NACHITECHNICALREPORT
Machining

11B1

Vol.

October/2006■ 新商品・適用事例紹介
Ｓｙｍｂｉｏ 金型の仕上げ加工に対応したcＢＮ小径ボールエンドミル「cBNモールドフィニッシュマスター」
マシニング事業マテリアル
コーティング

The Most Suitable End Mill for Finishingof Hardened Mold "cBN Mold Finish Master"〈キーワード〉

高硬度金型材・高精度仕上げ加工・
cＢＮ・ボールエンドミル・耐欠損性

機械工具事業部／ラウンドツール技術部

高林 伸年
Nobutoshi Takabayashi
新ブランド Ｓｙｍｂｉｏ／シンビオ
人、環境と 共生 し、工作機械とコラボレーション。

Ｓｙｍｂｉｏ
金型の仕上げ加工に対応したcＢＮ小径ボールエンドミル「cBNモールドフィニッシュマスター」

要旨

1. 高硬度金型材の直彫り加工

高硬度金型材の工程短縮や高精度仕上げのニーズに対して、断続切削時の耐欠損性が重要であり、金型加工の中でも自動車産業などに使用されて新たなcBN材種を住友電工ハードメタルと協同開いる鍛造用などの高硬度な金型は、熱処理前での発し、次世代の金型加工を目指したcBNエンドミル

彫り込み加工→熱処理→仕上げ加工が従来の加である。

工方法であった。工程短縮や高精度化の目的で、※1

また、加工特性を考慮して刃先形状の最適化を熱処理済みの高硬度金型材料をエンドミルだけで行ない、従来超硬コーティングエンドミルの3倍以上直接彫り込む加工方法（直彫り加工）が一般的なの高能率と、4倍以上の長寿命を実現し、金型の磨加工方法として昨今普及してきている。

き工程を50％以上短縮可能となった。

※2

直彫り加工では従来以上に工具の長寿命化が要求される。そのため工具材料としてはcBNがベス

AbstractcBN Ball End Mill is a new, next-generationball end mill developed jointly with Sumitomo
Electric Hardmetal Corp., and it responds tothe need for process shortening of a die withhigh-degree hardness and high-precision finish-milling as chipping resistance, a crucial factor for continuous milling is much improved.
In addition, its capability is more than threefold and its life is more than fourfold of theconventional carbide mill. It achieved theshortening of die-polishing process by morethan 50% as the mill tip is designed to the optimal form for its special milling characteristics.

トではあるが、欠けやすいためにあまり普及せず、代わりに高硬度専用のボールエンドミルが広く使用されている。現状の超硬エンドミルの欠点は耐摩耗性であり、超硬の改良、コーティングの開発によりレベ
しかしながら、ユーザールは高くなってきてはいる。
「欠けない」cBNエンドミルがの要求はさらに厳しく切望されていた。
今回、cBN開発ではトップにある住友電工ハード
メタルと形状技術、測定技術に優れるNACHIの技術を融合し「欠けない高精度」なcBNボールエンドミ
ル「cBNモールドフィニッシュマスター」を開発した。

シンビオ
人、環境と 共生 し、工作機械とコラボレーション。

12. モールドフィニッシュマスターの紹介（欠けにくいcBN材種を開発）

2）高い抗折力を持つ高強度cBNを採用※3

自動車部品などで使用される鍛造型は熱処理にcBNモールドフィニッシュマスターの材料には、硬より高硬度となるため、従来の超硬コーティングエン度と抗折力を高め、断続加工に特化したcBN350を

ドミルでは製品加工の途中で工具交換を行なう場新たに採用した。エンドミル加工は、旋盤などの連続合がある。工具を途中交換すると加工面に段差が加工と異なり断続加工となる。そのため、断続時の残り、最終工程での磨き工程が長くなる。一方、放衝撃により欠損が発生しやすかった。cBN350はこ電加工を行なうと多大な加工時間となり短納期にの欠点を補うため断続加工を重視した結果、欠けには対応ができない。

くさの指標である抗折力は、従来の1.2倍に高めるこ

長寿命が期待できるcＢＮボールエンドミルは、硬く欠けやすく信頼性の面でほとんどユーザーで採用さとができた。cBNモールドフィニッシュマスターの材料
特性を図2に示す。

れていなかった。今回、ユーザーが最も嫌う欠けの問題を解決すべく、欠けにくいcBN材種と形状のcBNモールドフィニッシュマスター開発を行なった。さらに市場の加工機械に合わせてシャンク径を2種類採用し、市場のあらゆる機械に対応できるようにしている。

1）寸法範囲耐摩耗性

従来フライス用
旋盤用

R0.2×首下長さ1.2mm〜R1×首下長さ5.5mmまでシャンク径はφ4、φ6の2種類の合計10寸法を取り抗折力大図2揃えた。

cＢＮモールドフィニッシュマスターの材料特性

cBNモールドフィニッシュマスターの外観写真を図1に示す。

図1

cＢＮモールドフィニッシュマスターNACHI TECHNICAL REPORT

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金型の仕上げ加工に対応したcＢＮ小径ボールエンドミル「cBNモールドフィニッシュマスター」

3）刃先強度を上げるネガ切れ刃

従来のcBNボールエンドミルは、超硬エンドミルのcBNモールドフィニッシュマスターは、刃先の逃げ角、切れ刃設計と同様に「切削」を基本に設計されてきすくい角の見直しにより刃先強度の向上および切ている。
しかしながら、cBNの切削はネガ切れ刃によれ味の向上を両立させた。その結果耐チッピング性る研削に類似した切削であり、cBNの切削原理にに優れ、むしれ面の発生しない刃先形状となった。

基づいた切れ刃形状となっている。

ボールＲ精度は±5μｍとし製品1本ずつに実また、cBNの旋削・フライス工具などで培った技術を活測値を添付することにより、高精度な仕上げ加工がネガ切れ刃の形状、つくり込みを行なった概念
かし、可能となった。

図を図3に示す。

斬るッジでエなプシャー

超硬コーティングで削る
刃先のガネ↓

cBNモールドフィニッシュマスター

図33研削

cＢＮモールドフィニッシュマスターの切削機構

、加工
高速
好良げ面
仕上4）cBNモールドフィニッシュマスタ−の切削性能
cBNモールドフィニッシュマスターによるSKD11ドミルの約1／2である。加工面は他社cBNエンドミル（60HRC）の底面切削における刃先先端部の損傷はむしれの発生が見られるが、cBNモールドフィニッシュ

状態および加工精度比較を図4に示す。ボール半マスターは均一な送りマークであり、切れ刃の状態

径R1mm、首下長さ5.5mmのエンドミルで回転数が安定していることが分かる。

量aa0.05mm、pf0.05mmで切削長100mの底面切aa 0.05mm

20,000min−1、送り速度2,000mm／min、切り込みボール削を行なった時の、刃先損傷および加工面精度を比較した事例である。他社cBNエンドミルは刃先に大きな欠損が見られるが、cBNモールドフィニッシュマスターは正常摩耗である。摩耗量も他社cBNエン切削条件

pf 0.05mmcBNモールドフィニッシュマスター

被削材：SKD11（HRC60）
平面加工

他社cBNエンドミル

先端部に大きな欠損

エンドミル：R1.0
エアーブロー
切削長：100m-1

N20,000min , pf0.05mm/刃
aａ0.05mm, pf0.05mm

加工面性状
他社cBNエンドミル

刃先先端部摩耗量
逃げ面摩耗幅［mm］

cBNモールドフィニッシュマスター

美しい加工面

0.025
0.02

摩耗1／2

0.015
0.01
0.005

むしれの発生0cBNモールドフィニッシュマスター

他社cBN

cＢＮモールドフィニッシュマスターの優れた耐欠損性と耐摩耗性により、高精度加工が可能に！
図4

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cＢＮモールドフィニッシュマスター切削性能4

Ｓｙｍｂｉｏ
金型の仕上げ加工に対応したcＢＮ小径ボールエンドミル「cBNモールドフィニッシュマスター」

cBNモールドフィニッシュマスターと従来超硬コーティた時の比較事例である。従来超硬エンドミルでは先ングエンドミルとの性能比較を図5に示す。ボール半端部分が白くなり摩耗が大きくなっている。その結径R0.3mm、首下長さ1.5mmのエンドミルでSKD11

果加工面の送りピッチも不規則となっている。一方、（59HRC）
を回転数36,000min 、送り速度500mm

cBNモールドフィニッシュマスターは先端部分の摩耗／min、切り込み量aa0.03mm、pf0.02mmで切削がほとんど見られず、加工面の送りピッチも非常に長42.5m（切削時間1時間25分）の底面切削を行なっ均一になっている。

−1

SKD11（59HRC）

cBNモールド
フィニッシュマスター

60mm

超硬コーティング損
傷状態

40mm
cBNでの加工面■cＢＮで長寿命を実現！
■cＢＮで優れた加工面品位を達成！

加工面

ボールaa 0.03mm

R0.3エンドミル、披削材：SKD11（59HRC）、N＝36,000min-1、pf＝0.007mm／刃（F＝500m／min）、オイルミスト、1時間25分加工後
aa＝0.03mm、pf＝0.02mm、

pf 0.02mm
図55cＢＮモールドフィニッシュマスター切削性能

表1cBNモールドフィニッシュマスター寸法表
型

番

在○
○
●
●
●
●
●
●
●
●

庫

（単位：mm）
R

φD

0.2
0.2
0.3
0.3
0.5
0.5
0.75
0.75
1.0
1.0

0.4
0.4
0.6
0.6
1.0
1.0
1.5
1.5
2.0
2.0

0.3
0.3
0.4
0.4
0.6
0.6
0.9
0.9
1.4
1.4

1.2
1.2
1.5
1.5
2.5
2.5
4.0
4.0
5.5
5.5

L

φd50
5050
50
5050505050504646464646●：標準在庫材種 Grade：cBN350

aa

型番の呼び方pf3. 高硬度金型材の高精度仕上げ
昨今、高硬度金型材の高精度仕上げ加工の普及にともない、摩耗しにくく、チッピングしにくい高精さの実現により、後工程となる磨き作業工程を大幅に短縮した。

度長寿命エンドミルの要望に応えるため、強じん性

従来のGS MILLハードボールやモールドマイスターなcBN材種の開発、高強度・高精度な刃先形状をボールなどで培ったサブミクロンの測定技術を継承「cBNモールドフィニッシュマスター」を開発した。
有するすることにより高精度な刃先形状を保証している。ファ

今回開発したモールドフィニッシュマスターは、高ミリーブランド Symbio（シンビオ＝共生） に、切れ硬度金型材の直彫り加工において、超硬コーティン味がよく欠けないcBNボールエンドミル「cBNモールグ品の4倍以上の長寿命を実現し、さらに、高精度ドフィニッシュマスター」を加えた。

な仕上げ加工を可能にした。また、優れた加工面粗NACHI TECHNICAL REPORT

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用語解説

関連記事

※1 cＢＮ

1）関口 徹：精密金型仕上げ加工用「モールドマイスターボール」
NACHI-BUSINESS news Vol.2 B1、February／2004

cBN（cubic boron nitride）立方晶窒化ホウ素は、ダイヤモンドに次ぐ高硬度で、熱伝導に優れる。研削加工用砥粒や切削工具として用いられる。自然界には存在せず人工的に製造される。
学術的に、hBN（hexagonal boron nitride）六方晶窒化ホウ素と区別されている。

※2 直彫り加工
一般に金型は耐久性のため熱処理により50〜65ＨＲＣ程度まで硬さが上げられる。従来は熱処理後の加工負荷低減のため熱処理前に粗加工〜中仕上げ加工までを行なっていた。
しかし、前加工を行なうと製品完成までのリードタイムが長くなっていた。最近では製品のリードタイムを短縮するた
め熱処理前の粗加工〜中仕上げ加工を省略し熱処理後に直接仕上げ加工を行なう工程が増えつつある。このような熱処理後に直接仕上げ工を行なうことが直彫り加工である。

2）五島 康：金型加工をリードする「高精度エンドミル加工技術」
NACHI-BUSINESS news Vol.3 A2、May／2004
3）若林 俊嘉：高硬度難削材・焼結合金・鋳鉄加工用「c-BN焼結体工具の動向」
NACHI-BUSINESS news Vol.5 A2、November／2004
ｉｏ 高精度加工に対応したＧＳ ＭＩＬＬシリーズ
4）五島 康：Ｓｙｍｂ「ＧＳ ＭＩ
ＬＬロングネックボール＆ＧＳ ＭＩ
ＬＬハードボール」
NACHI-BUSINESS news Vol.9 B1、November／2005※3 鍛造型
金型の種類の一つであり丸材や角材を一次成型させるための金型。自動車部品の歯車（ミッションギヤ）やエンジン（クランクシャフト、コネクティングロッド）などが代表的な製品である。

切削工具の新ブランドSymbioシリーズ
NACHI独自の材料・コーティング・機械加工技術を活かした、高機能ラウンドツール群を Symbio（シンビオ：共生） と位置づけ、人と環境との 共生 をめざしている。そして、多様化するニーズと、進化する加工技術とのコラボレーションを実現する。
Symbioシリーズは、「AQUAドリル」、「X'sミルGEO」、「GSミル」、「DLCドリル・エンドミル」、「モールドマイスターボール」、「AGミル」という優位性の高い6つの商品群で構成する。
幅広い分野で最適な工具を提供して、高精度、高能率、高いコストパフォーマンスを実現する。

NACHI TECHNICAL REPORT

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October / 2006

〈発行〉 2006年10月20日
株式会社 不二越 開発本部 開発企画部
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