に設定することが望ましい。
【００７０】
続いて、さらに本発明のエンドミルが備えている他の特徴について説明する。この特徴は、コーナＲ刃５のＲ形状部の曲率半径ｒ１（図４参照）を、外周刃４の形成開始点Ｐ１におけるエンドミルの刃径Ｌ１の１０％以上２０％以下の範囲に設定することが望ましいことにある。コーナＲ刃５の曲率半径ｒ１の範囲を、このように設定することが望ましい理由は、次の通りである。
【００７１】
インペラーを３軸又は５軸のＮＣ工作機械により仕上げの切削加工を行う場合には、主にコーナＲ刃５を使用することになるが、さらに、高能率、すなわち、高速度で高送りの切削加工を行うためにはコーナＲ刃５の刃先強度が課題となる。コーナＲ刃の曲率半径ｒ１を大きくしたほうが、刃先強度が高く、さらに、高い切込みでの切削加工が可能となる。コーナＲ刃の曲率半径ｒ１が、外周刃４の形成開始点Ｐ１におけるエンドミルの刃径Ｌ１の１０％未満に設定すると、高い切込みでの加工を実施した際には、刃先強度が不足するためにコーナＲ刃５にチッピングを発生させてしまう。
【００７２】
一方、曲率半径ｒ１が外周刃４の形成開始点Ｐ１におけるエンドミルの刃径Ｌ１の２０％を超えた場合には、コーナＲ刃５のＲ形状が大きくなり過ぎる。このため、被削材を切削するときにコーナＲ刃５が被削材と接触する切刃の長さが大きくなって切削抵抗が増大して、切刃にチッピングを起こしてしまう。よって、コーナＲ刃５のＲ形状部の曲率半径ｒ１は、外周刃４の形成開始点Ｐ１におけるエンドミルの刃径Ｌ１の１０％以上２０％以下の範囲に設定することが望ましい。
【００７３】
本発明のエンドミルは、切刃を少なくとも６枚備え、この多刃のエンドミルにより３軸又は５軸のＮＣ工作機により、湾曲した表面を有するインペラーを高速度で、かつ高送りで切削加工するためのエンドミルである。また、この切刃の枚数の上限は、刃径Ｌ１が３０ｍｍとしたエンドミルでは、３０枚程度にすることが望ましい。
本発明のエンドミルにおいて、切刃の枚数を６枚以上３０枚以下の範囲に設定することが望ましい理由は、次の通りである。
【００７４】
エンドミルを用いて、インペラーに高能率加工を実施するためには送り速度を上げるか、切込み量を上げた高送り加工を行う必要がある。そこで、送り速度を上げるためには、１刃当りの送り量ｆｚ[mm/t]を上げるか、切削速度Ｖｃ[ｍ/ｍｉｎ]を上げる必要がある。しかし、インコネル７１８（「インコネル」はSpecial Metals Corporation社の登録商標）のようなＮｉ基の超耐熱合金の切削加工を行う場合、切削時に発生する温度上昇が問題となる。この切削温度は主軸の回転数（工具の切削速度）が速くなるほど高くなり、切削温度の上昇は工具表面のコーティング膜にダメージを与え、工具の寿命時間も短くなるため、それほど切削速度を上げることが出来ない (Ｖｃ=８０ｍ/分程度が限界)。
【００７５】
また、１刃送り量ｆｚを上げすぎると工具刃先に掛かる負担が大きくなるため、１刃送り量ｆｚをあまり大きくすることができない。よって、高能率加工を実現させるためには切刃の刃数を増やす必要が有り、少なくとも６枚以上の刃数を有するエンドミルを使用しないと、従来の２枚刃、あるいは４枚刃のエンドミルと比較して、高能率加工を実施することは難しい。また、刃数が３０枚を超えるような多刃のエンドミルを使用する場合には、チップポケットが小さくなり過ぎるため、切屑が工具軸Ｏ付近やエンドギャッシュ内に詰まり易くなり、この詰まった切屑を噛み込んで切刃にチッピングが発生してしまう。以上のことから、本発明のエンドミルにおいては、切刃の刃数は少なくとも６枚以上とし、その上限は３０枚以下にすることが望ましい。
【００７６】
図９は、本発明に係るエンドミルについて、切刃を１０枚設けた、いわゆる１０枚刃のエンドミル１１としたときに、工具軸Ｏ方向からみた切刃部３の構成を示す側面図、図１０は同じく１５枚刃のエンドミル１２としたときに、工具軸Ｏ方向からみた切刃部３の構成を示す側面図である。これらエンドミル１１、１２においても、各切刃は工具軸Ｏを中心にして配置されている。
【００７７】
続いて、本発明に係るエンドミル１の製造方法の概要について説明する。エンドミル１は、ＷＣ（炭化タングステン）を主成分とした超硬合金の粉末から、公知の粉末成形により製造されたソリッド型のエンドミルである。なお、粉末成形により成形されたエンドミル１の成形体は、焼結炉内に装入して所定の温度に加熱する焼結処理を行う。焼結処理が完了したエンドミル１の成形体は、その切刃部３に所定の数の切刃、すなわち、外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６と、それぞれの切刃のすくい面４ａ、５ａ、６ａ、逃げ面４ｂ、５ｂ、６ｂ、及びギャッシュ面７、刃溝８部を、ダイヤモンド砥石等を用いた研削加工装置により形成する。
【００７８】
研削加工装置により切刃部３に外周刃４、コーナＲ刃５、底刃６等の加工処理が完了したエンドミル１には、少なくとも切刃部３の全表面に、厚さ３μｍ程度の硬質皮膜（コーティング膜）を、例えば、ＰＶＤ法により被覆する。本発明に係るエンドミル１に施す硬質皮膜としては、ＡｌＣｒ系の皮膜が適している。この理由は次の通りである。
【００７９】
一般に、Ｎｉ基耐熱合金からなる被削材を切削加工するときには、切屑の切刃への溶着等が大きな問題になる。切削加工により発生した切屑が切刃等に溶着しないようにするためには、できるだけ摩擦係数の低いコーティング膜を切刃等に被覆する必要がある。また、Ｎｉ基耐熱合金を切削加工した場合には、通常の合金鋼より高い切削熱が発生するために、耐熱性に優れたコーティング膜を被覆する必要がある。さらに、インペラーの切削加工は断続切削であるため、衝撃に強いコーティング膜を被覆する必要がある。
【００８０】
エンドミル等の切削工具へ施すコーティング膜としては、従来からＴｉＡｌ系のコーティング膜が採用されているが、ＴｉＡｌ系のコーティング膜は耐熱性が低く、摩耗係数も高いため、安定性に乏しく、耐熱性は問題ないが摩擦係数が高いため切屑が溶着しやすいという問題点があった。一方、ＡｌＣｒ系のコーティング膜は耐熱性もあり、摩擦係数も低いため、安定した切削加工が可能になる。このため、本発明に係るエンドミル１には、少なくとも切刃部３の全表面にＡｌＣｒ系のコーティング膜、例えば、Ａｌ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎからなるコーティング膜を厚さ３μｍ程度被覆するとよい。
【００８１】
［実験例］
続いて、本発明に係る超硬合金製のエンドミルを試作して、被削材について切削加工を実施し、加工後のエンドミルの切刃の摩耗やチッピングの発生状況を確認する観察する切削加工実験を行った。以下、この切削加工の実験例１〜実験例３について説明する。
【００８２】
（実験例１）
前記したように、本発明に係るエンドミルの特徴の一つとして、コーナＲ刃５に凸状の曲面をなすすくい面５ａを設けたことにある。実験例１では、コーナＲ刃５にすくい面５ａを設けた本発明例（本発明例１）のエンドミルを試作して、Ｎｉ基耐熱合金であるインコネル７１８（「インコネル」はSpecial Metals Corporation社の登録商標）のブロック材（時効処理済）を傾斜角度が１０°になるように縦型３軸マシニングセンタに取り付けて、このブロック材の傾斜面（傾斜角１０°）について引上げ加工を行った。そして、切削加工距離の累計が４５ｍに達したときに、切刃の摩耗状況を目視で観察した。
【００８３】
なお、前記したように、本発明例１において、コーナＲ刃５のすくい面５ａ及び外周刃４のすくい面４ａは、緩やかな凸状の曲面をなすように形成し、さらに、平面視において、コーナＲ刃５のすくい面５ａと外周刃４のすくい面４ａは、底刃６のすくい面６ａに対して低くなるように段差部１０を介してすくい面６ａと接続した構成とした（図４参照）。また、本発明例のエンドミルと比較するために、図２３に示すようにコーナＲ刃５にすくい面を設けないで、外周刃４のすくい面６ａをコーナＲ刃５のすくい面とした超硬合金製のエンドミル（比較例１）を試作した。
【００８４】
実験例１を実施するために試作した本発明例１と比較例１のエンドミルの寸法は、工具軸Ｏ方向の全長を１２５ｍｍ、刃径（図２に示すＬ２）を１９ｍｍ、シャンク径（図２に示すＬ１）を２０ｍｍと同一にした。また、試作した本発明例１と比較例１のエンドミルの切刃部の全表面に、Ａｌ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎからなる厚さ３μｍのコーティング膜をＰＶＤにより被覆した。試作した本発明例１と比較例１に係るエンドミルの寸法とコーティング膜以外の仕様を表１に示す。なお、表１に示す溝長ｈとは、図４に示すように、切刃部３の先端部側１ａから刃溝８の端部までの長さ、すなわち、工具軸Ｏと平行する直線の長さを示し、各刃溝８についてこの溝長ｈは同一になる。
【００８５】
【表１】
2012157957.tif 000003
【００８６】
縦型３軸マシニングセンタを用いた被削材の切削加工において、設定した切削条件は、本発明例１及び比較例１に係るエンドミルともに、次の通りとした。
・切削速度（Ｖｃ）        ：８０ｍ／ｍｉｎ
・送り速度（Ｖｆ）        ：１８８０ｍｍ／ｍｉｎ
・軸方向切込み量（ａｐ）  ：１．０ｍｍ
・径方向切込み量（ａｅ）  ：１．８ｍｍ
・工具突き出し量          ：６０ｍｍ
・切削加工時の冷却方法    ：水溶性クーラント液を外部から供給
【００８７】
実験例１による切削加工実験の結果を図１２に示す。図１２は、本発明例１と比較例１のコーナＲ刃の逃げ面とすくい面（比較例１のすくい面は外周刃のすくい面になる）の摩耗状況を示す写真である。
図１２から明らかなように、コーナＲ刃にすくい面を設けた本発明例１においては、コーナＲ刃の逃げ面及びすくい面の平均摩耗幅（ＶＢ値）は０．０５６ｍｍであり、加工精度に影響を与える摩耗は認められなかった。一方、比較例１のエンドミルにおいては、図１２に示すようにコーナＲ刃の逃げ面にチッピングの発生が認められた。実験例１による結果から、エンドミルのコーナＲ刃にすくい面を形成すると、被削材の切れ味が向上し、かつ、チッピングの発生を抑制できることが確認できた。
【００８８】
（実験例２）
続いて、刃数と、底刃の逃げ面の幅の角度ａと、エンドギャッシュの開き角度ｂが異なる、すなわち、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖが異なる本発明例２と比較例２に係る超硬合金製のエンドミルを試作した。そして、試作したエンドミルを縦型３軸マシニングセンタに取り付けて切削加工を行い、切刃の摩耗状況とチッピングの発生状況を確認する切削加工実験を行った。この実験例２に用いた本発明例２と比較例２に係るエンドミルの仕様を表２に示す。なお、比較例２は前記した特許文献４に開示されている多刃エンドミルに類似した切刃構成を有しているエンドミルである。
【００８９】
表２に示すように、本発明例２のエンドミルについては、切刃の刃数は１２枚、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖは９０ｍｍ３になるように設定した。一方、比較例２については、特許文献４の図４に開示されている多刃エンドミルに類似した切刃構成としたため、切刃の刃数は１５枚と本発明例２より多く、また、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖは、本発明例２より少ない６０ｍｍ３であった。なお、このチップポケットの体積Ｖは、エンドミルごとに、主として上記した角度ａと角度ｂの値を変えることにより変化させることができる。チップポケットの体積Ｖの求め方については後述する。
【００９０】
【表２】
2012157957.tif 000004
【００９１】
実験例２に用いた被削材は、実験例１と同様に、Ｎｉ基超耐熱合金のブロック材（時効処理済）を傾斜角度が１０°になるように縦型３軸マシニングセンタに取り付けて、このブロック材の傾斜面（傾斜角１０°）の引上げ加工を行った。そして、本発明例２については切削加工距離の累計が５．５ｍに達したときに、比較例２については切削加工距離の累計が４ｍに達したときに、切刃の摩耗状況等を観察した。なお、縦型３軸マシニングセンタを用いた被削材の切削加工において、設定した切削条件は、本発明例２の送り速度は１６０８ｍｍ／ｍｉｎ、比較例２の送り速度を２０１０ｍｍ／ｍｉｎに設定した以外は、実験例１と同じ条件に設定した。
実験例２において、比較例２の送り速度を本発明例２よりも高く設定した理由は、比較例２のエンドミルの刃数は１５枚と本発明例２より多く設定したので、比較例２の送り速度を本発明例２よりも高く設定した切削加工を行ったときの切刃の摩耗状況を観察するためである。
【００９２】
実験例２に用いたエンドミルの寸法は、本発明例２と比較例２について、全長が１２５ｍｍ、刃径（図２に示すＬ２）が１９ｍｍ、シャンク径（図２に示すＬ１）が２０ｍｍと実験例１と同一にし、コーティング膜も前記した実験例１と同一にした。
【００９３】
実験例２による切削加工実験の結果を図１３に示す。図１３は、コーナＲ刃の逃げ面とすくい面の摩耗状況を示す写真である。
図１３から明らかなように、コーナＲ刃にすくい面を設け、さらに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖを１００ｍｍ３と従来例２より多く設定した本発明例２は、コーナＲ刃のすくい面は安定した摩耗状態を示していた。また、比較例２のエンドミルは、図１３に示すようにコーナＲ刃のすくい面と逃げ面には、切屑の噛み込みが原因と考えられる欠損の発生が認められた。
【００９４】
上記した実験例２の結果から、次のことが判明した。
従来品の多刃エンドミルに類似した構成とした比較例２は、刃数を１５枚と本発明例２より多く、さらに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖも本発明例２より大きく設定して、本発明例２により高い高速度の切削加工を行ったことが原因と推定される、切屑の噛み込みと考えられる欠損が発生した。比較例２において、このような欠損の発生は、下記の１）及び２）に記載した事項よるものと推測することができる。
【００９５】
１）通常、エンドミルの１刃の切削負荷が同等となるように、本発明例２と比較例２について、１刃当たりの軸方向切込み量（ａｐ）を同一とした場合に、刃数を増やすとさらに送り速度を上げて加工することが理論上は可能となる。しかし、実験例２においては、比較例２のエンドミルのエンドギャッシュの角度βを７°と、本発明例２より非常に小さい値に設定したためチップポケットの体積が小さくなった。このため、比較例２においては、加工の際に発生した切屑が溜まり易く、切屑が外周側へ排出される前に、切屑の噛み込みが発生して、コーナＲ刃にチッピング等の欠損が発生したものと推測される。
【００９６】
２）上記１）から、多刃のエンドミルにおいて、その刃数に応じて、底刃の逃げ面の幅の角度ａとエンドギャッシュの開き角度ｂ、及びエンドギャッシュの角度βの値を適切に設定して１刃当たりのチップポケットの体積Ｖを適切に設定したエンドミルすることにより、高速度及び高送りの切削加工を行っても、コーナＲ刃にチッピングや欠損が発生することを抑制して安定した切削加工が可能になると推測することができた。
【００９７】
（実験例３）
実験例２による切削加工の結果に基づいて、多刃エンドミルについてその刃数ごとに、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖを変化させたときに、切削加工に与える影響について確認する実験（実験例３）を行った。
【００９８】
実験例３を実施するために、工具軸Ｏ方向の全長が１２５ｍｍ、外周刃４とコーナＲ刃５との繋ぎ部Ｐ２における刃径Ｌ２を３０ｍｍとした超硬合金製であって、刃数を６枚、８枚、１０枚、１２枚、１５枚、２０枚、２４枚、３０枚を有する８種のエンドミルを試作した。この試作に当たっては、各刃数のエンドミルについて、１刃当りのチップポケットの体積Ｖ（ｍｍ３）が、それぞれ６０ｍｍ３、７０ｍｍ３、８０ｍｍ３、９０ｍｍ３、１００ｍｍ３、１１０ｍｍ３、１２０ｍｍ３、１３０ｍｍ３、１４０ｍｍ３の９種なるように設定するとともに、この９種の体積Ｖを決定するためのエンドミルの仕様（パラメータ）となるエンドギャッシュの角度β、底刃６の逃げ面６ａの幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ａ等を決定した。
【００９９】
上記した９種の体積Ｖを決定するためのエンドミルの仕様（パラメータ）となる、エンドギャッシュの角度β、底刃６の逃げ面６ａの幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ａ等は、３次元ＣＡＤソフトウエアを使用して求めた。このパラメータを求める方法は、次の手順を採用した。
【０１００】
１）まず、刃数ｎを有するエンドミルについて、一当たりのチップポケットの体積（Ｖ）を求める計算式（Ｖｐ）を作成した。そして、この体積（Ｖ）を求める計算式（Ｖｐ）をプログラム化して、３次元ＣＡＤシステムを利用して体積（Ｖ）を求めることができるようにした。
２）３次元ＣＡＤソフトウエアを使用して、刃数ｎと上記した９種の体積Ｖの何れかを入力すると、上記したパラメータである角度β、角度ａ、角度ｂが対話式で求めることができるようにした。そして、体積刃数ごとに対話方式で求めた数組のパラメータの組み合わせについて、製造時の製造可能性等を評価して上記した体積Ｖごとに、試作するための上記したパラメータの値を決定した。
【０１０１】
なお、エンドミルを試作するための仕様のうち、コーナＲ刃５の曲率半径ｒ１は２ｍｍ、溝長ｈ（図４参照）は８ｍｍと一定値に設定した。さらに、試作したエンドミルの切刃部の全表面にはＡｌ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎからなるコーティング膜を厚さ３μｍほど被覆した。
【０１０２】
このエンドミルの試作においてその刃数は、ＮＣ制御の研削加工装置により、刃数ごとにダイヤモンド砥石による研削加工を実施して刃数を決める加工と、刃溝８を形成する加工と、さらに、エンドギャッシュの角度β、底刃６の逃げ面６ａの幅の角度ａ、エンドギャッシュの開き角度ａを決める加工を行った。そして、刃数ごとに、体積Ｖを含むパラメータを変えた９種のエンドミルを製作した。
【０１０３】
なお、実験例３の実施に先立って、１刃当りのチップポケットの体積Ｖを下記の簡易計算式（Ｖｐ）を作成してプログラム化し、３次元ＣＡＤシステムを用いて体積Ｖを算出した。
【０１０４】
【数１】
2012157957.tif 000005
【０１０５】
上記した１刃当りのチップポケットの体積Ｖを算出する計算式（Ｖｐ）において、右辺の左側に示す［（Ｌ２３×π×ｔａｎβ×β×ｂ）／７２０×ｎ×（ａ＋ｂ）］は、底刃６のすくい面６ａ、エンドギャッシュ面７にて構成される空間部の体積を簡易的に求める計算式を示し、同じく右側に示す［（π×Ｌ２×ｒ１×ｈ）／３×ｎ×（ａ＋ｂ）］は、刃溝８の体積を簡易的に求める計算式を示している。
【０１０６】
この実施例３に切削加工実験を行ったときの切削条件は下記のようにした。
・切削速度        ：８０ｍ／ｍｉｎ
・軸方向切込み量  ：１．５ｍｍ
・径方向切込み量  ：２．７ｍｍ
・送り速度        ：１０１９ｍｍ／ｍｉｎ
なお、実施例３においては、被削材を５０ｍ切削加工したときに、エンドミルの各切刃について異常発生の有無について、目視で観察した。
【０１０７】
図１４〜図２１は、上記した刃数が６〜３０枚の８種のエンドミルについて、その刃数ごとに、９種の１刃当りのチップポケットの体積Ｖ（ｍｍ３）を横軸（Ｘ軸）に、角度（度）を縦軸（Ｙ軸）にして、試作したエンドミルのエンドギャッシュの角度β、底刃６の逃げ面６ａの幅の角度ａ、及びエンドギャッシュの開き角度ａの各値を、チップポケットの体積Ｖと対応付けしてグラフ表示したものである。また、図１４〜図２１の上方部には、この実験例３を実施した結果の状況となる、コーナＲ刃５への欠損発生の有無を表示している。
【０１０８】
さらに、図２２は、この実験例３を実施した結果を纏めて表示した図であって、コーナＲ刃５への欠損発生の有無を、刃数と１刃当りのチップポケットの体積Ｖとを関連付けして表示している。図２２において、「○」印はコーナＲ刃５に欠損が発生しなくて安定した切削加工を実施することができた場合、「×」印はコーナＲ刃５にチッピングあるいは欠損等の不具合が発生した場合を示している。
【０１０９】
実験例３による切削加工の実験結果から下記の事項１）〜４）が明らかになった。
１）図２３から明らかなように、刃数を６枚〜３０枚と多刃にしたエンドミルにおいて、１刃当りのチップポケットの体積Ｖを８０ｍｍ３、９０ｍｍ３、１００ｍｍ３、１１０ｍｍ３、１２０ｍｍ３に設定した場合には、コーナＲ刃には欠損等の不具合が発生することなく、安定した切削加工ができた。
【０１１０】
これに対して、刃数が６枚〜２０枚で、１刃当たりのチップポケットの体積Ｖを６０ｍｍ３、７０ｍｍ３と少なめに設定した場合には、コーナＲ刃に欠損等の不具合が発生した。この原因はチップポケットの体積Ｖが６０ｍｍ３、７０ｍｍ３と少なく設定したために、切屑詰まりが生じて欠損等が発生したためと推測される。
また、刃数が１０枚〜３０枚で、チップポケットの体積Ｖを１３０ｍｍ３、１４０ｍｍ３と大きく設定した場合にも、コーナＲ刃に欠損等の不具合が発生した。この原因はチップポケットの体積Ｖを１３０ｍｍ３、１４０ｍｍ３と大きく設定したために、コーナＲ刃の剛性（刃先強度）が低下したためにコーナＲ刃に欠損等の不具合が発生したと推測される。
【０１１１】
２）上記（１）に記載の実験例３の結果から、刃数を６枚〜３０枚有するエンドミルにおいては、チップポケットの体積Ｖは８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定することが望ましいと言える。
【０１１２】
３）図１４〜２１に示す実験結果等から、チップポケットの体積Ｖは８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定し、さらにエンドギャッシュの角度を１５°〜４５°程度の範囲に設定すると、コーナＲ刃に欠損等の不具合が発生しない。
【０１１３】
４）図１４〜２１に示す実験結果等から、チップポケットの体積Ｖは８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定し、エンドギャッシュの角度βを１５°〜４５°の範囲に設定し、さらに、（エンドギャッシュの開き角度ｂ）／（底刃の逃げ面の幅の角度ａ）、すなわち、角度ｂ／角度ａを１．５〜３の範囲に設定すると、コーナＲ刃に欠損等の不具合が発生しない。
【０１１４】
実験例３で試作して切削加工を行った多刃エンドミルの刃径（Ｌ２）は３０ｍｍとしたが、刃径Ｌ２が１８ｍｍ〜２８ｍｍであって上記した各種の仕様（パラメータ）を設定した多刃エンドミルについても、上記した実験例３と同等の実験結果が得られると推測することができる。
従って、湾曲した表面を有するインペラーを高速度で、かつ高送りで仕上げ加工を実施するために３軸又は５軸制御の工作機械に装着する多刃エンドミルについて、その刃数を６枚〜３０枚の範囲にし、刃径Ｌ２を１８ｍｍ〜２８ｍｍとした場合には、このエンドミルには１刃当たりのチップポケットの体積Ｖを、８０ｍｍ３以上１２０ｍｍ３以下の範囲に設定することが望ましいと言える。
さらに、エンドギャッシュの角度βは１５°〜４５°の範囲に設定し、（エンドギャッシュの開き角度ｂ）／（底刃の逃げ面の幅の角度ａ）は１．５〜３の範囲に設定することが望ましいと言える。
【符号の説明】
【０１１５】
１：エンドミル、１ａ：エンドミル（切刃部３）の先端部側
２：シャンク部
３：切刃部
４：外周刃、４ａ：外周刃のすくい面、４ｂ：外周刃の逃げ面、
４ｎ：外周刃の刃直断面における逃げ角、４ｓ：外周刃の刃直断面におけるすくい角
５：コーナＲ刃、５ａ：コーナＲ刃のすくい面、５ｂ：コーナＲ刃の逃げ面、
５ｎ：コーナＲ刃の刃直断面における逃げ角、
５ｓ：コーナＲ刃の刃直断面におけるすくい角
６：底刃、６ａ：底刃のすくい面、６ｂ：底刃の逃げ面、
６ｎ：底刃の刃直断面における逃げ角
７：エンドギャッシュ面
８：刃溝
９：底刃のすくい面とエンドギャッシュ面との境界線
１０：段差部
１１：エンドミル（切刃の刃数が１０枚）
１２：エンドミル（切刃の刃数が１５枚）
ａ：底刃の逃げ面の幅の角度
ｂ：エンドギャッシュの開き角度
ＣＰ：チップポケット
Ｌ１：外周刃の開始部におけるエンドミルの刃径
Ｌ２：外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部におけるエンドミルの刃径
Ｌ３：刃長さ
Ｏ：工具軸（回転軸心）
Ｐ１：外周刃の形成開始点
Ｐ２：外周刃とコーナＲ刃との繋ぎ部
Ｐ２ｎ：繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面の逃げ角
Ｐ２ｓ：繋ぎ部Ｐ２における軸直角断面のすくい角
Ｒ：エンドミルの回転方向
ｒ１：コーナＲ刃のＲ形状部の曲率半径
【図１】
2012157957.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012157957.tif 000010
【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】
2012157957.tif 000022
【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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【図２３】
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