NACHITECHNICALREPORT
Machining

17B1

Vol.

October/2008■ 新商品・適用事例紹介
使い勝手と汎用性を追求した超硬エンドミル「ＧＳＸ ＭＩＬＬ」
マシニング事業マテリアル
マシナリー
コーティング"GSX MILL"
General purpose Carbide End Mill
〈キーワード〉汎用超硬エンドミル・新ＧＳＸコート・ギャッシュランド付き・
低騒音・高信頼性・バリエーション

機械工具事業部／工具技術部／ラウンドツール開発室

五島 康
Yasushi Goshima

使い勝手と汎用性を追求した超硬エンドミル「ＧＳＸ ＭＩ
ＬＬ」

1.豊富なバリエーションで高精度・高能率加工

1947年生まれを中心とした団塊の世代が一斉に定年退職を迎え、企業活動に大きな支障をきたすことが危惧される、いわゆる2007年問題が注目されて要旨きた。これは、単に労働力の不足だけでなく、人材とともにノウハウが喪失してしまう危険がある。このような背景の中、機械加工現場では固有のノウハウに日本のものづくりは自動車、鉄鋼・電機・産業機頼ることなく安定した生産性、品質を確保するために、械など、世界トップレベルにある。これは｢品質レベル汎用性、信頼性の高い切削工具が望まれている。の高さ、安定性｣、｢新技術開発力｣によるところが大は、スーパー汎用超硬エンドミル｢GSX MILL｣（図1）

しかし、現在の日本のものづくり現場では、人きい。

・高い抗折力と耐熱衝撃性に優れた微粒系超硬材の不足、技術・技能の伝承が大きな問題となって

※1

合金の開発

おり、世代の移り変わりによりノウハウが失われてい・耐熱性、耐摩耗性、耐凝着性を大幅に向上し、く危機にある。

かつ、密着力に優れるAl−Cr−Ti系新GSXコー

NACHIと住友電工ハードメタルは、固有のノウハ
あらゆる加工で安定した性能を発ウに頼ることなく、トの開発・切りくず排出性と欠けない形状の開発揮する汎用超硬エンドミル｢GSX MILL｣を開発した。

により、一般部品加工から精密部品や精密金型な高い信頼性と豊富なシリーズラインナップで幅広いどの幅広い用途に対応が可能な究極の汎用性を用途にお使いいただける。

持つ超硬エンドミルである。また、豊富なバリエーショ

Abstract

ンを揃えて、加工に合わせた最適な刃長、刃数のエンドミルを選択することで、加工能率、加工精度の向上とコストダウンが可能である。

Japan's manufacturing technology leading
automobile industry and consumer electronics
is the best in the world. This is due to highlevel of stable quality and capability of newtechnological development. However, insufficient human resources and transfer of technologies and skills have become major problems
in the manufacturing areas presently in Japan,
risking a loss of the manufacturing know-how
due to the generational change.
NACHI and Sumitomo Hardmetal havejointly developed general purpose carbide end
mill, "GSX MILL" that can demonstrate stableperformance in all sort of machining with highreliability and abundant product line. GSXMILL is designed to be used in wide-ranging
areas without relying on human know-how.
図1

1

GSX MILLシリーズの外観写真

2. GSX MILLの特長
1）生材のウェット加工から高硬度材の高速ドライ加工まで対応

3）コーティング
耐熱性や耐摩耗性、切りくず離れに優れたAl−

高い抗折力と耐熱衝撃性に優れた微粒超硬合金Cr系複合多層コーティングを開発。1,100℃の耐熱の採用により生材のウェット加工での信頼性を向上。

性をもち、高硬度焼入れ材の高速ドライ加工にも対耐摩耗性、耐熱性を高めた新GSXコートの採用にコーティング表面の平滑性を改善し、応する。また、より幅広い被削材での長寿命化と信頼性を向上。

切削抵抗の低減と切りくず排出性を向上。とくに、一般炭素鋼や合金鋼などの加工で、大きな効果が被削材を選ばない得られる。

GSX MILL

300200

他社A4）超硬合金材料

広い加工領域

切削速度（m／min）

400

他社B

100

高い抗折力と耐熱衝撃性に優れた微粒系超硬合金を採用。今回開発したコーティングとの相性もウェット加工でもチッピングが発生し難く優れた良く、

50020

図2304050

被削材の硬さ（HRC）切削性能を発揮する。

555）豊富なシリーズラインナップ

被削材を選ばない 広い加工領域

2）工具形状GSX MILLは、4種類の刃長と3種類の刃数との4枚刃タイプには、剛性と切りくず排出性を両立さ組み合わせで9種類のバリエーション、136寸法をとせたウインドミル断面形状を採用。大きなすくい角でり揃え、加工形態にあわせた最適な選択が可能でポケット容積の拡大により、切れ味を高めるとともに、ある。
2枚刃−刃長1.5D／3D／4Dφ1〜φ20まで46アイテム

切りくず詰まりを防ぐ。

3枚刃−刃長1.5D／2Dφ1〜φ20まで30アイテム

さらに、底刃はギャッシュランド付きとし、刃先コーナー部の欠損強度と、底面の加工面粗さを大幅に向上。

4枚刃−刃長1.5D／3D／4Dφ1〜φ20まで46アイテム

高能率な粗加工から高精度な仕上加工まで対応する。

スロット−刃長1.5Dφ1〜φ20まで14アイテム

また、2枚刃タイプは刃長にあわせた最適心厚設表1にGSX MILLのシリーズ構成を示す。

計で、倒れの少ない高品位加工を可能にした。
表1

GSX MILLのシリーズ構成表
刃長

刃数

1.5D
φ1〜φ202D

3D
φ1〜φ20

20サイズ

13サイズ

4D
φ1〜φ2013サイズ

2枚刃
GSX2C-1.5D
φ1〜φ2015サイズ（2GS※）
φ1〜φ20GSX2C-3D

GSX2C-4D

15サイズ

3枚刃
GSX3C-1.5D
φ1〜φ20GSX3C-2D
φ1〜φ2020サイズ

13サイズ

φ1〜φ2013サイズ

4枚刃
GSX4C-1.5D
φ1〜φ2014サイズ（4GS※）

GSX4C-3D

GSX4C-4D※2GS、4GSの底刃はシャープコーナーです。

GSX MILLスロット（GSXSLT−1.5D）
NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.

17 B1

2

使い勝手と汎用性を追求した超硬エンドミル「ＧＳＸ ＭＩ
ＬＬ」

3. GSX MILLの性能
1）高い抗折力と耐熱衝撃性に優れた微粒系超硬合金

切削長150m加工後の摩耗量の比較事例である。

GSX MILLの材料には、高い抗折力と耐熱衝撃

他社品は熱衝撃により切れ刃に欠損を起こしてい性に優れた微粒系超硬合金を採用した。超硬合金

るのに対し、GSX MILL2枚刃1.5Dは逃げ面摩耗

は、高速切削や重切削などの発熱量が高い加工にチッピングもなく安定した量で約70μｍと軽微であり、

おいて、切削油剤を使用すると熱亀裂によりチッピ摩耗形態である。

ングを生じ易い。
しかし、部品加工の現場では加工面仕上げ精度や寸法変化抑制の観点から依然と2）切りくず離れに優れる新ＧＳＸコート

して切削油剤を使用した加工が多い。GSX MILL

GSX MILLのコーティングには、切りくず離れに優コバルト含有量とに使用した微粒系超硬合金は、れるナノストラクチャー平滑Al−Cr−Ti系新GSXコート

WC粒径の最適化で耐熱衝撃性を大幅に向上したを採用した。新GSXコートは、高硬度材の高速加工にドライ、ウェット、MQLなど使用環境超硬合金である。

抜群の性能を発揮するGSハードコートをベースに、生を選ばない幅広い加工領域で抜群の信頼性と長材の中低速加工時の耐凝着性向上に着目しチュー寿命を発揮する。

ニングを施した。酸化開始温度を従来のTiAlNコート※2

GSX MILL2枚刃1.5Dφ10によるSKD61（53HRC）の約1.3倍の1,200℃まで高め、且つ表面平滑性を向の高速ウェット加工事例を、図3に示す。切削速度上することで切削抵抗の低減と切りくず排出性を向314ｍ／min、送り速度1,400mm／min、切込み量上した。とくに一般炭素鋼や合金鋼などの加工で優ap10mm、ae0.2mmで水溶性切削油剤を使用してれた加工面が得られる。
新GSXコートの膜断面写真を、図4に、新GSXコート

350

摩耗量（μm）

300

コーナー

逃げ面の特性を、図5に示す。

境界

250
200

コーナー部の欠損が抑制

150
100
500

GSX MILL

GSX MILL2枚刃1.5Dφ10

他社品

他社品

図4

新GSXコートの膜断面写真

エンドミル：GSX MILL2枚刃1.5D φ10
切削速度：314m／m／min（10,000min-1）
送り速度 ：1,400mm／min（0.07mm／刃）
切込み量：ap10mm×ae0.2mm

膜硬度（GPa）

50

GSXコート40

TiN／AlN

30

TiCN

20

TiN

TiAlN

切削油剤：水溶性切削油剤
被削材 ：SKD61（53HRC）
切削長 ：150m

図33

GSX MILL2枚刃1.5Dφ10による高速ウェット加工事例

6008001,000

酸化開始温度（℃）

図5

新GSXコートの特性

1,2003）
ＧＳＸ ＭＩ
ＬＬの形状〈2枚刃シリーズの特長〉※3〈底刃ギャッシュランド付き〉

GSX MILL2枚刃は、刃長にあわせた最適心厚

GSX MILLの底刃にはコーナ強度に優れたギャッ設計により、倒れの少ない高品位な加工が可能で（図6）を採用した。コーナ部の欠損をシュランド付きある。

抑制し安定した加工を実現するとともに、底面の加〈3枚刃シリーズの特長〉

工面粗さの向上に寄与する。

GSX MILL3枚刃は、切削バランスに優れており、GSX MILL2枚刃1.5Dφ10による底面加工事例を、高切り込み側面切削から溝加工までビビリ振動の図7に示す。被削材S50Cを切削速度88m／min、少ない安定した加工が可能である。

送り速 度 5 6 0 m m ／ m i n 、切 込み 量 a p 0 . 5 m m 、ae5.0mmで水溶性切削油剤を使用して切削長15m加工後の底面加工精度を比較した事例である。
GSX MILL2枚刃1.5Dはギャッシュランド付きによりコーB

Aナ部の損傷が軽微で良好な加工面が得られている。
一方他社品はコーナ部に大きな欠損を起こし加工面粗度の悪化、うねりが顕著である。

図6

GSX MILL2枚刃1.5D
底刃

逃げ面
摩耗
写
真損傷は軽微A

B

ギャッシュランド

GSX MILLの形状（底刃ギャッシュランド付き）

他社品
逃げ面
大きな欠損

底刃

エンドミル：GSX MILL
2枚刃1.5D φ10
切削速度：88m／min（2,800min-1）
送り速度 ：560mm／min（0.1mm／刃）
切込み量：ap0.5mm×ae5.0mm
切削油剤：水溶性切削油剤
被削材 ：S50C（180HB）
切削長 ：15m

良好な加工面

切り込み方向うねり大Rz2.975μm

Rz7.896μm

加工面
写真加工面
チャ
ート

図7

NACHI TECHNICAL REPORTVol.

GSX MILL2枚刃1.5Dによる底面加工事例

17 B14使い勝手と汎用性を追求した超硬エンドミル「ＧＳＸ ＭＩ
ＬＬ」〈4枚刃シリーズの特長〉
GSX MILL4枚刃は、剛性と切りくず排出性を両従来より大きなすくい角立させたWindmill溝形状を採用した。
（図8）
有効ポケット容積を広げることで高能率溝加工においても良好な切りくず排出性を実現する。また、大きなすくい角で切れ味を向上し、低騒音で高精度仕上げ加工に対応する。
GSX MILL4枚刃1.5Dφ8による溝送り限界性能を、図9に示す。被削材S50Cを切削速度85m／min、切込み量H4mmで送り速度を徐々に上昇したときの加工可能限界を調査した。GSX MILL4枚刃1.5Dはドウェットの両条件で送り速度3,000mm／min以ライ、従来形状上の加工が可能であり、高い工具剛性と切りくず排

図8Windmill（風車）溝形状

GSX MILL4枚刃の断面形状出性を実現した。

送り速度1,600（mm／min）

1,800

2,000

2,200

2,400

2,600

2,800

3,000

3,200

3,400

3,600

ドライ○（エアーブロー）

○○○

○

○

○

○

○

○×

○

○

○

○

○

○

○

△

水溶性切削油剤○

エンドミル ：GSX MILL4枚刃1.5D φ8
突き出し量 ：20mm
切削速度 ：85m／min（3,400min-1）
切込み量 ：H4mm
被削材：S50C（180HB）

図95○加工可能

GSX MILL4枚刃1.5D φ8による溝送り限界△チッピング発生 ×折損

GSX MILLスロット1.5Dφ10によるドリリングから溝〈ＧＳＸ ＭＩ
ＬＬスロットの特長〉
GSX MILLスロットは独自の３枚刃切れ刃設計と、の連続加工事例を、図10に示す。被削材SS400をドリリング時の切りくず排出性を格段に向上した深ドリリング送り速度160mm／min、切削速度88m／min、いギャッシュポケットにより、無垢からの穴あけ、溝加溝送り速度540mm／min、切込み量H5mmで水工、ポケット掘り込み加工まで1本で可能な多機能溶性切削油剤を使用して280溝加工後の摩耗量をエンドミルである。ねじれ角と溝形状の最適化によ比較した事例である。GSX MILLスロット1.5Dの逃り切削抵抗の変動が小さく、小型マシニングセンター

げ面摩耗量は約50μmと軽微であるのに対し、他社

でもビビリの発生を抑え、高能率高品位加工が可品は切りくずの噛み込みにより逃げ面部、境界部に能である。

チッピングを起こしている。
250
コーナー

逃げ面

境界摩耗量（μm）

200

コーナー部の摩耗が1／2150100500

GSX MILLスロット1.5D

GSX MILLスロット1.5Dφ10

他社品

他社品
エンドミル
切削速度

：GSX MILLスロット1.5D φ10：88m／min（2,800min-1）

ドリリング送り速度：160mm／min（0.019mm／刃）
溝送り速度：540mm／min（0.064mm／刃）
切込み量
：H5mm

図10

NACHI TECHNICAL REPORT

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切削油剤

：水溶性切削油剤

被削材：SS400

切削長：30mm×280溝

GSX MILLスロット1.5Dφ10によるドリリング 溝連続加工事例

17 B164.汎用性の高い新超硬エンドミルシリーズ
新超硬エンドミル｢GSX MILL｣は、多様化する加部品加工に要求されるあらゆる加工形態をカバー工方法やワーク材質に対応するため、豊富な刃数・あらゆる被削材、するエンドミルシリーズである。また、刃長のラインアップでさまざまな部品加工カスタマー

切削条件でも安心して加工できるよう、材料・設計・のニーズへの対応を可能にした。

「GSX MILL」の表面処理に大いに工夫を入れた。

例えば、高い壁部の高精度加工には、4D刃長の加工形態対応を表2に、適用被削材を表3に示す。

4枚刃を、1D以下の浅い溝加工には1.5D刃長の3新超硬エンドミル｢GSX MILL｣の開発により、NA枚刃を、高能率の深溝加工には3D刃長の4枚刃を、CHIと住友電工ハードメタルの協同開発商品は、39など、底面仕上げ加工には、1.5D刃長の2枚刃を、品目となる。

表2
浅位置

GSX MILLの加工形態対応表側面加工
深位置 深彫り

溝加工
深位置 深彫り

浅位置

ポケット加工
掘り込み

底面加工

加工形態

○

GSX2C−1.5D
GSX2C−3D
GSX2C−4D
GSX3C−1.5D
GSX3C−2D
GSX4C−1.5D
GSX4C−3D
GSX4C−4DGSXSLT−1.5D◎○○○○◎◎◎◎◎◎◎

表3Ｓ45ＣＳ55Ｃ○◎◎◎○

構造用鋼 炭素鋼
ＳＳ◎◎

NAK◎◎

○○○○○○○◎

高硬度鋼

ステンレス鋼 耐熱合金
チタン合金

SUS30435〜45ＨＲＣ 45〜55ＨＲＣ 55〜60ＨＲＣ 60〜65ＨＲＣ SUS316◎◎

GSX MILLの適用被削材一覧

合金鋼 プレハードン 調質鋼
鋼
ダイス鋼
SCM
SCR

○○

◎

○

◎

○

鋳鉄
FC
FCD

アルミニウム 銅合金
合金
AI・ACADC

○

用語解説

関連記事

※1 微粒系超硬合金
炭化タングステン粒径が０．
８μｍ程度の超硬合金。

1）五島 康：高速高能率加工用エンドミル「ＧＳ ＭＩ
ＬＬハード」NACHI-BUSINESS news、Vol.4 B1、August（2004）※2 ナノストラクチャー
緻密で微細な結晶構造。

2）「機械と工具」：2008年9月号
発行：工業調査会※3 ギャッシュランド
コーナ部の欠損防止を目的に付けられた平面状のすくい面。

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.17 B1October / 2008〈発行〉 2008年10月20日
株式会社 不二越 開発本部 R&D企画部
富山市不二越本町1-1-1 〒930-8511
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Cu