JP2001293609A - Finishing ball end mill - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball end mill that machines a cutting surface only with a chisel edge in consideration for cutting conditions such as tool form and cutting data and provides a cutting surface with appreciable roughness, properties and appearance. SOLUTION: The ball end mill with curved cutting edges presenting a substantially hemispherical locus of rotation has rounding accuracy of a ball edge set from +0.005 to -0.025 mm in the region of a chisel edge, and hardness of cemented carbide forming the base set at 92 or above on a HRA scale.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマシニングセンター等の
工作機械を用い、ボールエンドミルによる平面または平
面に近い曲面の仕上げ加工に用いる工具に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool used for finishing a flat or nearly flat curved surface by a ball end mill using a machine tool such as a machining center.

【０００２】[0002]

【従来の技術】高性能超硬合金製工具及び高速回転仕様
の工作機械の開発が進み、低切り込み、高速回転で切削
を行う高速切削法が普及している。とくにボールエンド
ミルによる切削加工においては顕著であるが、切れ刃の
径方向内端が本体の軸心上、即ち、回転中心上にあるた
め、工具をいかに高速回転させても回転中心では零にな
り、その近くでは零に近い速さとなる。このような遅い
速度では、周知の通り、加工形態が塑性加工に近づき、
良好な切削が望めない。仕上げ切削では、例えば、特開
平５−２２８７１４号に記載されているボールエンドミ
ルの様に、切れ刃を形成するＣＢＮ焼結体に、本体の軸
心に対し０°以上４５°以下の角度をもつ方向に５〜１
５°のすくい角をつけ、切れ刃８の内端側の切味を高め
ると同時に、切れ刃８を回転方向に凸形の円弧となして
切削抵抗の低減、工具振動の抑制、刃先の欠損防止を図
っている。2. Description of the Related Art The development of high-performance cemented carbide tools and machine tools with high-speed rotation specifications has been advanced, and high-speed cutting methods for cutting at low cutting speed and high-speed rotation have become widespread. This is especially noticeable in cutting with a ball end mill, but since the radial inner end of the cutting edge is on the axis of the main body, that is, on the center of rotation, no matter how fast the tool rotates, it will be zero at the center of rotation. , Near which the speed is close to zero. At such a slow speed, as is well known, the working form approaches plastic working,
Good cutting cannot be expected. In the finish cutting, for example, as in a ball end mill described in JP-A-5-228714, a CBN sintered body forming a cutting edge has an angle of 0 ° or more and 45 ° or less with respect to the axis of the main body. 5 to 1 in the direction
A rake angle of 5 ° is provided to enhance the sharpness of the inner end side of the cutting edge 8, and at the same time, the cutting edge 8 is formed into a convex arc in the rotation direction to reduce cutting resistance, suppress tool vibration, and chip the cutting edge. We are trying to prevent it.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする問題点】しかし、ボールエン
ドミルによる仕上げ切削において、ボールエンドミルの
ボール中心付近のみしか使用しない。その為、ボールエ
ンドミルによる仕上げ切削加工面は、チゼル刃で切削さ
れた面とそれに続くボール刃で切削された面とに大別さ
れる。チゼル刃で切削された面は、すくい角が大きな負
角となっているため、その加工面はバニシング面の様相
を呈する。ボール刃で切削された面は、通常の切削面と
なる。切削面では、チゼル刃で切削された部分が乱反射
を引き起こし、外観を悪くしている。更に、ボールエン
ドミルにおいては切削長が長くなるにつれ、摩耗が進行
し、特に、ボール刃の中心付近での摩耗量は切削面の粗
さに影響する。摩耗量は、逃げ面はもとより、刃先の軸
方向の後退量（以下、摩滅量と称する。）による影響が
大きく、ボール刃全体が凹んだ形となってしまう。However, in the finish cutting by the ball end mill, only the vicinity of the ball center of the ball end mill is used. Therefore, the finish cut surface by the ball end mill is roughly classified into a surface cut by the chisel blade and a surface cut by the subsequent ball blade. Since the rake angle of the surface cut by the chisel blade is a large negative angle, the processed surface has the appearance of a burnishing surface. The surface cut by the ball blade becomes a normal cut surface. On the cutting surface, the part cut by the chisel blade causes diffuse reflection, and makes the appearance worse. Further, in a ball end mill, as the cutting length becomes longer, wear progresses, and in particular, the amount of wear near the center of the ball blade affects the roughness of the cut surface. The amount of abrasion is greatly affected not only by the flank but also by the amount of axial retreat of the blade edge (hereinafter referred to as abrasion), and the entire ball blade becomes concave.

【０００４】[0004]

【本発明の目的】本発明は、上記問題点を解決するた
め、工具形状、切削諸元等の切削状態に着目し、切削面
をチゼル刃のみで加工するボールエンドミルを用いるこ
とにより切削面の粗さ、性状、および外観が良好になる
ボールエンドミルを提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention focuses on the cutting condition such as the tool shape and cutting specifications, and uses a ball end mill for machining the cutting surface with only a chisel blade. An object of the present invention is to provide a ball end mill having good roughness, properties and appearance.

【０００５】[0005]

【問題を解決するための手段】本願発明では、上記問題
点を解決するため、回転軌跡が略半球状を呈する曲線状
の切れ刃を有するボールエンドミルにおいて、該ボール
エンドミルのボール刃におけるアール精度がチゼル刃の
部位で＋０．００５〜−０．０２５ｍｍ以内であり、か
つ、基体である超硬合金の硬さをＨＲＡスケールで９２
以上としたことを特徴とするボールエンドミルである。
更に、チゼル刃の長さはピックフイード量より大きく、
０．１〜０．７ｍｍとしたことを特徴とするものであ
る。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in a ball end mill having a curved cutting edge having a substantially hemispherical rotation trajectory, the radius accuracy of the ball edge of the ball end mill is reduced. The hardness of the cemented carbide within +0.005 to -0.025 mm at the site of the chisel blade and 92
A ball end mill characterized by the above.
Furthermore, the length of the chisel blade is larger than the amount of pick feed,
The thickness is set to 0.1 to 0.7 mm.

【０００６】[0006]

【作用】本願発明では、チゼル刃の長さをピックフィー
ド量をより大きくすることにより、切削面はチゼル刃の
みで加工した面とすることにより、ボールエンドミルの
刃形を検討した。そのため、チゼル刃の長さは通常用い
られるピックフィー度０．１〜０．５ｍｍ程度よりも長
くする。長いチゼル刃で切削すると、生成される切り屑
は、切り屑厚みが薄く、切り屑の塑性変形性が良好であ
り、ムシレ面にならず、また、食い付き過ぎにならず切
削加工面にキズ等が発生しにくく、それに続くボール刃
による切削加工面が残らない、またはもともと無いた
め、切削カエリが少なく、切削加工面粗さ及び面性状と
もに良好となる。さらに、切削加工面に発生する乱反射
を抑え、切削加工面の外観も良好となった。In the present invention, the blade shape of the ball end mill was examined by increasing the length of the chisel blade to increase the pick feed amount and making the cut surface a surface processed only by the chisel blade. Therefore, the length of the chisel blade is set to be longer than the generally used pick fee degree of about 0.1 to 0.5 mm. When cutting with a long chisel blade, the generated chips have a small chip thickness, good plastic deformability of the chips, do not have a swarf surface, and do not become excessively bite, and scratches on the cutting surface This is unlikely to occur, and there is no or no cutting surface subsequently cut by the ball blade. Therefore, cutting burrs are reduced, and both the cutting surface roughness and the surface properties are improved. Furthermore, irregular reflection generated on the cut surface was suppressed, and the appearance of the cut surface was improved.

【０００７】次に、該チゼル刃を含むＲ精度が＋０．０
０５〜−０．０２５ｍｍ以内としたのは、＋０．００５
ｍｍを超えると突的に出過ぎるため切れ刃がチッピング
等損傷を起こしやすく、また、切削面の凹凸が大きくな
り、反対に−０．０２５ｍｍより凹むと次に説明する摩
滅量とも関係し、摩耗の進行した状態と同じとなるため
＋０．００５〜−０．０２５ｍｍ以内の範囲とした。ま
た、基体である超硬合金は、特に摩滅に対する耐摩耗性
に優れた超微粒子超硬合金が用いられ、そのなかでもコ
バルト含有量の少ないＨＲＡスケールで９２以上の硬さ
を有する超硬合金が適している。更に、好ましくはＨＲ
Ａ９３以上の高硬度な超硬である。Next, the R accuracy including the chisel blade is +0.0
The range of 0.05 to -0.025 mm is +0.005.
If it exceeds mm, the cutting edge is likely to be damaged, such as chipping, because it suddenly comes out too much.Moreover, the unevenness of the cutting surface increases, and if it is recessed from -0.025 mm, it is related to the amount of wear described below, Since it is the same as the advanced state, the range is +0.005 to -0.025 mm. In addition, as the cemented carbide as the base material, an ultra-fine-grain cemented carbide having particularly excellent wear resistance against abrasion is used. Among them, a cemented carbide having a hardness of 92 or more on an HRA scale with a small cobalt content is used. Are suitable. Furthermore, preferably HR
It is a superhard with high hardness of A93 or more.

【０００８】また、チゼル刃の長さはピックフィード量
と相関し、ピックフイード量より大きく、０．１〜０．
７ｍｍとし、更に、その幅はエンドミル径の１．５％以
下とすることにより、良好な切削状態を長く保たせるこ
とができる。ここで、ボールエンドミル先端部の形状が
単に半円形状のものだけでなく、円弧、楕円、双曲線等
の曲線のものに本発明を適用することが可能であり、こ
れらのエンドミルに適用した場合も、本発明の範疇であ
ることはいうまでもない。以下、詳細について、実施例
において説明する。The length of the chisel blade is correlated with the amount of pick feed, and is larger than the amount of pick feed, and is 0.1 to 0.1 mm.
By setting the width to 7 mm and the width to 1.5% or less of the end mill diameter, a good cutting state can be kept long. Here, the shape of the end portion of the ball end mill is not limited to a semicircular shape, but it is possible to apply the present invention to a curved shape such as an arc, an ellipse, and a hyperbola. Needless to say, this is within the scope of the present invention. Hereinafter, details will be described in Examples.

【０００９】[0009]

【実施例】図１〜図３を参照して説明する。本発明例と
して、図１に示すように超硬合金製、硬さＨＲＡ９１．
５、ＨＲＡ９２．５、ＨＲＡ９３．５、ＨＲＡ９４．５
の４種のコーティングボールエンドミル、直径１０ｍ
ｍ、２枚刃で、Ｒ精度は−２ミクロンで図３に示すよう
に、実線の仮想球面にたいし破線で示すように凹んだ形
状となっている。ボールエンドミルのチゼル長さは、
０．２５ｍｍ、０．５ｍｍの２種類とした。また、切削
諸元は、ピックフィード量を０．２ｍｍから０．６ｍｍ
まで変化させ、図２に示すようにチゼル長さ３より大き
いピックフィー度量を比較例とした。被削材には、硬さ
ＨＲＣ４０のプリハードン鋼を用いた。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. As an example of the present invention, as shown in FIG.
5, HRA92.5, HRA93.5, HRA94.5
4 types of coated ball end mills, diameter 10m
m, with two blades, the R precision is -2 microns, and as shown in FIG. 3, it has a concave shape as shown by the broken line with respect to the virtual sphere of the solid line. The chisel length of the ball end mill is
There were two types, 0.25 mm and 0.5 mm. In addition, the cutting specifications, pick feed amount from 0.2mm to 0.6mm
The pick-feel amount larger than the chisel length 3 as shown in FIG. 2 was used as a comparative example. Pre-hardened steel having a hardness of HRC40 was used as a work material.

【００１０】先ず、切削初期において、本発明例のチゼ
ル長さがピックフィード量より長い場合においては、図
４に示すように、カッターマークがきれいなトロコイド
曲線を描き、光沢のある良好な面性状であった。次に、
比較例であるチゼル長さがピックフィード量より短い場
合においては、図５に示すようにトロコイド曲線が部分
的に乱れ、乱反射のものと考えられるにぶい切削面とな
った。次に、切削長さが１０ｍにおいて、超硬合金基体
の硬さが低いＨＲＡ９１．５では、切削面の状態がむし
れる様な状態となったため、摩滅量を測定すると０．０
３５ｍｍ摩滅し、軸方向後方に刃先が凹んだかたちとな
っていた。また、ＨＲＡ９２．５以上の他の本発明例で
は良好な状態が継続された。更に、試験を継続し、切削
長さが５０ｍにおいて、超硬合金基体の硬さが低いＨＲ
Ａ９２．５でも、ややむしれるよう切削面となり、摩滅
量も０．０２５ｍｍと凹んでいた。他のＨＲＡ９３．５
以上の例では良好な状態が継続された。また、同様に切
削面粗さにおいて、両者ともに理論切削面粗さより劣る
ものの、相対的にピックフィード量をチゼル刃の長さよ
り小さくした範囲が、大きくした範囲より良好であっ
た。First, in the initial stage of cutting, when the chisel length of the example of the present invention is longer than the pick feed amount, as shown in FIG. 4, the cutter mark draws a clear trochoid curve and has a good glossy surface property. there were. next,
In the comparative example where the chisel length was shorter than the pick feed amount, the trochoid curve was partially disturbed as shown in FIG. 5, resulting in a rough cut surface considered to be irregular reflection. Next, at a cutting length of 10 m, in the case of HRA 91.5 where the hardness of the cemented carbide substrate was low, the state of the cut surface was in a peeling state.
It was abraded by 35 mm, and the cutting edge was recessed axially rearward. In the other examples of the present invention having an HRA of 92.5 or more, a favorable state was maintained. Further, the test was continued, and when the cutting length was 50 m, the hardness of the cemented carbide substrate was low in HR.
Even in A92.5, the cut surface was formed so as to be slightly peeled off, and the amount of abrasion was concave at 0.025 mm. Other HRA 93.5
In the above example, a good state was maintained. Similarly, in terms of the cut surface roughness, both were inferior to the theoretical cut surface roughness, but the range where the pick feed amount was relatively smaller than the length of the chisel blade was better than the range where the pick feed amount was larger.

【００１１】[0011]

【発明の効果】以上の説明より、本発明を適用すること
により、仕上げ切削加工面の粗さ、性状、および外観が
良好になり、かつ、基体の硬さを特定することにより長
期に亘り切削面が維持できるため、大きな金型等の仕上
げ切削も１本の工具ででき、長寿命な仕上げ切削加工を
行うことができる。From the above description, it can be seen that by applying the present invention, the roughness, properties, and appearance of the finish-cut surface can be improved, and cutting can be performed for a long time by specifying the hardness of the substrate. Since the surface can be maintained, finish cutting of a large mold or the like can be performed with one tool, and long-life finish cutting can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】図１は、本発明例のボールエンドミルの底面図
を示す。FIG. 1 is a bottom view of a ball end mill according to an embodiment of the present invention.

【図２】図２は、図１の要部拡大図を示す。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;

【図３】図３は、図１の回転軌跡軸断面図を示す。FIG. 3 is a sectional view of a rotation locus axis of FIG. 1;

【図４】図４は、本発明例による切削面の状態を示す。FIG. 4 shows a state of a cutting surface according to an example of the present invention.

【図５】図５は、比較例による切削面の状態を示す。FIG. 5 shows a state of a cut surface according to a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ボール刃 ２ チゼル刃 ３ チゼル刃の長さ 1 Ball blade 2 Chisel blade 3 Chisel blade length

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 回転軌跡が略半球状を呈する曲線状の切
り刃を有するボールエンドミルにおいて、該ボールエン
ドミルのボール刃におけるアール精度がチゼル刃の部位
で＋０．００５ｍｍ〜−０．０２５以内であり、かつ、
基体である超硬合金の硬さをＨＲＡスケールで９２以上
としたことを特徴とするボールエンドミル。1. A ball end mill having a curved cutting edge having a substantially hemispherical rotation trajectory, wherein the radius of the ball edge of the ball end mill is +0.005 mm to -0.025 at the chisel blade. ,And,
A ball end mill, wherein the hardness of a cemented carbide as a substrate is 92 or more on an HRA scale. 【請求項２】 請求項１記載のボールエンドミルにおい
て、該超硬合金の硬さがＨＲＡ９３以上としたことを特
徴とするボールエンドミル。2. The ball end mill according to claim 1, wherein the hardness of the cemented carbide is HRA93 or more. 【請求項３】 請求項１記載のボールエンドミルにおい
て、該ボールエンドミルのチゼル刃の長さが０．１〜
０．７ｍｍとしたことを特徴とするボールエンドミル。3. The ball end mill according to claim 1, wherein the length of the chisel blade of the ball end mill is from 0.1 to 0.1 mm.
A ball end mill having a diameter of 0.7 mm. 【請求項４】 請求項１記載のボールエンドミルにおい
て、該ボールエンドミルのチゼル刃の幅がエンドミル径
の１．５％以下としたことを特徴とするボールエンドミ
ル。4. The ball end mill according to claim 1, wherein the width of the chisel blade of the ball end mill is 1.5% or less of the end mill diameter.