JP2001239418A - エンドミル - Google Patents
エンドミルInfo
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- JP2001239418A JP2001239418A JP2000052674A JP2000052674A JP2001239418A JP 2001239418 A JP2001239418 A JP 2001239418A JP 2000052674 A JP2000052674 A JP 2000052674A JP 2000052674 A JP2000052674 A JP 2000052674A JP 2001239418 A JP2001239418 A JP 2001239418A
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- blade
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
- B23C5/1009—Ball nose end mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
- B23C2210/03—Cutting heads comprised of different material than the shank irrespective of whether the head is detachable from the shank
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
削等において突き出しを長くして用いるエンドミルの剛
性や振れ精度を高めて切削性を向上させ、高速切削で用
いたとき切削能率がよくて長寿命であり、かつ加工精度
にも優れるエンドミルを提供することを目的とする。 【構成】 刃部を本体に着脱自在に固着してなるエンド
ミルにおいて、該刃部は一端に軸心回りに備えた切れ刃
部を、他端にテーパ軸部とを有し、該テーパ軸部の端径
が刃部の刃径より小さく、そのテーパは1/50以下を
有し、該本体はアダプター部とシャンク部とからなり、
該アダプター部は、その一端がテーパ孔部を有し、か
つ、該刃部のテーパ軸部長さの2倍以内の長さを有し、
該テーパ孔部の外径は刃部の径と同等以下とし、シャン
ク側に向かって5度以下の勾配で増大するテーパで構成
され、該刃部と該本体とを嵌合して固着することより構
成する。
Description
に関するものであり、詳しくはキャビティ切削等の3次
元曲面切削、5軸切削等において突き出しを長くして用
いるエンドミルに関する。
3次元曲面切削や切削パスの長い5軸切削などでは、従
来よりソリッドのエンドミルが用いられていたが、作業
の性質上、小径のエンドミルを長く突き出して使用する
場合が多い。また、焼きばめにより固着する高速切削対
応のエンドミルも最近使用されるようになっている。
のエンドミルや首下の長いソリッドエンドミルは、自身
の剛性が優れず、突き出しを長くして用いる場合は刃具
の変位が増幅されてびびりを生じ、切れ刃摩耗を早める
結果、期待通りの精度が得られないことが多い。さら
に、小径のエンドミルを把持するときはホルダーとコレ
ットの特性から把持精度を維持し難いという問題があっ
て、高精度な加工を長時間持続することは困難であっ
た。また、焼きばめのエンドミルは、焼きばめを成立さ
せるためには、はめ合わせる材料相互に熱膨張率など熱
性質が異なっていることが必要であり、刃部が超硬合金
のとき本体は鋼系材料によらざるを得ない。そのため突
き出しの長い場合は弾性係数の低い鋼系材料部分が工具
系の大半を占めるようになり、切削剛性がマイナスして
満足な仕上げ精度を得られないという問題があった。さ
らに嵌合を強固にするためには焼きばめ代を厳密に制御
するこが必要で、誤差が大きいと嵌合できなかったり、
嵌合は容易でも使用中に切れ刃頭部が抜け出すなどのト
ラブルが生じるという問題があった。
たものであり、キャビティ切削等の3次元曲面切削、5
軸切削等において突き出しを長くして用いるエンドミル
の剛性や振れ精度を高めて切削性を向上させ、高速切削
で用いたとき切削能率がよくて長寿命であり、かつ加工
精度にも優れるエンドミルを提供することを目的とす
る。
成するために、刃部を本体に着脱自在に固着してなるエ
ンドミルにおいて、該刃部は一端に軸心回りに備えた切
れ刃部を、他端にテーパ軸部とを有し、該テーパ軸部の
端径が刃部の刃径より小さく、そのテーパは1/50以
下を有し、該本体はアダプター部とシャンク部とからな
り、該アダプター部は、その一端がテーパ孔部を有し、
かつ、該刃部のテーパ軸部長さの2倍以内の長さを有
し、該テーパ孔部の外径は刃部の径と同等以下とし、シ
ャンク側に向かって5度以下の勾配で増大するテーパで
構成され、該刃部と該本体とを嵌合して固着したことを
特徴とするエンドミルである。
体とは極めてシンプルな構造で、心振れの原因となるこ
となく確実に一体化することができ、小径のエンドミル
であっても本発明の目的である高速切削に対応すること
ができる。また、刃部と本体とは1/50以下のテーパ
で固着したから固着強度を十分高くすることができる。
これまで慣用されていた約1/20テーパのモールステ
ーパにおいてはエンドミルの場合、引きねじによる強制
クランプが必要であったが、本発明においてはテーパが
小さいからねじれ刃のエンドミルにおいても固着強度を
高くすることができ、テーパ嵌合のみで使用が可能とな
る。すなわち、切削方向にねじれたねじれ刃の超硬エン
ドミルはテーパ嵌合のみで用いることはできなかった
が、これが本発明によって可能となり、小径エンドミル
の切削作業性向上がはかれる。既述のとおり、3次元曲
面切削等でみられる高速切削は、小径エンドミルを突き
出しを長くして用いるケースが多く、エンドミル剛性を
求められるが、本発明によれば鋼系材料は切れ刃頭部に
設けた固着用テーパ軸の長さの2倍以内の長さで、切れ
刃頭部固着部分に限って用いればよいからその大半が内
挿したテーパ軸で補強されるため超硬ソリッドエンドミ
ル並みの剛性が得られる。
の最大径と同等以下とし、後方に向かって5度以下の勾
配で増大するテーパでシャンクと結ぶようにしたから、
急傾斜面が切削できて適用範囲が広いうえ、突き出しす
なわちエンドミルの首下の長さに比例してシャンク径が
大きくなるから、突き出しが長くても本体剛性を維持す
ることができるという効果を現す。尚、固着用テーパ軸
の長さは刃径等に応じて変化させることができる。ま
た、シャンク径は刃径より十分に大きいから、切削力に
比してクランプ力が不足することはなく、また、ストレ
ートシャンクは着脱が容易で軸方向寸法の調整ができる
という優れた特徴がある。
間に最大直径が本体先端の直径と等しい中間部を備え、
刃部と本体とは刃部のフィレットと本体先端の端面と
が、工具軸に対しほぼ直角に突接させることにより、固
着用テーパ軸部の径が小さくとも該突接面で切削トルク
を十分伝播することができる。このようにテーパ軸と端
面との2面当たりとなるのは厳密な寸法コントロールと
鋼系材料を用いた固着部分に負うところである。
テーパを該シャンク部の端部と結ぶことにより、切れ刃
直径が小さい場合にテーパ軸の直径が過小になることを
防ぐことができ、切れ刃頭部の切れ刃とテーパ軸との間
に本体の外面テーパと同一勾配の中間部分を設けた場合
である。これによって刃部の大きさをコントロールし、
刃径のいかんに拘わらず刃部と本体とをテーパを介して
固着することができ、本発明の効果を得ることができる
のである。
具としてよく用いられているWC基超硬合金、高速度鋼
等の工具材料を用いることができる。特に、焼きばめ等
の方法のように熱膨張係数の大小等により用いることが
できないと言うことはなく、超硬合金の場合では焼きば
めでも行うことができる。また、本発明においては嵌合
部分がテーパをなす円錐面であるから着脱が容易で、条
件によっては着脱の加熱温度を低くあるいは加熱時間を
短くすることが可能となる。とくに小径の場合は挿入は
機械的に圧着するにとどめ、抜出時のみ加熱して取り外
すなどの手段をとることができる。
する貫通穴を設けると、切削油剤、ミスト、ガス、冷風
等を供給し、切削位置に局部的に噴出させることができ
るから、油剤の利用効率を高め、わずかの油剤で高能率
の作業が遂行できる。また、従来の焼きばめエンドミル
に比しても、本体を超硬合金または高速度鋼化した効果
によって本体強度を懸念することなく採用できる点で長
じるものである。
HRCの鋼系材料を用いても良い。鋼を用いることによ
り、容易にテーパ穴加工が行えるだけでなく、刃部とは
材質を異にして摩擦力を大きくし固着力を高めることが
できる。さらに鋼系材料は弾性に富むから刃部が仮に超
硬合金等の剛体であっても密着性のよいテーパ結合が可
能となる。鋼系材料は、刃部とは異なる材質とし、かつ
少なくともハイス製エンドミルのシャンクに匹敵する強
度と硬さを与える。
は鋼系材料として、ねじ、インロー、ろう接その他の方
法で結合する。この結合は、回転バランスを崩すことな
く精度よく一体化することためのものであり、エンドミ
ルの首下寸法を長くし、突き出しを大きくして用いるこ
とがあっても心振れが小さく、切削時のたわみや変形を
防止できる。以下、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
示すように超微粒子超硬合金製で直径10mm、2刃の
ボール刃をもつエンドミルである。エンドミルの刃部1
は長さ33mm、固着用のテーパ軸部2は切れ刃の端に
設けてあり、テーパが1/100、端径7mm、長さは
20mmである。本体3はアダプター部4とシャンク部
5とからなり、先端径が10mm、刃部1のテーパ軸部
2と嵌合するテーパ孔部6を備え、該先端から3度の勾
配で、直径16mmのストレートシャンクの端部まで直
線的に延伸している。テーパをなす首下部分の長さは8
6mm、シャンクを含む長さは170mm、刃部を含む
全長は183mmである。アダプター部4は、本体3の
先端から35mmは45HRCに調質した特殊鋼であ
り、シャンク部5はK種の超硬合金であって、両者はイ
ンローとねじとで結合している。その構成を図3に示
す。本エンドミルの工作に際して本体3は特殊鋼部分と
超硬合金部分とを締結した状態で仕上げてあるから、同
心度、円筒度等は0.002mm以下と高速切削用とし
て十分な値を示している。
り返し、シャンク基準における切れ刃外周の振れ精度を
記録した。ここで刃部と本体とは圧入法と焼きばめ法を
試みた。本発明品のうち、圧入法の場合は、装着は切れ
刃部分を痛めないように専用治具を用いて、切れ刃頭部
のフィレットが本体先端の端面に突接するまでゆっくり
と圧入し、抜き出しは本体に設けた貫通穴にバーを挿入
し同じく専用治具を用いて押し出す方法によった。焼き
ばめ法では温風加熱で着脱を行った。これを切削に供し
て切削状態を評価した。比較のため図4に示すコレット
7利用の従来法による方式を加えてある。加工物に構造
用炭素鋼S50C材を用い、工作機械からの突き出し量
を70mm一定として下向き切削により直線加工を行っ
た。切削条件は切り込み1mm、1刃送り0.1mm、
ピック送り3mm、乾式による直線切削である。その結
果を表1に示す。
削中に発する音で、工具剛性、切削条件の影響を受け
る。面性状は切削面の粗さ、むしれ、光沢などを総合し
て評価している。これらはいずれも切れ刃の切削性が等
しい場合、工具取り付け剛性、切れ刃の振れ精度によっ
て影響を受けるもので、本発明品は従来品に比べて格段
の向上が見られるのである。
直径10mm、2刃のボール刃をもつエンドミルであ
る。該エンドミルは切れ刃長さが10mm、切れ刃の終
端から本体の首部と同じく3度の勾配の中間部をもち、
その先端にテーパが1/100の固着用のテーパ軸を設
けてある。中間部を設けることにより端径10mm、す
なわち切れ刃直径と等しくすることができ、固着強度を
強化することができる。上述のように刃部中間部と本体
の首部とは同一勾配で、固着部分では刃部のフィレット
と本体の先端とが突接し、同一直径で連続で連接して一
体化するから、傾斜面切削等において干渉するなどの支
障を生じることがなく、剛性の高い状態で高速切削が可
能となる。本発明例を底面直径16mm、深さ3mm、
片角3.5度のテーパ穴のヘリカル仕上げ切削に供し、
仕上げ面粗さを比較した。加工物は構造用炭素鋼S50
C材、エンドミル回転数は6400min−1 、切り
込み0.1mm、1刃送り0.1mm、ヘリカル傾斜角
1.5゜である。表2は本発明例の切削結果と併せて、
関連する従来例との特性を比較を示したものである。
れた値を示したが、本発明例で得られる良好な把持剛性
と把持精度の重畳効果によるものであることは自明であ
る。以上実施例においてボールエンドミルを例示した
が、スケア刃、その他いずれの形状であっても適用でき
ることは言うまでもない。
体とを緩やかなテーパ嵌合で固着し、一体化して高剛性
化することにより、キャビティ切削等の3次元曲面切
削、5軸切削等において突き出しを長くして用いる小径
のエンドミル切削性を向上させ、高速切削で用いたとき
切削能率がよくて長寿命であり、かつ加工精度にも優れ
るエンドミルを得られる。
Claims (5)
- 【請求項1】 刃部を本体に着脱自在に固着してなるエ
ンドミルにおいて、該刃部は一端に軸心回りに備えた切
れ刃部を、他端にテーパ軸部とを有し、該テーパ軸部の
端径が刃部の刃径より小さく、そのテーパは1/50以
下を有し、該本体はアダプター部とシャンク部とからな
り、該アダプター部は、その一端がテーパ孔部を有し、
かつ、該刃部のテーパ軸部長さの2倍以内の長さを有
し、該テーパ孔部の外径は刃部の径と同等以下とし、シ
ャンク側に向かって5度以下の勾配で増大するテーパで
構成され、該刃部と該本体とを嵌合して固着したことを
特徴とするエンドミル。 - 【請求項2】 請求項1記載のエンドミルにおいて、刃
部は切れ刃部分とテーパ軸部との間に最大直径が本体先
端の直径と等しい中間部を備え、刃部と本体とは刃部の
フィレットと本体先端の端面とが、工具軸に対しほぼ直
角に突接するように固着たことを特徴とするエンドミ
ル。 - 【請求項3】 請求項1乃至2記載のエンドミルにおい
て、該アダプター部の先端側から延びるテーパを該シャ
ンク部の端部と結んだことを特徴とするエンドミル。 - 【請求項4】 請求項1乃至3記載のエンドミルにおい
て、刃部は超硬合金または高速度鋼からなることを特徴
とするエンドミル。 - 【請求項5】 請求項1乃至4記載のエンドミルにおい
て、上記本体と刃部とを貫通し切れ刃部分に開口する貫
通穴を設けたことを特徴とするエンドミル。
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Publications (2)
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Cited By (4)
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JP2003251540A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-09 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 工具保持具、切刃部材および切削工具 |
WO2013057776A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | 三菱マテリアル株式会社 | ヘッド交換式切削工具 |
US9827620B2 (en) | 2010-09-29 | 2017-11-28 | Mitsubishi Materials Corporation | Head replacement-type cutting tool |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000052674A patent/JP3633842B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN103857487A (zh) * | 2011-10-17 | 2014-06-11 | 三菱综合材料株式会社 | 头部交换式切削工具 |
KR101559264B1 (ko) | 2011-10-17 | 2015-10-08 | 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤 | 헤드 교환식 절삭 공구 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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