NACHITECHNICALREPORTMachining

12B1Vol.

Feb/2007■ 新商品・適用事例紹介
Ｓｙｍｂｉｏ 世界標準超硬エンドミル「GS MILL」シリーズ

マシニング事業
コーティング「GS MILLスロット」「GS MILLヘビー」「GS MILLラジアス」
Global Standard Carbide End Mills "GS Mill Series"---Features and Cutting Performances of
GS Mill Slot, GS Mill Heavy and GS Mill Radius〈キーワード〉小型マシニングセンター・低切削抵抗・低振動
Cr-AI系新GSコーティング・リングニック

機械工具事業部／ラウンドツール技術部

釣谷 洋輔
Yousuke Tsuritani
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「GS MILLヘビー」「GS MILLラジアス」
世界標準超硬エンドミル「GS MILL」シリーズ「GS MILLスロット」

要旨

NACHIは、住友電工ハードメタルと協同開発した

1. 「GS MILL」シリーズのラインアップ

超硬エンドミル「GS MILL」の品揃えを拡充した。自グローバル化がすすむ日本の自動車産業は、すで動車や機械部品、金型などの加工を行なう小型マシに海外生産が国内生産を上回るようになってきた。

「GS MILL
ニングセンター向けに「GS MILLスロット」

コスト対応力・開発力・高品
国内自動車部品産業は、「GS MILLラジアス」の3シリーズを新たに投ヘビー」

質・短納期が同時に求められ、生産技術力向上による、入した。用途にあわせて、難易度の高い加工を高能ものづくり革新が続いている。

率に仕上げる。
これにより、GS MILLのラインアップは全9品目となり、カスタマーの多彩で高度な加工ニーズにも、応えることが可能である。

Abstract
NACHI has expanded carbide end mill productline of "GS Mill Series," again jointly developing with Sumitomo Electric Hardmetal Corp.
Three series of GS Mill Slot, GS Mill Heavy
and GS Mill Radius designed for small machining centers have been newly introduced in themarket for the machining of automobile mechanical parts and tooling. A highly-efficient, very
difficult machining is achieved with these end
mills for various uses.
With the addition, altogether nine products
make up GS Mill Series, providing support tocustomers that require the advanced manufacturing with variety.

このような状況の下、イニシャルコスト低減と省スペー※1ス・省エネの観点から、
BT30の小型マシニングセンターでの部品加工ラインの構築が増加している。
小型マシニングセンターは、イニシャルコストが低く、マシンが小さいためラインをコンパクトにまとめることが可能で、移動やライン変更も比較的容易に行なえ、素早い対応が可能であるが、剛性不足で高速高送り加また小型・軽工や大径工具での加工が困難であり、クランプ剛性量化がすすんでいる自動車部品では、が不足し、加工条件を下げざるを得ない問題がある。
このような問題にこたえるため、剛性の低いBT30の小型マシニングセンターやクランプ剛性の低い部品
でも、切削抵抗・振動が小さく、能率良く加工できるエンドミルシリーズとして、従来から好評を得ているGS
MILLシリーズに、つぎの3点を新たに開発し追加した。
①「GS MILLスロット」
切削抵抗が小さく高能率なドリリングができる、薄板または低炭素鋼の溝加工用エンドミル。
②「GS MILLヘビー」※2

フラットニック（形状）で切削抵抗を抑えながら、仕上げ面粗さRy10μmの中仕上げが可能なエンドミル。
③「GS MILLラジアス」
高能率な側面加工、金型や機械部品のコーナーRや輪郭加工に最適。

1

2.「GS MILLスロット」（開発の背景）1）GS MILLスロットの形状の特長

従来からドリリングと溝加工を両立したエンドミルと今回開発した「GS MILLスロット」は、ねじれ角と溝して、X'sミルジオスロットを用意している。この頃は、形状の最適化など、切削抵抗を抑制する工具設計

BT40以上の比較的剛性の高い機械での使用をター

により、悪条件下においてもバリ、びびりの発生を最トルクの大きゲットに開発したので、加工時のスラスト・小限に抑える。

さが問題になることはなかった。BT30のような低剛薄板の溝加工時の振動の原因となるスラスト方向性マシンでは、X'sミルジオスロットでの加工は、推力の切削抵抗を抑えるため、最適なねじれ角を採用した。

および切削トルクが大きいため、振動が発生し、十分溝形状はGS MILL4枚刃と相似の溝形状を採用し、な性能が発揮できない場合があった。

切りくずの排出性を向上している。

また、純鉄や低炭素鋼をはじめとした軟磁性材料
さらに、軽量化が増加するなど被削材が多様化し、（新GSコーティング）をねらいとした薄板化がすすむなど、機械加工の難ドリリング加工は、溝・側面加工に比べ、切れ刃と被これらの加工においては、マシン易度が年々高まり、削材との接触時間が長く、発熱しやすい。そのため、自体の剛性やワーク・クランプ剛性の低さ、被削材のGS MILLスロットでは、従来のGSコーティングに対し難削化に起因するバリ、びびりの発生が起こりやす高温硬さ、平滑性を更に向上させたAlCr系の新GSコーくなっている。

ティングを採用した。これにより、耐熱性が向上し、溝GS MILLスロットは、剛性の低いマシニングセンターや、薄板のようなワーク剛性・クランプ剛性の低い場さらに、バリの抑制合でも高能率加工が可能であり、を目的として開発された工具である。

ドリリング時の切りくず内での切りくずの滑りが良く、排出性能が飛躍的に向上した。
さらに切削抵抗の変動が小さいため、安定した加工を可能にする。

図1

NACHI TECHNICAL REPORT

Vol.

12 B1

GS MILLスロットの外観

2

Ｓｙｍｂｉｏ「GS MILLヘビー」「GS MILLラジアス」
世界標準超硬エンドミル「GS MILL」シリーズ「GS MILLスロット」

2）GS MILLスロットの切削性能
GS MILLスロットで炭素鋼S35Cの5mmの薄板を溝加工したときの、切削抵抗トルクおよび送り分力ス
ラストの比較を、図2に、バリ高さの比較を、図3に示す。

送り速 度：粗披削材：S35C
板 厚：5mm
下穴径：φ6mm

切削油剤：水溶性
加工機械：マシニングセンター（BT30）

252mm／min（0.07mm／tooth）
仕上げ 420mm／min（0.067mm／tooth）

トルクは、主軸モーターのトルクを測定したものです。

1000

1000

側面
仕上げ加工

溝加工

600

約650N・m

400
200

800
トルク
（N・m）

トルク
（N・m）

切削速度：粗23m／min
仕上げ 40m／min

B社標準品

GS MILLスロット

800

切削条件

0

約700N・m

600
400
200
0時間→時間→スラストは、Z軸モーターのトルクを測定したものです。
200スラスト
（N・m）

スラスト
（N・m）

200
1000小さい−100−200

バリ高さ（mm）

0−100

切削条件
他社品に対しバリ高さ1／3と良好！

使用工具： φ6板
厚：5mm
切削速度： 40m／min 切削油剤：水溶性
送り速度：420mm／min 加工機械：マシニングセンター（BT30）
披 削 材：S35C

0.080.040GS MILLスロット

他社品

図3

GS MILLスロットと他社品のバリ高さの比較

3）用途と寸法用

途 ：機械部品（軟鋼・低炭素鋼〜中硬度50ＨＲＣ）、金型等の高能率ポケット溝加工など

寸法範囲 ：φ3.0〜φ16.0まで8サイズを標準在庫
3時間→

GS MILLスロットと他社品の切削抵抗の比較

0.160.12

大きい−200時間→図2

100

3.「GS MILLヘビー」（開発の背景）また、ねじれ角は、エンミドルが主軸方向に引き込

ここ3年程の間に、金型や機械部品、自動車部品の加工ラインにおいて、省スペース、低コストの観点からBT30の小型マシニングセンターの設置が飛躍中・大型マシニングセンター的に増加してきた。従来、まれないように最適な角度を選定し、粗加工時にも使用できるようにした。

2）GS MILLヘビーの形状の特長

これらので行なっていた粗〜中仕上までの加工を、今回開発した「GS MILLヘビー」は、ハイスエンド小型機で行ないたいというニーズが高まっている。

ミルで定評のあるヘビーニック配列技術を応用し、従来は、BT40〜50の中・大型機が主流であり、粗〜小型マシニングセンターでの使用時も、びびりを発生

スローアウェイ工具かφ20前中仕上までの加工には、せずにＲｙ１０μｍ以下の優れた面粗さを実現するなど、後のソリッド工具が採用されていた。

高能率、高品位な中仕上げ加工を可能にした。

小型マシニングセンターは、中・大型機に比べ低剛性のため、従来工具では回転数や送り速度を下げざるを得ず、加工能率、加工品位が低下するとい（新GSコーティング）
コーティングは、潤滑性、耐酸化性に優れたＡｌＣｒ系の新ＧＳコーティングを採用し、最も負荷の高いニッう問題があった。

1）GS MILLヘビーの形状クのコーナー部分の損傷を抑え、長時間加工でも安定した加工品位が得られる。

従来のハイス製ヘビーエンドミルは、外周刃に台※3形状のフラットニックをねじ状に配列し形成している。
ねじ状に配列することで製作は簡便になるが、ニックの片側面にネガの部分ができてしまう。
超硬のエンドミルは、ハイスよりも高速で加工するため発熱が大きくなる。そのため、ハイス製ヘビーエンドミルと同様な設計をすると、ネガ刃に異常摩耗が発生しやすくなる。また、台形状の溝底の角に応力ピッチングを誘発しやすくなる。
集中が発生し、この問題を解決するため、GS MILLヘビーでは、※4ラフィングエンドミルと同じリングニックを採用した。従来ヘビーのニックとリングニックの比較を、図5に示す。

リングニック

図5

Vol.

12 B1

GS MILLヘビーの外観

従来ヘビーのニック軸心に対して直角についている。
（リング状になっている）

NACHI TECHNICAL REPORT

図4

軸心に対して少し角度がついている。
（ねじ状になっている）

従来ヘビーのニックとリングニックの比較
4Ｓｙｍｂｉｏ「GS MILLヘビー」「GS MILLラジアス」
世界標準超硬エンドミル「GS MILL」シリーズ「GS MILLスロット」

GS MILLヘビー
2000

BT30のマシニングセンターで、GS MILLヘビーと超硬スクエアのエンドミルで加工した時の切削抵抗を比較したものを、図6に示す。

切削抵抗（N）

3）GS MILLヘビーの切削性能

GS MILLヘビーは、切削抵抗の最大値が超硬ス

1600

800
40001000

クエアエンドミルのほぼ1／2であり、ニックによる切削抵抗の低減効果が大きい。また、切削抵抗の最2000もなく、切削音のみで静かに加工していた。
GS MILLヘビーと超硬ラフィングエンドミルで加工した加工面粗さの比較を、図7に示す。ラフィング

切削抵抗（N）

大値と最小値の振幅も小さく、振動も小さくなっている。GS MILLヘビーでは、マシニングセンターの振動

MAX＝903N

1200

1500

2000

超硬スクエアエンドミル4枚刃
MAX＝1859N1600
1200800
40001000

エンドミルでは外周切れ刃のニックのRが現れているが、GS MILLヘビーではニックの外周のフラット面

1500

2000

切削条件

が適時に配列されていることで、Rz（ 旧Ry）6μmとエンドミル径： φ20 4枚刃
切 削 速 度： 80m／min（1274min-1）
送 り 速 度：255mm／min（0.05mm／t）
切 り 込 み：aa＝20mm、ar＝2.0mm
披 削 材：S50C

良好な面粗さを得ることができた。

図6

GS MILLヘビーと超硬スクエアエンドミル4枚刃の切削抵抗の比較

切削条件

RaGS MILLヘビー

1.009μm
Rz 5.320μm
RzJIS 2.975μm

超硬ラフィングRa 5.743μm
Rz 33.63μm
RzJIS 18.62μm
図7

GS MILLヘビーと超硬ラフィングの加工面粗さの比較

4）用途と寸法用

途 ：機械部品（軟鋼・低炭素鋼〜中硬度50ＨＲＣ）、金型等の高能率中仕上げ加工など

寸法範囲 ：φ6.0〜φ20.0まで7サイズを標準在庫

5エンドミル径： φ20 4枚刃
切 削 速 度： 80m／min（1274min-1）
送 り 速 度：255mm／min（0.05mm／t）
切 り 込 み：aa＝20mm
ar＝0.5mm
披 削 材：S50C

4.「GS MILLラジアス」
1）開発の背景3）用途、売り上げ目標

コーナーＲが必要な金型や機械部品の分野では、高能率化と優れた転写性が要求され、とくに、金型の粗加工においては、加工能率の高さからラジアスエンドミルが採用される傾向にある。

用

途 ：金型、機械部品（生材〜高硬度60HRC）の高能率な側面加工、形彫り粗加工など

寸法範囲 ：φ3.0×Ｒ0.2〜φ16.0×R2.0まで29サイズ

2）特長
今回開発した「GS MILLラジアス」は、新しいコーティング膜の採用により、長時間の連続加工というシビアな条件下においても、エンドミルのコーナーR形状がくずれにくく、安定した加工を可能にした。
新コーティングの特長は、潤滑性、耐酸化性にすぐれたAlCr系のGSコーティングを採用し、エンドミルのコーナーR部からの切りくずを素早く排出させ、切削熱が工具の刃先や被加工物に蓄積しにくくした。
また、コーティング膜の耐熱性を1200℃まで高め、生材から焼き入れ鋼(55〜60HRC)まで、幅広い領域での使用を可能にした。

図8

GS MILLラジアスの外観

5. 世界標準超硬エンドミル「GS MILL」
シリーズで工程改善

NACHIの材料・コーティング技術と、設計・生産

世界標準超硬エンドミル「GS MILL」シリーズは、技術に加え、住友電工ハードメタルのつよみを融合

機械部品加工や金型の高能率加工を可能にし、高した「GS MILL」シリーズは、金型や機械部品の高いコストパフォーマンスを実現したエンドミルである。

能率加工を可能にし、高いコストパフォーマンスを実カスタマー
今回紹介した3商品のシリーズ追加により、現する。とくに、金型加工用に、世界標準のエンドミのさらなる工程改善とコスト改善に寄与できるものとルとして、国内外の市場で高い評価を得ている。

考えている。

「GS MILL」シリーズに追加、拡充する「ス今回、「ラジアス」
タイプにより、金型や機械
ロット」「ヘビー」部品などの加工ラインにおいて、粗加工から仕上げ加工まで、「GS MILL」シリーズでフルサポートが可能となった。

NACHI TECHNICAL REPORTVol.

12 B16表1

世界標準超硬エンドミル「GS MILL」シリーズ
用

途

汎用

精内容

寸法範囲

GS MILL 2枚刃

世界標準の超硬コーティングエンドミル

0.5〜12GS MILL 4枚刃

世界標準の超硬コーティングエンドミル

1〜12GS MILL ボール

世界標準の超硬コーティングエンドミル

R0.5〜R6

GS MILL ロングネックボール 豊富な品揃えで、金型のあらゆる微細加工に対応

0.3×0.5〜6×60

GS MILL ロングネック2枚刃

豊富な品揃えで、金型のあらゆる微細加工に対応

1×4〜10×80

GS MILL ロングネック4枚刃

豊富な品揃えで、金型のあらゆる微細加工に対応

R0.1×0.5〜R3×50

低剛性のマシン、低クランプ剛性のマシンでの穴あけから溝加工へ連続加工が可能

3〜16

GS MILL ラフィング

鋼からステンレス鋼まで高速・効能率粗加工が可能

6〜12GS MILL ヘビー

鋼からステンレス鋼まで高速・効能率中仕上げ加工が可能

6〜20

汎用GS MILL ラジアス

高能率な側面加工、金型や機械部品のコーナーRや輪郭加工に最適 3×R0.2〜16×R2

高硬度

GS MILL ハードラジアス

高硬度材の超高速加工を実現

6×R0.2〜20×R2

GS MILL ハード

高硬度材の超高速加工を実現

1〜20

高硬度材金型の高能率、精密仕上げ加工に最適

R0.2〜R6

密多機能
粗・中仕上ラジアス

商品名

高硬度

GS MILL スロット

GS MILL ハードボール

用語解説

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マシニングセンターの主軸の大きさを示し、よく使われるものとして、
BT30、
BT40、BT40、BT50がある。数字が大きいと主軸が大きく重切削が可能で剛性が高くなり、数字が小さいと主軸が小さく軽切削用で剛性が低くなる。

ｉｏ 金型から部品加工に対応した高速粗加工用
2）砂子田 敏之：Ｓｙｍｂ
超硬ラフィングエンドミル「GS MILLラフィング」
NACHI-BUSINESS news Vol.11 B2、October／2006※2 ニック形状
切りくずを分断するために外周刃にきり欠けを付ける。

※3 ねじ状のニック
ニックを付ける切り欠けを回転軸に対してねじ状に付けたもの。

※4 リングニック
ニックを付ける切り欠けを、回転軸に直角（リング状）に付けたもの。

切削工具のブランド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、「アクアドリル」、「X'sミルジオ」、「GS MILL」、「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

Vol.12 B1February / 2007〈発行〉 2007年2月10日
株式会社 不二越 開発本部 開発企画部
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