CN116765485A - 球头立铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明提供球头立铣刀，该球头立铣刀适于精加工，在使用工具前端部的模具的底面等与工具旋转轴垂直的平面的切削加工中，能够得到光泽性优异的加工面，能够省略研磨工序或者减少研磨加工工时。在工具主体(1)的外周形成有在前端开放且从工具前端侧朝向工具基端侧的多个切屑排出槽(2)，在该切屑排出槽(2)的前刀面(3)与所述工具主体(1)的前端后刀面(4)的交叉棱线部分别设置有球头刃(5)，在工具前端部设置有与所述工具主体(1)的工具旋转轴(a)垂直的平面(6)，该平面(6)与所述前刀面(3)的交叉棱线部构成为与所述球头刃(5)连接设置的中心侧切削刃(7)。

Description

球头立铣刀

技术领域

本发明涉及球头立铣刀。

背景技术

球头立铣刀在模具加工、部件加工的领域中被广泛使用，在工具前端具有旋转轨迹为半球状的圆弧状的球头刃，利用对前角、后角进行了适当设计的球头刃对复杂的形状的曲面或模具的起模斜度面(倾斜平面)等进行切削加工，从而能够得到良好的加工面。

然而，存在如下的问题：球头立铣刀的前端部分(圆弧状球头刃的顶部及其附近)与球头刃的外周侧部分相比切削性较差，在模具的底面等与工具旋转轴垂直的平面加工中难以得到良好的加工面。

因此，迄今为止，提出了如专利文献1所示那样的以在模具的底面等与工具旋转轴垂直的平面加工中也能得到具有光泽的良好的加工面为目的的精加工用球头立铣刀。

专利文献1：日本特开2000-233311号公报

在上述专利文献1的球头立铣刀中，将2刃的球头刃配置于上偏心的位置，并且将由2刃的球头刃的后刀面构成的横刃(chisel edge)的横刃角设定为155度以上，或者，将在球头刃上由切口形成的2刃的前刀面内缘的间隔与横刃长度的比设定为1/7～1/3，通过基于横刃的切削作用对模具的底面等与工具旋转轴垂直的平面进行切削加工。

然而，具有横刃的球头立铣刀本身一直以来一般被广泛使用，由于该横刃是球头刃的后刀面彼此以较大的钝角交叉的交叉棱线，因此其前角形成较大的负的前角，使加工面产生啃削，因此即使像上述专利文献1所公开的那样将配置有横刃的角度(横刃角)和长度调整为适当的值，也难以得到能够省去研磨工序(精加工处理)的程度的光泽性优异的加工面(平面)，因此，现状是必须在切削加工后进行研磨工序(精加工处理)。

发明内容

本发明是鉴于这样的现状而完成的，其目的在于提供适于精加工的球头立铣刀，该球头立铣刀在使用工具前端部的模具的底面等与工具旋转轴垂直的平面的切削加工中，能够得到光泽性优异的加工面，能够省略研磨工序或者减少研磨加工工时。

参照附图对本发明的主旨进行说明。

一种球头立铣刀，其在工具主体1的外周形成有在前端开放且从工具前端侧朝向工具基端侧的多个切屑排出槽2，在该切屑排出槽2的前刀面3与所述工具主体1的前端后刀面4的交叉棱线部分别设置有球头刃5，其特征在于，所述球头立铣刀在工具前端部设置有与所述工具主体1的工具旋转轴a垂直的平面6，该平面6与所述前刀面3的交叉棱线部构成为与所述球头刃5连接设置的中心侧切削刃7。

另外，根据技术方案1所述的球头立铣刀，其特征在于，所述平面6与相对于所述工具旋转轴a呈180度旋转对称地设置的一对所述球头刃5各自的所述前端后刀面4以及各自的所述前刀面3连接设置。

另外，根据技术方案1所述的球头立铣刀，其特征在于，所述中心侧切削刃7设置到所述工具旋转轴a附近。

另外，根据技术方案2所述的球头立铣刀，其特征在于，所述中心侧切削刃7设置到所述工具旋转轴a附近。

另外，根据技术方案1至4中的任意一项所述的球头立铣刀，其特征在于，所述平面6与所述前端后刀面4连接设置，并且，该平面6设置成如下的任意方式：在从工具前端观察时，在相对于穿过所述工具旋转轴a的所述中心侧切削刃7的垂线或者所述中心侧切削刃7的延长线8的垂线9将与所述中心侧切削刃7连接设置的所述球头刃5侧设为正侧且将其相反侧设为负侧的情况下，交点P2存在于所述负侧，或者存在于交点P1与所述交点P2的沿着所述中心侧切削刃7的方向上的间隔距离X为工具外径D的0％以上且10％以下的所述正侧，其中，所述交点P1是在从工具前端观察时中心侧切削刃7或者中心侧切削刃7的延长线8与穿过工具旋转轴a的所述中心侧切削刃7的垂线或者所述中心侧切削刃7的所述延长线8的垂线9的交点，所述交点P2是在从工具前端观察时由平面6和前端后刀面4形成的棱线10中的远离球头刃5的一侧的棱线10与具有该球头刃5和与该球头刃5连接设置的中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘的交点。

另外，根据技术方案1至4中的任意一项所述的球头立铣刀，其特征在于，在所述平面6中，在从工具前端观察时，将由所述平面6和相对于所述工具旋转轴a呈180度旋转对称地设置的一对所述球头刃5各自的所述前端后刀面4形成的两条棱线10的对置间隔设为该平面6的宽度W，将该宽度W设定成0.005mm≤W≤0.2D，其中，D为工具外径。

另外，根据技术方案5所述的球头立铣刀，其特征在于，在所述平面6中，在从工具前端观察时，将由所述平面6和相对于所述工具旋转轴a呈180度旋转对称地设置的一对所述球头刃5各自的所述前端后刀面4形成的两条棱线10的对置间隔设为该平面6的宽度W，将该宽度W设定成0.005mm≤W≤0.2D，其中，D为工具外径。

另外，根据技术方案6所述的球头立铣刀，其特征在于，在工具外径D＞φ1.5mm的情况下，将所述平面6的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.3mm，在工具外径D≤φ1.5mm的情况下，将所述平面6的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.2D。

另外，根据技术方案7所述的球头立铣刀，其特征在于，在工具外径D＞φ1.5mm的情况下，将所述平面6的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.3mm，在工具外径D≤φ1.5mm的情况下，将所述平面6的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.2D。

由于本发明如上述那样构成，因此成为适于精加工的球头立铣刀，该球头立铣刀在使用工具前端部的模具的底面等与工具旋转轴垂直的平面的切削加工中，能够得到光泽性优异的加工面，能够省略研磨工序或者减少研磨加工工时。

附图说明

图1是示出本实施例的主要部分的从工具前端观察的说明俯视图。

图2的(a)是示出本实施例的主要部分的说明左侧视图，图2的(b)是示出本实施例的主要部分的说明主视图。

图3是示出本实施例中的正侧、负侧、间隔距离X以及平面的宽度W的从工具前端观察的说明图。

图4是本实施例中的交点P2存在于正侧和负侧时的从工具前端观察的示意图。

图5是示出实验例3中的本实施例和现有产品各自的0°面的光泽性的评价结果的照片。

图6是示出实验例3中的本实施例和现有产品各自的加工时间为20分钟和60分钟的0°面的算术平均粗糙度Ra的测量结果的图表。

图7是示出实验例3中的本实施例和现有产品各自的加工时间为20分钟的0°面和45°面的算术平均粗糙度Ra的测量结果的图表。

图8是示出本实施例的另一例1的主要部分的从工具前端观察的说明俯视图。

图9的(a)是示出本实施例的另一例1的主要部分的说明左侧视图，图9的(b)是示出本实施例的另一例1的主要部分的说明主视图。

图10是示出本实施例的另一例2的主要部分的从工具前端观察的说明俯视图。

图11的(a)是示出本实施例的另一例2的主要部分的说明左侧视图，图11的(b)是示出本实施例的另一例2的主要部分的说明主视图。

标号说明

1：工具主体；2：切屑排出槽；3：前刀面；4：前端后刀面；5：球头刃；6：平面；7：中心侧切削刃；8：延长线；9：垂线；10：棱线；a：工具旋转轴；X：间隔距离。

具体实施方式

根据附图示出本发明的作用并简单地说明优选的本发明的实施方式。

在本发明中，由于在工具前端部设置有与工具主体1的工具旋转轴a垂直的平面6，因此不存在具有较大的负角的前角的横刃，能够尽可能地防止由于横刃的影响而产生啃削。

另外，在本发明中，由于该平面6与前刀面3的交叉棱线部构成为与球头刃5连接设置的中心侧切削刃7，因此该中心侧切削刃7成为与球头刃5同样的前角，发挥与球头刃5同样的较高的切削性，在与工具旋转轴a垂直的平面加工中，通过基于该中心侧切削刃7的较高的切削性和基于该平面6向切削面的滑动接触作用的抛光效果，能够抑制由中心侧切削刃7导致的切削加工时的切削痕的产生，能够得到与利用球头刃5进行切削加工的情况同等或其以上的光泽性优异的加工面。

【实施例】

根据附图对本发明的具体的实施例进行说明。

本实施例是一种球头立铣刀，该球头立铣刀在工具主体1的外周形成有在前端开放且从工具前端侧朝向工具基端侧的多个切屑排出槽2，在该切屑排出槽2的前刀面3与上述工具主体1的前端后刀面4的交叉棱线部分别设置有球头刃5，其中，在工具前端部设置有与上述工具主体1的工具旋转轴a垂直的平面6，该平面6与上述前刀面3的交叉棱线部构成为与上述球头刃5连接设置的中心侧切削刃7。

具体而言，本实施例是将本发明的球头立铣刀构成为如下的双刃球头立铣刀的情况：如图1和图2所示，设置有螺旋状的两条切屑排出槽2，在形成于该切屑排出槽2的前端部的两个前刀面3与工具主体1的前端后刀面4的交叉棱线部分别设置有球头刃5。

更具体而言，在本实施例中，在切屑排出槽2的前刀面3(朝向工具旋转方向前方侧的壁面)的前端部形成作为切屑排出槽2的一部分的切口11而设置朝向工具旋转方向前方侧的切口面12，将该切口面12作为工具前端部的前刀面3。另外，本实施例除了上述结构以外，例如也可以像图8和图9所示的另一例1那样构成为如下的所谓的直刃形状的球头立铣刀：设置直线状的切屑排出槽2而不设置切口11，即不设置切口面12而将切屑排出槽2的朝向工具旋转方向前方侧的壁面构成为工具前端部的前刀面3。

另外，本实施例构成为在从工具前端观察时，工具旋转轴a附近的中心侧切削刃7相对于工具旋转轴a配置于工具旋转方向前方侧的所谓的上偏心形状。

具体而言，本实施例构成为如下的上偏心形状：在从工具前端观察时，在前端开放的切屑排出槽2(切口11)以从工具外周侧围绕工具旋转轴a残留芯部的方式相对于工具旋转轴a向外侧分离地设置，在该切屑排出槽2(切口11)的前端的边缘的工具旋转轴a附近设置有中心侧切削刃7。另外，在从工具前端观察时，构成该上偏心形状的切屑排出槽2(切口11)既可以从工具外周侧越过工具旋转轴a而设置，也可以不越过工具旋转轴a而设置。

另外，本实施例不限于上述结构、即不限于图1～图4、图8、图9所示的上偏心形状的结构，例如，也可以像图10、图11所示的另一例2那样构成为在从工具前端观察时，工具旋转轴a附近的中心侧切削刃7相对于工具旋转轴a配置于工具旋转方向后方侧的所谓的下偏心形状。

以下，对本实施例的各部分结构进行详细叙述。

如图1和图2所示，本实施例的前端后刀面4由相对于工具旋转轴a以规定角度倾斜的第1后刀面4a、设置于第1后刀面4a的工具旋转方向后方侧且以与第1后刀面4a不同的角度倾斜的第2后刀面4b、以及设置于第2后刀面4b的工具旋转方向后方侧且以与第2后刀面4b不同的角度倾斜的第3后刀面4c构成。

另外，两片球头刃5(一对球头刃5)设置于各前端后刀面4的第1后刀面4a与朝向工具旋转方向前方侧的前刀面3(切口面12)的交叉棱线部，如图1所示，两片球头刃5设置成相对于工具旋转轴a呈180度旋转对称。另外，本实施例不限于上述的双刃球头立铣刀的结构，也可以除了上述两片(一对)球头刃5以外还设置球头刃而构成为具有三片以上的球头刃的多刃球头立铣刀。

另外，如上所述，平面6在工具前端部与工具旋转轴a垂直，在两个前端后刀面4之间设置成与它们连接设置的一个平面。另外，在图中，标注标号T的箭头表示工具旋转方向。

具体而言，平面6设置成与上述两片(一对)球头刃5各自的第1后刀面4a以及各自的前刀面3连接设置，此外，该平面6与各球头刃5各自的前刀面3的交叉棱线部与球头刃5连接设置，构成为与球头刃5同样的前角的中心侧切削刃7。

另外，在本实施例中，平面6形成为中心侧切削刃7设置到工具旋转轴a附近，由此，构成为在与工具旋转轴a垂直的平面加工中，能够得到啃削较少且光泽性优异的加工面。

具体而言，在本实施例中，如图3所示，平面6与前端后刀面4(第1后刀面4a)连接设置，并且，在从工具前端观察时，在相对于穿过工具旋转轴a的中心侧切削刃7的垂线或者中心侧切削刃7的延长线8的垂线9将与中心侧切削刃7连接设置的球头刃5侧设为正侧、将其相反侧设为负侧的情况下，该平面6设置成交点P2(在从工具前端观察时，由平面6和前端后刀面4形成的棱线10中的远离球头刃5的一侧的棱线10与具有该球头刃5和与该球头刃5连接设置的中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘的交点)存在于负侧、或者存在于交点P1(在从工具前端观察时，中心侧切削刃7或者中心侧切削刃7的延长线8与穿过工具旋转轴a的上述中心侧切削刃7的垂线9或者上述中心侧切削刃7的上述延长线8的垂线9的交点)与交点P2的沿着中心侧切削刃7的方向上的间隔距离X为工具外径D的0％以上且10％以下的正侧，由此，该平面6构成为中心侧切削刃7设置到工具旋转轴a附近。

这里，在本实施例中，如图3和图4所示，中心侧切削刃7在平面6与朝向工具旋转方向前方侧的前刀面3(切口面12)的交叉棱线部形成为直线状。该中心侧切削刃7可以其整个区域形成为直线状，也可以一部分形成为直线状，例如，也可以从中心侧切削刃7与连接设置的球头刃5的交点Q(由平面6和前端后刀面4(第1后刀面4a)形成的棱线10中的靠近上述球头刃5的棱线10与具有该球头刃5和与该球头刃5连接设置的上述中心侧切削刃7的上述切屑排出槽2的前端的边缘之间的交点)朝向工具内侧(与球头刃5相反的方向、即负侧)的一部分形成为直线状。后述的图4的(b)是像这样一部分成为直线状的方式的一例。在该情况下，只要捕捉直线状的部分，确定中心侧切削刃7的延长线8以及沿着中心侧切削刃7的方向，并确认间隔距离X即可。

另外，图4是在从中心侧切削刃7形成为直线状的本实施例的工具前端观察时交点P2存在于正侧的情况和存在于负侧的情况的示意图，图4的(a)、(b)是交点P2存在于正侧的情况的示意图，图4的(c)、(d)是交点P2存在于负侧的情况的示意图。

具体而言，图4的(a)和(b)是交点P2存在于具有中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘且存在于朝向工具旋转方向前方侧的壁面(前刀面3)的前端的正侧的边缘的例子，图4的(b)是中心侧切削刃7由从该中心侧切削刃7与连接设置的球头刃5的交点Q朝向工具内侧(与球头刃5相反的方向、即负侧)的直线状的部分以及与朝向工具旋转方向后方侧的壁面的边缘连接设置的曲线状的部分形成，交点P2存在于该曲线状的部分的例子。

另外，图4的(c)是交点P2存在于具有中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘且存在于与朝向工具旋转方向前方侧的壁面(前刀面3)相同的面的前端的负侧的边缘的例子，图4的(d)是交点P2存在于具有中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘且存在于朝向存在于负侧的工具旋转方向后方侧的壁面的前端的边缘的例子。

如上所述，本实施例中的间隔距离X是在交点P2存在于正侧时使用的发明要素(指标)之一，为了帮助理解后述的实验例1和实验例2的内容，在图4的(c)、(d)中，标注括号来记载相当于间隔距离X的部分。在该情况下，X取负值。

此外，中心侧切削刃7不限于直线状，也可以形成为曲线状。例如，如图3和图4的(a)所示，在交点P2存在于正侧的情况下，在这些图中，示出了形成为在交点Q和交点P2具有端点的直线状的中心侧切削刃7，但中心侧切削刃7也可以形成为向工具旋转方向前方侧或者工具旋转方向后方侧弯曲的曲线状，还可以形成为波浪线状。在该情况下，只要将连结交点Q和交点P2的假想直线视为中心侧切削刃7，确定中心侧切削刃7的延长线8以及沿着中心侧切削刃7的方向，并确认间隔距离X即可。

此外，在本实施例的平面6中，如图3所示，在从工具前端观察时，将由平面6以及相对于工具旋转轴a呈180度旋转对称地设置的一对球头刃5各自的前端后刀面4(第1后刀面4a)形成的两条棱线10的对置间隔设为该平面6的宽度W，本实施例的平面6形成为其宽度W为0.005mm≤W≤0.2D(D为工具外径)。

具体而言，作为更优选的规格，如后所述，在工具外径D大于φ1.5mm的情况下，本实施例的平面6的宽度W形成为0.01mm≤W≤0.3mm，在工具外径D为φ1.5mm以下的情况下，本实施例的平面6的宽度W形成为0.01mm≤W≤0.2D。

以下对如以上那样构成的本实施例的作用效果进行说明。

在本实施例中，在工具前端部设置有与工具主体1的工具旋转轴a垂直的平面6，该平面6与前刀面3的交叉棱线部构成为与球头刃5连接设置的中心侧切削刃7，因此中心侧切削刃7成为与球头刃5同样的前角，与球头刃5同样地发挥较高的切削性，通过基于该中心侧切削刃7的良好的切削作用以及基于平面6向由中心侧切削刃7切削后的切削面的滑动接触作用的抛光效果，能够抑制基于中心侧切削刃7的切削加工时的切削痕的产生，即使在与工具旋转轴a垂直的平面加工中也能够得到光泽性优异的加工面。

另外，在本实施例中，平面6与前端后刀面4(第1后刀面4a)连接设置，并且，在从工具前端观察时，在相对于穿过工具旋转轴a的中心侧切削刃7的垂线9或者中心侧切削刃7的延长线8的垂线9将与中心侧切削刃7连接设置的球头刃5侧设为正侧、将其相反侧设为负侧的情况下，该平面6设置成交点P2(在从工具前端观察时，由平面6和前端后刀面4形成的棱线10中的远离球头刃5的一侧的棱线10与具有该球头刃5和与该球头刃5连接设置的中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘之间的交点)存在于负侧、或者存在于交点P1(在从工具前端观察时，中心侧切削刃7或者中心侧切削刃7的延长线8与穿过工具旋转轴a的上述中心侧切削刃7的垂线9或者上述中心侧切削刃7的所述延长线8的垂线9的交点)与交点P2的沿着中心侧切削刃7的方向上的间隔距离X为工具外径D的0％以上且10％以下的正侧，因此，中心侧切削刃7设置到工具旋转轴a附近，由此，能够在与工具旋转轴a垂直的平面加工中得到啃削较少的加工面。

另外，在本实施例中，平面6的宽度W形成为0.005mm≤W≤0.2D。此外，作为更优选的规格，在工具外径D大于φ1.5mm的情况下，宽度W形成为0.01mm≤W≤0.3mm，在工具外径D为φ1.5mm以下的情况下，宽度W形成为0.01mm≤W≤0.2D，因此能够抑制由于切削阻力的增加而引起的啃削的产生、切屑的熔接，并且能够抑制平面6的磨损的发展，能够得到与利用球头刃5进行精加工后的情况同等或其以上的光泽性优异的加工面。

这样，本实施例成为适于精加工的球头立铣刀，该球头立铣刀在使用工具前端部的模具的底面等与工具旋转轴a垂直的平面的切削加工中，能够得到光泽性优异的加工面，能够省略研磨工序或者减少研磨加工工时。

接着，对证明本实施例的效果的实验例进行说明。

＜实验例1＞

实验例1是用于根据通过设置平面6而形成的中心侧切削刃7的位置来确认平面6的适当的形成范围的例子，如图3所示，在从工具前端观察时，通过变更交点P1与交点P2的沿着中心侧切削刃7的方向上的间隔距离X，制作变更了中心侧切削刃7的位置的样品，使用各样品来评价在下述加工条件下对被切削件进行切削加工时的加工面的光泽性，其中，交点P1是中心侧切削刃7或者中心侧切削刃7的延长线8与穿过工具旋转轴a的中心侧切削刃7的垂线9或者中心侧切削刃7的延长线8的垂线9的交点，交点P2是由平面6和前端后刀面4(第1后刀面4a)形成的棱线10中的远离球头刃5的一侧的棱线10与具有该球头刃5和与该球头刃5连接设置的中心侧切削刃7的切屑排出槽2的前端的边缘的交点。

具体而言，在将工具规格设为工具外径D：φ6mm、柄径：φ6mm、有效长度：30mm的情况和工具外径D：φ3mm、柄径：φ6mm、有效长度：12mm的情况下，分别将加工时间设为20分钟和60分钟，通过外观目视来评价利用工具前端部对与工具旋转轴a垂直的平面进行加工时的加工面的光泽性。另外，关于实验例1中的工具规格，在将工具外径D设为φ6mm的情况下，将平面6的宽度W(在图3中由平面6和一对球头刃5各自的前端后刀面4(第1后刀面4a)形成的两条棱线10的对置间隔)设为0.02mm，在将工具外径D设为φ3mm的情况下，将平面6的宽度W设为0.01mm。其中，在工具的制作上，在间隔距离X相对于工具外径D的直径比率X/D(以下，简称为“直径比率X/D”。)＝0、即间隔距离X＝0.00时，在将工具外径D设为φ6mm的情况下，W＝0.1mm，在将工具外径D设为φ3mm的情况下，W＝0.05mm，另外，在直径比率X/D＝-0.01时，在将工具外径D设为φ6mm的情况下，W＝0.2mm，在将工具外径D设为φ3mm的情况下，W＝0.1mm。

[将工具外径D设为φ6mm时的加工条件]

被切削件：预硬化钢(30HRC)

转速：13，000min^-1

进给速度：1，500mm/min

轴向的切入量：0.05mm

径向的切入量：0.1mm

冷却剂：水溶性切削液

[将工具外径D设为φ3mm时的加工条件]

被切削件：预硬化钢(30HRC)

旋转速度：19，000min^-1

进给速度：950mm/min

轴向的切入量：0.05mm

径向的切入量：0.05mm

冷却剂：水溶性切削液

[结果]

下表1示出了将工具外径D设为φ6mm时的各样品的规格(间隔距离X、直径比率X/D)以及光泽性的评价结果，并且，下表2示出了将工具外径D设为φ3mm时的各样品的规格(间隔距离X、直径比率X/D)以及光泽性的评价结果。另外，关于下表1、2的间隔距离X，用负数表示交点P2相对于穿过工具旋转轴a的中心侧切削刃7的垂线9或者中心侧切削刃7的延长线8的垂线9存在于负侧的情况。并且，用0.00表示交点P2与交点P1一致时的间隔距离X。并且，关于光泽性的评价结果，均用◎表示与利用球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性，用○表示比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性，用×表示与利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面同等的光泽性。

另外，在本实验例1中，利用球头刃5进行精加工后的加工面为相对于工具旋转轴a倾斜45°的平面。

【表1】

【表2】

如表1、2所示，在将工具外径D设为φ6mm的情况和将工具外径D设为φ3mm的情况中的任意情况下，都确认了在直径比率X/D大于0.1的规格、即间隔距离X为大于工具外径D的10％的值的规格中，无论加工时间为20分钟还是60分钟，都成为与利用现有产品的横刃进行精加工的情况同等的光泽性。可以认为这是因为：由于间隔距离X为大于工具外径D的10％的值，因此切削性较高的中心侧切削刃7存在于远离工具旋转轴a的位置，与之相比，在工具旋转轴a侧的区域，平面6与前端后刀面4(第1后刀面4a)的棱线10作为形成较大的负的前角的切削刃而发挥作用，使加工面产生啃削，即使通过之后的平面6向切削面的滑动接触作用也无法获得充分的抛光效果。

另外，确认了在直径比率X/D为0.1以下的规格、即间隔距离X为工具外径D的10％以下的规格中，无论加工时间为20分钟还是60分钟，都成为比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性。特别是确认了在直径比率X/D为0.08以下的规格、即间隔距离X为工具外径D的8％以下的规格中，成为与利用球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性。

以上，通过实验例1，确认了通过以成为中心侧切削刃7设置到工具旋转轴a附近的结构的方式设置平面6，能够得到光泽性优异的加工面。具体而言，在从工具前端观察时，在相对于穿过工具旋转轴a的中心侧切削刃7的垂线9或者中心侧切削刃7的延长线8的垂线9将与中心侧切削刃7连接设置的球头刃5侧设为正侧、将其相反侧设为负侧的情况下，通过以使上述交点P2存在于负侧、或者上述交点P1与上述交点P2的沿着中心侧切削刃7的方向上的间隔距离X存在于成为工具外径D的0％以上且10％以下(0.1D以下)、优选为0％以上且8％以下(0.08D以下)的正侧中的任意方式设置平面6，能够得到光泽性优异的加工面。

＜实验例2＞

实验例2是用于根据平面6的宽度W来确认平面6的适当的形成范围的例子，如图3所示，在从工具前端观察时，将由平面6和一对球头刃5各自的前端后刀面4(第1后刀面4a)形成的两条棱线10的对置间隔设为平面6的宽度W，制作变更了该平面6的宽度W的样品，使用各样品来评价在下述加工条件下对被切削件进行切削加工时的加工面的光泽性。

具体而言，在将工具规格设为工具外径D：φ6mm、柄径：φ6mm、有效长度：30mm的情况、工具外径D：φ3mm、柄径：φ6mm、有效长度：12mm的情况以及工具外径D：φ1.5mm、柄径：φ4mm、有效长度：6mm的情况下，分别将加工时间设为20分钟和60分钟，通过外观目视来评价利用工具前端部对与工具旋转轴a垂直的平面进行加工时的加工面的光泽性。另外，关于实验例2中的工具规格，间隔距离X如下表3～5所示那样针对每个样品设定为适当的值。

[将工具外径D设为φ6mm时的加工条件]

被切削件：预硬化钢(30HRC)

转速：13，000min^-1

进给速度：1，500mm/min

轴向的切入量：0.05mm

径向的切入量：0.1mm

冷却剂：水溶性切削液

[将工具外径D设为φ3mm时的加工条件]

被切削件：预硬化钢(30HRC)

转速：19，000min^-1

进给速度：950mm/min

轴向的切入量：0.05mm

径向的切入量：0.05mm

冷却剂：水溶性切削液

[将工具外径D设为φ1.5mm时的加工条件]

被切削件：预硬化钢(30HRC)

转速：20，000min^-1

进给速度：400mm/min

轴向的切入量：0.015mm

径向的切入量：0.03mm

冷却剂：水溶性切削液

[结果]

下表3示出了将工具外径D设为φ6mm时的各样品的规格(平面6的宽度W、平面6的宽度W相对于工具外径D的直径比率W/D(以下，简称为“直径比率W/D”)、间隔距离X)以及光泽性的评价结果，并且，下表4示出了将工具外径D设为φ3mm时的各样品的规格(平面6的宽度W、直径比率W/D、间隔距离X)以及光泽性的评价结果，并且，下表5示出了将工具外径D设为φ1.5mm时的各样品的规格(平面6的宽度W、直径比率W/D、间隔距离X)以及光泽性的评价结果。另外，关于下表3～5的间隔距离X，用负数来表示交点P2相对于穿过工具旋转轴a的中心侧切削刃7的垂线9或者中心侧切削刃7的延长线8的垂线9存在于负侧的情况。并且，关于光泽性的评价结果，均用◎表示与利用球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性，用○表示比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性，用×表示与利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面同等的光泽性。

另外，在本实验例2中，利用球头刃5进行精加工后的加工面为相对于工具旋转轴a倾斜45°的平面。

【表3】

【表4】

【表5】

如表3～5所示，在将工具外径D设为φ6mm的情况、将工具外径D设为φ3mm的情况以及将工具外径D设为φ1.5mm的情况中的任意情况下，都确认了在平面6的宽度W为0.002mm的规格中，无论加工时间为20分钟还是60分钟，都会产生啃削并成为与利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面同等的光泽性，并确认了在平面6的宽度W为0.005mm的规格中，成为比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性。可以认为这是因为：在平面6的宽度W小于0.005mm的情况下，由平面6的滑动接触作用带来的抛光效果变小。

另外，如表3和表4所示，在将工具外径D设为φ6mm的情况以及将工具外径D设为φ3mm的情况下，确认了在平面6的宽度W为0.01mm以上且直径比率W/D为0.2以下(即，平面6的宽度W为工具外径D的20％以下)的规格中，成为比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性。特别是确认了在加工初期(加工时间为20分钟)的情况下的上述的宽度W的规格以及加工时间为60分钟的情况且平面6的宽度W为0.01mm以上且0.3mm以下的规格中，成为与利用球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性。

另外，如表5所示，在将工具外径D设为φ1.5mm的情况下，确认了在平面6的宽度W为0.01mm以上且直径比率W/D为0.2以下(即，平面6的宽度W为工具外径D的20％以下，因此平面6的宽度W为0.3mm以下)的规格中，无论加工时间为20分钟还是60分钟，都成为与利用球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性。

另外，在将工具外径D设为φ6mm的情况、将工具外径D设为φ3mm的情况以及将工具外径D设为φ1.5mm的情况中的任意情况下，都确认了在直径比率W/D大于0.2的规格、即平面6的宽度W为大于工具外径D的20％的值的规格中，在加工初期(加工时间为20分钟)成为比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性，并确认了在加工时间为60分钟时，光泽性降低，成为与利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面同等的光泽性。可以认为这是因为：由于使平面6的宽度W成为大于工具外径D的20％的值，因此切削阻力增加，从加工初期产生啃削或者诱发切屑的熔接，即使通过之后的平面6向切削面的滑动接触作用也无法得到充分的抛光效果。

以上，通过实验例2，确认了通过以平面6的宽度W为0.005mm≤W≤0.2D的方式形成平面，能够得到光泽性优异的加工面。

此外，优选的是，在工具外径D大于φ1.5mm的情况下，以平面6的宽度W为0.01mm≤W≤0.3mm的方式形成平面6，并且，在工具外径D为φ1.5mm以下的情况下，以平面6的宽度W为0.01mm≤W≤0.2D的方式形成平面6，从而能够得到光泽性更优异的加工面。

另外，虽然在表3～5中没有示出，但在实施上述的实验例2的过程中确认了：即使平面6的宽度W是确认了成为与利用上述的球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性(评价为◎)的规格，在从工具前端观察时，通过使作为平面6的旋转轨迹的圆的直径成为比工具外径D的35％大的值，也不一定成为与利用球头刃5进行精加工后的加工面同等或其以上的优异的光泽性(评价为◎)，也存在成为比利用现有产品的横刃进行精加工后的加工面良好的光泽性(评价为○)的情况。

可以认为这是因为：通过使作为平面6的旋转轨迹的圆的直径成为比工具外径D的35％大的值，切削阻力增加而无法得到良好的切削面，因此，即使通过之后的平面6向切削面的滑动接触作用也无法得到能够得到具有优异的光泽性的加工面的程度的充分的抛光效果。

根据以上，优选的是，在从工具前端观察时，以作为平面6的旋转轨迹的圆的直径成为工具外径D的35％以下的方式、即以作为平面6的旋转轨迹的最大的圆的半径的工具旋转轴a与平面6的外缘的最长距离成为工具外径D的17.5％以下的方式形成平面6。

＜实验例3＞

实验例3是本实施例与现有产品(在工具前端部具有横刃的前端形状的球头立铣刀)的比较评价，在本实施例中，将平面6的宽度W设为0.025mm，将间隔距离X设为0.005mm。本实施例和现有产品的区别仅在于在工具前端部具有平面6还是具有横刃，即，球头刃5及其他部分是相同的规格。使用该规格的本实施例和现有产品来评价在下述加工条件下对被切削件进行切削加工时的加工面的光泽性和表面粗糙度。

具体而言，本实施例、现有产品的工具规格均为工具外径D：φ3mm、柄径：φ6mm、有效长度：12mm，通过外观目视(反射像的外观)来评价利用工具前端部对与工具旋转轴a垂直的平面(以下，称为“0°面”)进行20分钟加工和60分钟加工的情况、以及利用球头刃5对相对于工具旋转轴a倾斜45°的平面(以下，称为“45°面”)进行20分钟加工和60分钟加工的情况下的各自的加工面的光泽性，并且，关于表面粗糙度的评价，通过算术平均粗糙度Ra的测量来进行。

[加工条件]

被切削件：预硬化钢(30HRC)

转速：19，000min^-1

进给速度：950mm/min

轴向的切入量：0.05mm

径向的切入量：0.05mm

冷却剂：水溶性切削液

[结果]

图5示出了本实施例和现有产品各自的0°面的光泽性的评价结果。具体而言，在图中上部的标尺(金属尺)的背面沿标尺(金属尺)的长度方向重复配置有多个清晰的○标记，将重复配置有该○标记的面放置在各个加工面(0°面)上，对映入到该加工面(0°面)的○标记(反射像)的外观进行比较评价。如该图5所示，关于0°面，在本实施例中，无论加工时间是20分钟还是60分钟，都能够得到通过目视确认到清晰的反射像(○标记)的程度的优异的光泽性的加工面，与此相对，在现有产品中无法确认反射像(○标记)而是没有光泽的加工面。另外，关于45°面(利用球头刃5的加工面)，将加工时间设为20分钟并将本实施例与现有产品进行比较，结果确认了由于球头刃5为同一规格，因此在两者之间未发现差异，虽然未图示，但两者均能够得到通过目视确认到清晰的反射像的程度的优异的光泽性的加工面。

另外，图6是示出本实施例和现有产品各自的加工时间为20分钟和60分钟的0°面的算术平均粗糙度Ra的测量结果的图表，图7是示出本实施例和现有产品各自的加工时间为20分钟的0°面和45°面的算术平均粗糙度Ra的测量结果的图表。

如图6所示，确认了本实施例与现有产品相比，加工面的算术平均粗糙度Ra的值变小。

另外，如图7所示，一般情况下，如现有产品那样，利用工具前端部的横刃进行加工的0°面的表面粗糙度比利用球头刃进行加工的45°面的表面粗糙度大，但在本实施例中，如图7所示，确认了45°面和0°面这两者均成为良好的表面粗糙度，此外，利用具有平面6的工具前端部进行加工的0°面与利用球头刃5进行加工的45°面相比成为更良好的表面粗糙度。

以上，根据实验例3，在本实施例中，通过在工具前端部以成为中心侧切削刃7设置到工具旋转轴a附近的结构的方式设置平面6，即使在使用了该工具前端部的与工具旋转轴a垂直的平面加工中，也能够得到与使用了球头刃5的加工面同等或其以上的光泽性优异的加工面。

另外，本发明不限于本实施例，各构成要件的具体构成可以适当设计。

Claims (9)

1.一种球头立铣刀，其在工具主体的外周形成有在前端开放且从工具前端侧朝向工具基端侧的多个切屑排出槽，在该切屑排出槽的前刀面与所述工具主体的前端后刀面的交叉棱线部分别设置有球头刃，其特征在于，

所述球头立铣刀在工具前端部设置有与所述工具主体的工具旋转轴垂直的平面，该平面与所述前刀面的交叉棱线部构成为与所述球头刃连接设置的中心侧切削刃。

2.根据权利要求1所述的球头立铣刀，其特征在于，

所述平面与相对于所述工具旋转轴180度旋转对称地设置的一对所述球头刃各自的所述前端后刀面以及各自的所述前刀面连接设置。

3.根据权利要求1所述的球头立铣刀，其特征在于，

所述中心侧切削刃设置到所述工具旋转轴附近。

4.根据权利要求2所述的球头立铣刀，其特征在于，

所述中心侧切削刃设置到所述工具旋转轴附近。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的球头立铣刀，其特征在于，

所述平面与所述前端后刀面连接设置，

并且，该平面设置成如下的任意方式：在从工具前端观察时，在相对于穿过所述工具旋转轴的所述中心侧切削刃的垂线或者所述中心侧切削刃的延长线的垂线将与所述中心侧切削刃连接设置的所述球头刃侧设为正侧且将其相反侧设为负侧的情况下，交点P2存在于所述负侧，或者存在于交点P1与所述交点P2的沿着所述中心侧切削刃的方向上的间隔距离为工具外径D的0％以上且10％以下的所述正侧，

其中，所述交点P1是在从工具前端观察时中心侧切削刃或者中心侧切削刃的延长线与穿过工具旋转轴的所述中心侧切削刃的垂线或者所述中心侧切削刃的所述延长线的垂线的交点，所述交点P2是在从工具前端观察时由平面和前端后刀面形成的棱线中的远离球头刃的一侧的棱线与具有该球头刃和与该球头刃连接设置的中心侧切削刃的切屑排出槽的前端的边缘的交点。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的球头立铣刀，其特征在于，

在所述平面中，在从工具前端观察时，将由所述平面和相对于所述工具旋转轴180度旋转对称地设置的一对所述球头刃各自的所述前端后刀面形成的两条棱线的对置间隔设为该平面的宽度W，将该宽度W设定成0.005mm≤W≤0.2D，其中，D为工具外径。

7.根据权利要求5所述的球头立铣刀，其特征在于，

在所述平面中，在从工具前端观察时，将由所述平面和相对于所述工具旋转轴180度旋转对称地设置的一对所述球头刃各自的所述前端后刀面形成的两条棱线的对置间隔设为该平面的宽度W，将该宽度W设定成0.005mm≤W≤0.2D，其中，D为工具外径。

8.根据权利要求6所述的球头立铣刀，其特征在于，

在工具外径D＞φ1.5mm的情况下，将所述平面的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.3mm，

在工具外径D≤φ1.5mm的情况下，将所述平面的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.2D。

9.根据权利要求7所述的球头立铣刀，其特征在于，

在工具外径D＞φ1.5mm的情况下，将所述平面的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.3mm，

在工具外径D≤φ1.5mm的情况下，将所述平面的宽度W设定成0.01mm≤W≤0.2D。