(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝に沿って設けられた外周刃が軸心に対して一定の勾配角θ1 で傾斜させられているテーパ刃エンドミルにおいて、
溝底の勾配角θ2 が前記勾配角θ1 よりも大きいとともに、
工具先端位置における前記溝の深さ寸法ｄ1 は、該工具先端位置の外周刃の外径Ｄ1 に対して０．４〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、工具軸方向において前記外周刃の後端位置における前記溝の深さ寸法ｄ2 は、該後端位置の外周刃の外径Ｄ2 に対して０．４〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内で、且つ該深さ寸法ｄ2 は前記深さ寸法ｄ1 よりも小さい
ことを特徴とするテーパ刃エンドミル。
【請求項２】
前記深さ寸法ｄ1 は０．２〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、且つ前記深さ寸法ｄ2 は０．２〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載のテーパ刃エンドミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテーパ刃エンドミルに係り、特に、優れた加工精度および耐久性が得られるテーパ刃エンドミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溝に沿って設けられた外周刃が軸心に対して一定の勾配角（テーパ半角）θ1 で傾斜させられているテーパ刃エンドミルが、金型のリブ溝加工や側面加工など種々の加工に広く使用されている。そして、このようなテーパ刃エンドミルは、所定の切り屑排出性能を確保するために、一般に溝の深さ寸法が一定、すなわち溝底の勾配角θ2 が上記外周刃の勾配角θ1 と等しいか、或いはθ2 ＜θ1 で、シャンク側へ向かうに従って溝深さが深くなるようになっている。特開平３−２０２２１８号公報に記載されているテーパ刃エンドミルは、θ2 ＝θ1 の場合である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のテーパ刃エンドミルにおいては、必ずしも高い剛性が得られず、倒れやびびり振動などに起因して加工精度が低下したり工具が折損したりして、送り速度や切込み深さ等の切削条件が制約されるという問題があった。エンドミルは一般にシャンクが把持されて軸心まわりに回転駆動されるとともに、軸心と交差する方向へ移動させられることにより、片持ち状で切削加工を行うため、倒れやびびり振動を防止するために少しでも高い剛性が必要とされるのであり、把持部から加工部までの寸法が長い程上記問題が顕著になる。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、テーパ刃エンドミルの剛性を少しでも高くして加工精度や耐久性を向上させるとともに、高能率加工を行うことができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、溝に沿って設けられた外周刃が軸心に対して一定の勾配角θ1 で傾斜させられているテーパ刃エンドミルにおいて、(a) 溝底の勾配角θ2 が前記勾配角θ1 よりも大きいとともに、(b) 工具先端位置における前記溝の深さ寸法ｄ1 は、その工具先端位置の外周刃の外径Ｄ1 に対して０．４〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、工具軸方向において前記外周刃の後端位置における前記溝の深さ寸法ｄ2 は、その後端位置の外周刃の外径Ｄ2 に対して０．４〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内で、且つその深さ寸法ｄ2 は前記深さ寸法ｄ1 よりも小さいことを特徴とする。
なお、深さ寸法ｄ2 が深さ寸法ｄ1 よりも小さいことは、勾配角θ2 が勾配角θ1 よりも大きいことと同義であるが、念のために深さ寸法ｄ1 、ｄ2 を用いて異なる表現で表したものである。
第２発明は、第１発明のテーパ刃エンドミルにおいて、前記深さ寸法ｄ1 は０．２〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、且つ前記深さ寸法ｄ2 は０．２〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
このようなテーパ刃エンドミルによれば、溝底の勾配角θ2 が外周刃の勾配角θ1 よりも大きいため、工具先端からシャンク側へ向かうに従って溝の深さ寸法が小さくなり、その分だけ心厚（溝底径）が大きくなって剛性や強度が高くなる。これにより、優れた加工精度および耐久性が得られるようになるとともに、送り速度や切込み深さを大きくするなどして高能率加工を行うことが可能になる。
【０００８】
一方、このようにシャンク側へ向かうに従って溝の深さ寸法が小さくなると切り屑の排出性能が悪くなり、切り屑詰まりにより工具折損などで却って工具寿命が短くなる可能性があるが、工具先端位置における溝の深さ寸法ｄ1 が、その工具先端位置の外周刃の外径Ｄ1 に対して０．４〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、工具軸方向において外周刃の後端位置における溝の深さ寸法ｄ2 が、その後端位置の外周刃の外径Ｄ2 に対して０．４〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内であるため、切り屑詰まりを生じることなく切削加工を行うことが可能で、溝底の勾配角θ2 が外周刃の勾配角θ1 以下の従来のテーパ刃エンドミルに比較して工具寿命や加工精度が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、金型のリブ溝加工に使用されるテーパ刃エンドミルに好適に適用されるが、側面加工など他の切削加工を行うテーパ刃エンドミルにも同様に適用され得る。
【００１０】
前記溝は、軸心と平行な直溝（外周刃が直刃）であっても良いし、軸心まわりに捩じれたねじれ溝（外周刃がねじれ刃）であっても良いが、勾配角θ1 、θ2 は、それ等の外周刃や溝底が位置するテーパ面の軸心に対する傾斜角（テーパ半角）である。外周刃の刃数についても、２枚刃、４枚刃など種々の刃数のテーパ刃エンドミルに適用される。
【００１１】
外周刃の勾配角θ1 は、例えば１°〜３°程度のものが広く知られているが、金型のリブ溝の側面の傾斜角度など切削加工すべき目的形状に応じて適宜定められる。
【００１２】
深さ寸法ｄ1 の範囲０．４〜０．１５×（Ｄ1 ／２）は、０．４×（Ｄ1 ／２）以上で０．１５×（Ｄ1 ／２）以下の範囲を意味しており、深さ寸法ｄ2 の範囲０．４〜０．１×（Ｄ2 ／２）は、０．４×（Ｄ2 ／２）以上で０．１×（Ｄ2 ／２）以下の範囲を意味している。
【００１３】
また、汎用タイプのテーパ刃エンドミルの場合は、深さ寸法ｄ1 ＝０．４〜０．３×（Ｄ1 ／２）、例えば０．４×（Ｄ1 ／２）、深さ寸法ｄ2 ＝０．４〜０．３×（Ｄ2 ／２）の範囲で設定することが望ましく、高硬度材用のテーパ刃エンドミルの場合は、深さ寸法ｄ1 ＝０．２〜０．１５×（Ｄ1 ／２）、深さ寸法ｄ2 ＝０．２〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲で設定することが望ましい。
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１の(a) は、本発明が適用されたテーパ刃エンドミル１０の一部を切り欠いた正面図で、(b) は先端側からみた底面図である。かかるテーパ刃エンドミル１０は、金型にリブ溝を切削加工するためのもので、シャンク１２および刃部１４を軸方向に連続して一体に備えているとともに、刃部１４の外周部には軸心Ｏまわりに等間隔で４本のねじれ溝１６が形成され、そのねじれ溝１６に沿って軸心Ｏまわりに捩じれた４枚の外周刃１８が設けられている。また、工具先端には、外周刃１８に連続して４枚の底刃２０が設けられている。
【００１５】
上記刃部１４は、シャンク１２から工具先端側へ向かうに従って全体として小径になるテーパ形状を成しており、外周刃１８は軸心Ｏに対して勾配角θ1 で傾斜しているテーパ面上に設けられている。勾配角θ1 は、例えば１°〜３°程度の範囲内で設定される。また、ねじれ溝１６の溝底は、勾配角θ1 よりも大きい勾配角θ2 で軸心Ｏに対して傾斜しているテーパ面上に位置させられている。すなわち、ねじれ溝１６の深さ寸法ｄは、工具先端からシャンク１２側へ向かうに従って直線的に浅くなっているのであり、工具軸方向において外周刃１８の後端位置における深さ寸法ｄ2 は工具先端位置の深さ寸法ｄ1 よりも小さい。工具先端には、底刃２０を形成するギャッシュが設けられているため、深さ寸法ｄ1 はねじれ溝１６を工具先端まで延長した場合の寸法である。なお、図１(a) における刃部１４の下側半分は、ねじれ溝１６を軸心Ｏと平行に示したもの、言い換えればテーパ刃エンドミル１０を軸心Ｏまわりに回転させた時のねじれ溝１６の溝底の回転軌跡であるテーパ面を表している。
【００１６】
また、深さ寸法ｄ1 は、工具先端位置の外周刃１８の外径Ｄ1 に対して０．４〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、深さ寸法ｄ2 は、上記後端位置における外周刃１８の外径Ｄ2 に対して０．４〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内とされている。特に、テーパ刃エンドミル１０が汎用タイプの場合は、深さ寸法ｄ1 ＝０．４×（Ｄ1 ／２）程度、深さ寸法ｄ2 ＝０．４〜０．３×（Ｄ2 ／２）の範囲内で、高硬度材用の場合は、深さ寸法ｄ1 ＝０．２〜０．１５×（Ｄ1 ／２）、深さ寸法ｄ2 ＝０．２〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内とされる。
【００１７】
このようなテーパ刃エンドミル１０によれば、ねじれ溝１６の溝底の勾配角θ2 が外周刃１８の勾配角θ1 よりも大きいため、工具先端からシャンク１２側へ向かうに従ってねじれ溝１６の深さ寸法ｄが小さくなり、その分だけ心厚（溝底径）が大きくなって剛性や強度が高くなる。これにより、優れた加工精度および耐久性が得られるようになるとともに、送り速度や切込み深さを大きくするなどして高能率加工を行うことが可能になる。
【００１８】
一方、このようにシャンク１２側へ向かうに従ってねじれ溝１６の深さ寸法ｄが小さくなると切り屑の排出性能が悪くなり、切り屑詰まりにより工具折損などで却って工具寿命が短くなる可能性があるが、本実施例では工具先端位置におけるねじれ溝１６の深さ寸法ｄ1 が０．４〜０．１５×（Ｄ1 ／２）の範囲内で、外周刃１８の後端位置におけるねじれ溝１６の深さ寸法ｄ2 が０．４〜０．１×（Ｄ2 ／２）の範囲内であるため、切り屑詰まりを生じることなく切削加工を行うことが可能で、ねじれ溝１６の溝底の勾配角θ2 が外周刃１８の勾配角θ1 以下の従来のテーパ刃エンドミルに比較して工具寿命や加工精度が向上する。
【００１９】
因みに、４枚刃で先端径（Ｄ1 ）＝１ｍｍ、外周刃１８の勾配角θ1 ＝１°、刃長が１２ｍｍのねじれ刃で、工具先端における溝深さ寸法ｄ1 は等しいが溝底の勾配角θ2 が異なる標準品（θ2 ＝４５′）および本発明品（θ2 ＝１°１０′）のテーパ刃エンドミルを用いて、図２(a) に示すように深さ１０ｍｍのリブ溝２２の切削加工（直線切削）を以下の加工条件で行い、切削性能として折損までの切削長さを調べたところ、図２(b) に示すように、本発明品は標準品に比較して耐久性（寿命）が２倍以上であった。
《加工条件》
・回転速度  １５５００ｍｉｎ-1（４８．７ｍ／ｍｉｎ）
・送り速度  ４４５ｍｍ／ｍｉｎ
・切込み深さ  ａａ＝０．０２ｍｍ、深さ１０ｍｍ
・切削油剤  水溶性切削油
・使用機械  立型マシニングセンタ
・被削材質  ＳＫＤ６１（４０ＨＲＣ）
【００２０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるテーパ刃エンドミルを示す図で、(a) は一部を切り欠いた正面図、(b) は先端側から見た底面図である。
【図２】本発明品と従来の標準品とを用いて行った切削性能試験を説明する図で、(a) は切削加工したリブ溝形状を示す斜視図、(b) は試験結果を説明する図である。
【符号の説明】
１０：テーパ刃エンドミル    １６：ねじれ溝    １８：外周刃
【図１】
0003754270.tif 000002
【図２】
0003754270.tif 000003