JP2002273611A - スローアウェイ式エンドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法 - Google Patents
スローアウェイ式エンドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法Info
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- cutting
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- B23C5/22—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts
- B23C5/2204—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert
- B23C5/2208—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts
- B23C5/2213—Securing arrangements for bits or teeth or cutting inserts with cutting inserts clamped against the walls of the recess in the cutter body by a clamping member acting upon the wall of a hole in the insert for plate-like cutting inserts having a special shape
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- B23C—MILLING
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- B23C2200/36—Other features of the milling insert not covered by B23C2200/04 - B23C2200/32
- B23C2200/367—Mounted tangentially, i.e. where the rake face is not the face with largest area
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超硬合金を材料とすると共に切り刃の靭性と
工具剛性を十分持たせて高能率に加工が行えるようにす
る。 【解決手段】 円柱状の工具本体３の一端より螺旋状に
条設された複数の捻溝２の先端部分にチップ座が形成さ
れ、当該チップ座に概略四角形平板状の切り刃チップ５
を固着する。そして、切り刃チップ５における捻溝２側
の側面がすくい面をなし、また工具本体３の先端側の側
面ですくい面に隣接した側面が正面逃げ面７をなし、該
切り刃チップ５の上面１０とすくい面とが外周刃１３を
形成し、正面逃げ面７とすくい面とが底刃１４を形成
し、これら外周刃１３と底刃１４とがコーナ切り刃１５
により滑らかに連結する。また、すくい面の軸方向すく
い角α１及び半径方向すくい角を所定範囲の正角に設定
すると共に、コーナ切り刃１５及び底刃１４の正面逃げ
角を０゜〜５゜の範囲に設定する。
工具剛性を十分持たせて高能率に加工が行えるようにす
る。 【解決手段】 円柱状の工具本体３の一端より螺旋状に
条設された複数の捻溝２の先端部分にチップ座が形成さ
れ、当該チップ座に概略四角形平板状の切り刃チップ５
を固着する。そして、切り刃チップ５における捻溝２側
の側面がすくい面をなし、また工具本体３の先端側の側
面ですくい面に隣接した側面が正面逃げ面７をなし、該
切り刃チップ５の上面１０とすくい面とが外周刃１３を
形成し、正面逃げ面７とすくい面とが底刃１４を形成
し、これら外周刃１３と底刃１４とがコーナ切り刃１５
により滑らかに連結する。また、すくい面の軸方向すく
い角α１及び半径方向すくい角を所定範囲の正角に設定
すると共に、コーナ切り刃１５及び底刃１４の正面逃げ
角を０゜〜５゜の範囲に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービンブレード
等の流体機器用羽根における金属材料の三次元曲面加工
に用いられて好適なラジアス形のスローアウェイ式エン
ドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法
に関する。
等の流体機器用羽根における金属材料の三次元曲面加工
に用いられて好適なラジアス形のスローアウェイ式エン
ドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、タービンブレード等の流体機器用
羽根における金属材料の三次元曲面加工においては、ラ
ジアス形のエンドミルが一般的に用いられている。図１
７及び図１８は、かかるラジアス形のエンドミルの構成
図で、図１７はその底面図、図１８は先端部の正面図で
ある。
羽根における金属材料の三次元曲面加工においては、ラ
ジアス形のエンドミルが一般的に用いられている。図１
７及び図１８は、かかるラジアス形のエンドミルの構成
図で、図１７はその底面図、図１８は先端部の正面図で
ある。
【０００３】かかるエンドミル１００は、円柱状の工具
本体１０１を有し、その側面には螺旋状に形成された捻
溝１０２が複数設けられ、当該捻溝１０２の外縁に切り
刃が形成されている。そして、これらは単一材料によっ
て形成されたソリッドエンドミルで、多くは高速度工具
鋼が用いられている。
本体１０１を有し、その側面には螺旋状に形成された捻
溝１０２が複数設けられ、当該捻溝１０２の外縁に切り
刃が形成されている。そして、これらは単一材料によっ
て形成されたソリッドエンドミルで、多くは高速度工具
鋼が用いられている。
【０００４】この高速度工具鋼は、超硬材料と比べ低速
度領域で安定した切削を行うことができ、また靱性が高
いため切り刃形状の自由度が高く、切り刃をシャープに
することが可能で、切味を高めた加工に利用されてい
る。
度領域で安定した切削を行うことができ、また靱性が高
いため切り刃形状の自由度が高く、切り刃をシャープに
することが可能で、切味を高めた加工に利用されてい
る。
【０００５】このような切り刃は、工具本体１０１の先
端面側に形成された底刃１１４と、外周側に形成された
外周刃１１３とにより構成され、底刃１１４と外周刃１
１３とは円弧状のコーナ切り刃１１５により滑らかに連
結されている。
端面側に形成された底刃１１４と、外周側に形成された
外周刃１１３とにより構成され、底刃１１４と外周刃１
１３とは円弧状のコーナ切り刃１１５により滑らかに連
結されている。
【０００６】捻溝１０２は、切削した金属の切屑が収容
されるチップポケットとして作用するものであるが、そ
の際切屑が詰ったりしないように溝面であるすくい面１
０５は滑らかな曲面形状に形成されると共に、切屑をで
きる限り多く収容できるように図１７に示すように工具
の中心に向かって溝深く形成されている。
されるチップポケットとして作用するものであるが、そ
の際切屑が詰ったりしないように溝面であるすくい面１
０５は滑らかな曲面形状に形成されると共に、切屑をで
きる限り多く収容できるように図１７に示すように工具
の中心に向かって溝深く形成されている。
【０００７】このすくい面１０５に内接する内接円の直
径ｄ0は、工具の剛性を決める最も重要なパラメータの
一つで芯厚とも呼ばれ、この値が大きいほど工具剛性が
高くなる。
径ｄ0は、工具の剛性を決める最も重要なパラメータの
一つで芯厚とも呼ばれ、この値が大きいほど工具剛性が
高くなる。
【０００８】また、底刃１１４には正面逃げ面１０６が
形成されている。この正面逃げ面１０６は、加工面の表
面と対峙する面であり、加工面品質、逃げ面摩耗、切削
抵抗などの観点から５゜〜１１゜の正面逃げ角が採用さ
れている。
形成されている。この正面逃げ面１０６は、加工面の表
面と対峙する面であり、加工面品質、逃げ面摩耗、切削
抵抗などの観点から５゜〜１１゜の正面逃げ角が採用さ
れている。
【０００９】ところが、このようなエンドミル１００に
よりタービンブレードを加工すると、当該タービンブレ
ードが翼形断面を持つ薄板で、かつ、長手方向に捻を伴
った細長い形状であるため、その両端のみを支持した状
態（支持点以外は浮いている状態）で切削を行うと非常
に大きなびびり振動が発生してしまう。
よりタービンブレードを加工すると、当該タービンブレ
ードが翼形断面を持つ薄板で、かつ、長手方向に捻を伴
った細長い形状であるため、その両端のみを支持した状
態（支持点以外は浮いている状態）で切削を行うと非常
に大きなびびり振動が発生してしまう。
【００１０】特に、被切削材としてステンレス鋼、チタ
ン合金等の機械的強度が高く耐熱性、耐食性に優れる特
殊合金材は難削材と言われ、切削により溶着が生じた
り、加工硬化を起こし易い上に切削抵抗も大きい。
ン合金等の機械的強度が高く耐熱性、耐食性に優れる特
殊合金材は難削材と言われ、切削により溶着が生じた
り、加工硬化を起こし易い上に切削抵抗も大きい。
【００１１】そこで、切り刃を鋭利にして切味を向上さ
せ、かつ、工具自体の剛性が高い部材を用いる必要があ
るが、超硬合金チップを採用したスローアウェイ式エン
ドミルでは、切り刃の靭性と工具剛性とが十分でないた
めに短時間のうちに欠損が生じてしまい、安定した切削
状態が維持できない等の問題があり、現状においては上
記要求に十分に応えられるものとして高速度工具鋼製の
ソリッドエンドミルが略唯一の工具として利用されてい
る。
せ、かつ、工具自体の剛性が高い部材を用いる必要があ
るが、超硬合金チップを採用したスローアウェイ式エン
ドミルでは、切り刃の靭性と工具剛性とが十分でないた
めに短時間のうちに欠損が生じてしまい、安定した切削
状態が維持できない等の問題があり、現状においては上
記要求に十分に応えられるものとして高速度工具鋼製の
ソリッドエンドミルが略唯一の工具として利用されてい
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タービ
ンブレード等の三次元曲面加工分野において生産性向上
の要求に対応すべく高能率化、スローアウェイ化の要請
が強くなってきているにもかかわらず、高速度工具鋼は
切削速度を上げるとその時の切削熱により温度上昇し、
刃先が軟化して損傷が急激に進むため、高能率に加工を
行うことができない問題があった。
ンブレード等の三次元曲面加工分野において生産性向上
の要求に対応すべく高能率化、スローアウェイ化の要請
が強くなってきているにもかかわらず、高速度工具鋼は
切削速度を上げるとその時の切削熱により温度上昇し、
刃先が軟化して損傷が急激に進むため、高能率に加工を
行うことができない問題があった。
【００１３】無論、摩耗等した場合には刃先を再研磨す
ればよいが、この場合には再研磨による刃先寸法の変化
が生じるため、工具使用前に寸法測定と刃先位置の設定
をやり直す必要があり作業効率を低下させる要因となっ
ている。
ればよいが、この場合には再研磨による刃先寸法の変化
が生じるため、工具使用前に寸法測定と刃先位置の設定
をやり直す必要があり作業効率を低下させる要因となっ
ている。
【００１４】そこで、本発明は、超硬合金を材料とする
と共に切り刃の靭性と工具剛性を十分に高めて高能率に
加工が行えるようにしたスローアウェイ式エンドミル及
び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法を提供す
ることを目的とする。
と共に切り刃の靭性と工具剛性を十分に高めて高能率に
加工が行えるようにしたスローアウェイ式エンドミル及
び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法を提供す
ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、円柱状の工具本体側面に
捻溝が複数形成され、その先端部に概略四角形平板状の
切り刃チップが固着されるチップ座が形成されて、当該
切り刃チップにおける捻溝側の側面がすくい面、該すく
い面に隣接した先端側の側面が正面逃げ面をなすと共
に、該切り刃チップの上面とすくい面とにより形成され
る辺が外周刃、正面逃げ面とすくい面とにより形成され
る辺が底刃を形成して、これら外周刃と底刃とがコーナ
切り刃により連結されてなるスローアウェイ式エンドミ
ルにおいて、すくい面の軸方向すくい角及び半径方向す
くい角を所定範囲の正角に設定すると共に、コーナ切り
刃及び底刃の正面逃げ角を０゜〜５゜の範囲に設定し
て、超硬合金チップを材料として用いた場合でも切り刃
の靭性と工具剛性を十分持たせ、これにより高能率に加
工が行えるようにしたことを特徴とする。
め、請求項１にかかる発明は、円柱状の工具本体側面に
捻溝が複数形成され、その先端部に概略四角形平板状の
切り刃チップが固着されるチップ座が形成されて、当該
切り刃チップにおける捻溝側の側面がすくい面、該すく
い面に隣接した先端側の側面が正面逃げ面をなすと共
に、該切り刃チップの上面とすくい面とにより形成され
る辺が外周刃、正面逃げ面とすくい面とにより形成され
る辺が底刃を形成して、これら外周刃と底刃とがコーナ
切り刃により連結されてなるスローアウェイ式エンドミ
ルにおいて、すくい面の軸方向すくい角及び半径方向す
くい角を所定範囲の正角に設定すると共に、コーナ切り
刃及び底刃の正面逃げ角を０゜〜５゜の範囲に設定し
て、超硬合金チップを材料として用いた場合でも切り刃
の靭性と工具剛性を十分持たせ、これにより高能率に加
工が行えるようにしたことを特徴とする。
【００１６】請求項２にかかる発明は、すくい面が平坦
に形成されると共に、軸方向すくい角が１５゜〜２５゜
の正角に設定されて、切味を良好にして、例えタービン
ブレードのような薄板状の部材の加工においてもびびり
振動の発生を抑制し、難削材であっても溶着のない切削
ができるようにすると共に正面逃げ角を従来より小さく
設定した場合でも切り刃強度の低下を抑えて、靱性の高
い超硬合金を採用可能にしたことを特徴とする。
に形成されると共に、軸方向すくい角が１５゜〜２５゜
の正角に設定されて、切味を良好にして、例えタービン
ブレードのような薄板状の部材の加工においてもびびり
振動の発生を抑制し、難削材であっても溶着のない切削
ができるようにすると共に正面逃げ角を従来より小さく
設定した場合でも切り刃強度の低下を抑えて、靱性の高
い超硬合金を採用可能にしたことを特徴とする。
【００１７】請求項３にかかる発明は、捻溝により形成
されるチップポケットの深さ位置とチップ座の深さ位置
とが略同一円上に位置するように形成して芯厚を大きく
し、これにより工具剛性を向上させて、工具に起因する
びびり振動や工具の弾性変形を減少によりタービンブレ
ード等の難削材を高い切削条件で安定して切削すること
ができるようにしたことを特徴とする。
されるチップポケットの深さ位置とチップ座の深さ位置
とが略同一円上に位置するように形成して芯厚を大きく
し、これにより工具剛性を向上させて、工具に起因する
びびり振動や工具の弾性変形を減少によりタービンブレ
ード等の難削材を高い切削条件で安定して切削すること
ができるようにしたことを特徴とする。
【００１８】請求項４にかかる発明は、概略四角形平板
状に形成された切り刃チップにおける４つの側面のうち
２つの側面がすくい面及び正面逃げ面をなし、残りの２
つの側面が被支持面をなして、当該被支持面が当該切り
刃チップの下面に対して略垂直に形成されると共に、２
つの該被支持面が相互に略直交して形成されて、切り刃
チップの着座時における安定性を高めてチップ組込精度
を向上させると共に、切削抵抗の高い切削にも耐えられ
るようにしたことを特徴とする。
状に形成された切り刃チップにおける４つの側面のうち
２つの側面がすくい面及び正面逃げ面をなし、残りの２
つの側面が被支持面をなして、当該被支持面が当該切り
刃チップの下面に対して略垂直に形成されると共に、２
つの該被支持面が相互に略直交して形成されて、切り刃
チップの着座時における安定性を高めてチップ組込精度
を向上させると共に、切削抵抗の高い切削にも耐えられ
るようにしたことを特徴とする。
【００１９】請求項５にかかる発明は、切り刃チップ
が、タングステンカーバイト（ＷＣ）にコバルト（Ｃ
ｏ）を１０〜２０ｗｔ％含有してなる超硬合金により形
成され又は当該超硬合金の表面に金属の炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物、酸化
アルミニウムのうち少なくとも１以上を含む材料からな
る皮膜を被覆して形成し、低剛性な難削材の切削に適し
た切り刃チップを構成したことを特徴とする。
が、タングステンカーバイト（ＷＣ）にコバルト（Ｃ
ｏ）を１０〜２０ｗｔ％含有してなる超硬合金により形
成され又は当該超硬合金の表面に金属の炭化物、窒化
物、炭窒化物、炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物、酸化
アルミニウムのうち少なくとも１以上を含む材料からな
る皮膜を被覆して形成し、低剛性な難削材の切削に適し
た切り刃チップを構成したことを特徴とする。
【００２０】請求項６にかかる発明は、請求項１乃至３
いずれか１項記載のスローアウェイ式エンドミル又は請
求項４若しくは５記載の切り刃チップを用いたスローア
ウェイ式エンドミルの回転軸を５゜〜６０゜の範囲で加
工方向側に傾いた状態で切削加工するようにして、低剛
性な難削材を効率的に切削可能にしたことを特徴とす
る。
いずれか１項記載のスローアウェイ式エンドミル又は請
求項４若しくは５記載の切り刃チップを用いたスローア
ウェイ式エンドミルの回転軸を５゜〜６０゜の範囲で加
工方向側に傾いた状態で切削加工するようにして、低剛
性な難削材を効率的に切削可能にしたことを特徴とす
る。
【００２１】請求項７にかかる発明は、請求項１乃至３
いずれか１項記載のスローアウェイ式エンドミル又は請
求項４若しくは５記載の切り刃チップを用いたスローア
ウェイ式エンドミルの回転軸を０゜〜９０゜の範囲で加
工方向と逆側に傾いた状態で切削加工するようにして、
低剛性な難削材を効率的に切削可能にしたことを特徴と
する。
いずれか１項記載のスローアウェイ式エンドミル又は請
求項４若しくは５記載の切り刃チップを用いたスローア
ウェイ式エンドミルの回転軸を０゜〜９０゜の範囲で加
工方向と逆側に傾いた状態で切削加工するようにして、
低剛性な難削材を効率的に切削可能にしたことを特徴と
する。
【００２２】請求項８にかかる発明は、請求項６又は７
における加工方法を用いて、流体機器用羽根の三次元曲
面形状を切削加工して加工の信頼性を向上させると共に
作業効率を改善できるようにしたことを特徴とする。
における加工方法を用いて、流体機器用羽根の三次元曲
面形状を切削加工して加工の信頼性を向上させると共に
作業効率を改善できるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
ながら説明する。図１〜図４は本実施の形態の説明に適
用されるスローアウェイ式エンドミル（以下、単にエン
ドミルと記載する）の構成を示す図で、図１は先端部の
斜視図、図２はその正面図、図３は図２におけるＡ部の
拡大図、図４は図２の底面図である。
ながら説明する。図１〜図４は本実施の形態の説明に適
用されるスローアウェイ式エンドミル（以下、単にエン
ドミルと記載する）の構成を示す図で、図１は先端部の
斜視図、図２はその正面図、図３は図２におけるＡ部の
拡大図、図４は図２の底面図である。
【００２４】当該エンドミル１は、外周面に複数の捻溝
２が形成された工具本体３と、各捻溝２の先端部分にチ
ップ座４が形成されて、ここに図５〜図９に示す切り刃
チップ５が固定されて形成されている。
２が形成された工具本体３と、各捻溝２の先端部分にチ
ップ座４が形成されて、ここに図５〜図９に示す切り刃
チップ５が固定されて形成されている。
【００２５】切り刃チップ５は、中央部分に取付穴８が
形成された略四角形平板で、いわゆる縦インサート状態
でチップ座４に載置されて取付穴８に挿通した締付ネジ
９により工具本体３に固定されるようになっている。
形成された略四角形平板で、いわゆる縦インサート状態
でチップ座４に載置されて取付穴８に挿通した締付ネジ
９により工具本体３に固定されるようになっている。
【００２６】このような縦インサート形とした理由は、
工具本体３の剛性を低下させることなく、切り刃チップ
５の強度を高くし、また捻溝２は切削した金属の切屑が
収容されるチップポケットとして作用するが、当該チッ
プポケットの深さをチップ座４の溝深さと略等しくでき
るようにして工具本体３の剛性低下を防止するためであ
る。
工具本体３の剛性を低下させることなく、切り刃チップ
５の強度を高くし、また捻溝２は切削した金属の切屑が
収容されるチップポケットとして作用するが、当該チッ
プポケットの深さをチップ座４の溝深さと略等しくでき
るようにして工具本体３の剛性低下を防止するためであ
る。
【００２７】即ち、チップポケットの深さ位置又はチッ
プ座４の溝深さ位置に接する最も小さい内接円の直径
は、芯厚と呼ばれて工具の切削性能を左右する工具剛性
を表わす重要なパラメータで、この芯厚が大きい程工具
剛性が高くなる。
プ座４の溝深さ位置に接する最も小さい内接円の直径
は、芯厚と呼ばれて工具の切削性能を左右する工具剛性
を表わす重要なパラメータで、この芯厚が大きい程工具
剛性が高くなる。
【００２８】従って、本発明のようにチップポケットの
深さ位置とチップ座４の溝深さ位置とを略等しくする
と、図１７に示す従来の構成における芯厚ｄ0より大き
くすることが可能になり、その分工具剛性の向上が図ら
れることになる。
深さ位置とチップ座４の溝深さ位置とを略等しくする
と、図１７に示す従来の構成における芯厚ｄ0より大き
くすることが可能になり、その分工具剛性の向上が図ら
れることになる。
【００２９】このような切り刃チップ５の材料として、
本発明者らは種々の実験を繰り返すことにより、例えば
破壊靱性値ＫＩＣが１３．５〜１６．６ＭＰａ／
ｍ1/2、抗折力σが３．６〜４．０ＧＰａを示す極めて
靱性に富むコバルト（Ｃｏ）を１０〜２０ｗｔ％含有す
るタングステンカーバイト−にコバルト（ＷＣ−Ｃｏ）
系の超硬合金が好ましいことを見いだした。
本発明者らは種々の実験を繰り返すことにより、例えば
破壊靱性値ＫＩＣが１３．５〜１６．６ＭＰａ／
ｍ1/2、抗折力σが３．６〜４．０ＧＰａを示す極めて
靱性に富むコバルト（Ｃｏ）を１０〜２０ｗｔ％含有す
るタングステンカーバイト−にコバルト（ＷＣ−Ｃｏ）
系の超硬合金が好ましいことを見いだした。
【００３０】また、耐摩耗性を補うためには、この超硬
合金を基体として、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、
炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物並びに酸化アルミニウ
ムのうち少なくとも１以上を含む材料からなる皮膜を被
覆することが好ましいことを見いだした。
合金を基体として、Ｔｉの炭化物、窒化物、炭窒化物、
炭酸化物、窒酸化物、炭窒酸化物並びに酸化アルミニウ
ムのうち少なくとも１以上を含む材料からなる皮膜を被
覆することが好ましいことを見いだした。
【００３１】図５〜図９はこのような材料による切り刃
チップ５の構成図で、図５は斜視図、図６は正面図、図
７は平面図、図８は右側面図、図９は図７のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。
チップ５の構成図で、図５は斜視図、図６は正面図、図
７は平面図、図８は右側面図、図９は図７のＡ−Ａ線に
沿う断面図である。
【００３２】切り刃チップ５は、上面１０及び下面１１
を有すると共に、４つの側面を有して、捻溝２に接する
側の面はすくい面６をなし、このすくい面６に隣接する
１つの面が正面逃げ面７をなして、残りの２つの側面が
被支持面１２となっている。
を有すると共に、４つの側面を有して、捻溝２に接する
側の面はすくい面６をなし、このすくい面６に隣接する
１つの面が正面逃げ面７をなして、残りの２つの側面が
被支持面１２となっている。
【００３３】このすくい面６は、切屑が擦過しながら流
出する面であり、切屑詰まりを防止し切削抵抗を低減す
る観点から、凹凸のない滑らかな平坦面に形成され、当
該すくい面６の外周縁は外周刃１３、正面縁は底刃１４
が形成されて、これらはコーナ切り刃１５により滑らか
に繋がっている。
出する面であり、切屑詰まりを防止し切削抵抗を低減す
る観点から、凹凸のない滑らかな平坦面に形成され、当
該すくい面６の外周縁は外周刃１３、正面縁は底刃１４
が形成されて、これらはコーナ切り刃１５により滑らか
に繋がっている。
【００３４】なお、コーナ切り刃１５の半径は、切り刃
チップ５の厚み以下でその値が大きい方が強度を高くす
る上で好ましい。
チップ５の厚み以下でその値が大きい方が強度を高くす
る上で好ましい。
【００３５】このような切り刃チップ５を工具本体３に
取り付けた際には、すくい面６が工具本体３の回転軸と
なす軸方向すくい角α１（図２参照）及び半径方向とな
す半径方向すくい角α２（図４参照）は、切屑流出やス
ラスト抵抗に強い影響を与え切味として現れるため、本
発明では共に正角に設定している。
取り付けた際には、すくい面６が工具本体３の回転軸と
なす軸方向すくい角α１（図２参照）及び半径方向とな
す半径方向すくい角α２（図４参照）は、切屑流出やス
ラスト抵抗に強い影響を与え切味として現れるため、本
発明では共に正角に設定している。
【００３６】特に、タービンブレードのように薄板曲面
の加工には、切味を確保しながら切り刃強度の低下を招
かないことが望まれ、この観点から軸方向すくい角α１
を１５°〜２５°、半径方向すくい角α２を０°〜１５
°に設定することが好ましい。即ち、すくい面６は、被
切削物の切削面に対して切り刃の進む方向に開いた角度
で接することになる。
の加工には、切味を確保しながら切り刃強度の低下を招
かないことが望まれ、この観点から軸方向すくい角α１
を１５°〜２５°、半径方向すくい角α２を０°〜１５
°に設定することが好ましい。即ち、すくい面６は、被
切削物の切削面に対して切り刃の進む方向に開いた角度
で接することになる。
【００３７】また、正面逃げ面７が工具本体３の先端面
となす正面逃げ角λ（図２（ｂ参照）は、加工面との干
渉を避けるために必要とされるもので、従来は５゜〜１
１゜に設定されるが、本発明では０゜〜５゜に設定して
いる。
となす正面逃げ角λ（図２（ｂ参照）は、加工面との干
渉を避けるために必要とされるもので、従来は５゜〜１
１゜に設定されるが、本発明では０゜〜５゜に設定して
いる。
【００３８】このように軸方向すくい角α１を１５°〜
２５°、半径方向すくい角α２を０°〜１５°に設定
し、切り刃チップ５の材料として超硬合金を用いた場合
には、このようなすくい角では切り刃強度の低下等をも
たらすため従来は採用されていなかったが、本発明では
かかる切り刃強度の低下等を防止するために正面逃げ角
λを従来より小さな値にしている。
２５°、半径方向すくい角α２を０°〜１５°に設定
し、切り刃チップ５の材料として超硬合金を用いた場合
には、このようなすくい角では切り刃強度の低下等をも
たらすため従来は採用されていなかったが、本発明では
かかる切り刃強度の低下等を防止するために正面逃げ角
λを従来より小さな値にしている。
【００３９】また、すくい面６と正面逃げ面７とは鋭角
な楔角δで交差し、軸方向すくい角α１が１５゜〜２５
゜、正面逃げ角λが０゜〜５゜である場合には、楔角δ
はδ＝６０゜〜７５゜が好ましい。
な楔角δで交差し、軸方向すくい角α１が１５゜〜２５
゜、正面逃げ角λが０゜〜５゜である場合には、楔角δ
はδ＝６０゜〜７５゜が好ましい。
【００４０】２つの被支持面１２は下面１１に対し略垂
直、かつ、互いに略直角に交差するように形成されてい
る。このため、切り刃チップ５は対称形とならないので
切り刃数は１切り刃となるが、切り刃チップ５の着座時
における安定性が高まりチップ組込み精度が安定し、切
削抵抗の高い切削にも耐えられるようになっている。
直、かつ、互いに略直角に交差するように形成されてい
る。このため、切り刃チップ５は対称形とならないので
切り刃数は１切り刃となるが、切り刃チップ５の着座時
における安定性が高まりチップ組込み精度が安定し、切
削抵抗の高い切削にも耐えられるようになっている。
【００４１】切り刃チップ５の上面１０は、３つの平面
により構成されて外周逃げ面を形成している。この外周
逃げ面は、被削材との干渉を避けるためのものである
が、外周逃げ面を１平面で形成すると、外周刃１３の近
傍における逃げ角が大きくなりすぎたり切り刃チップ５
の厚みが薄くなりすぎたりして、切り刃強度に悪影響す
ることから本実施の形態では上述したように上面１０を
３面により構成している。
により構成されて外周逃げ面を形成している。この外周
逃げ面は、被削材との干渉を避けるためのものである
が、外周逃げ面を１平面で形成すると、外周刃１３の近
傍における逃げ角が大きくなりすぎたり切り刃チップ５
の厚みが薄くなりすぎたりして、切り刃強度に悪影響す
ることから本実施の形態では上述したように上面１０を
３面により構成している。
【００４２】なお、切削加工等を行っていると外周刃１
３や底刃１４が摩耗等してくるので、切り刃チップ５を
交換したり再研磨したしる必要が生じるが、工具使用前
に寸法測定と刃先位置の設定をやり直す手間がかかるこ
とが想定される。
３や底刃１４が摩耗等してくるので、切り刃チップ５を
交換したり再研磨したしる必要が生じるが、工具使用前
に寸法測定と刃先位置の設定をやり直す手間がかかるこ
とが想定される。
【００４３】このような場合には、図１０〜図１３に示
すような取付穴８に対して回転対称な構成として、２対
の外周刃１３及び底刃１４を形成するようにしてもよ
い。なお、図１０は切り刃チップ５の斜視図、図１１は
正面図、図１２は平面図、図１３は側面図を示してい
る。
すような取付穴８に対して回転対称な構成として、２対
の外周刃１３及び底刃１４を形成するようにしてもよ
い。なお、図１０は切り刃チップ５の斜視図、図１１は
正面図、図１２は平面図、図１３は側面図を示してい
る。
【００４４】このような構成によると、上述した２つの
被支持面１２がすくい面６及び正面逃げ面７として形成
されるので、これらすくい面６及び正面逃げ面７が２つ
形成されることになり、これにより外周刃１３及び底刃
１４もそれぞれ２つ形成できるようになる。
被支持面１２がすくい面６及び正面逃げ面７として形成
されるので、これらすくい面６及び正面逃げ面７が２つ
形成されることになり、これにより外周刃１３及び底刃
１４もそれぞれ２つ形成できるようになる。
【００４５】そして、一方の切り刃が摩耗等した場合に
は、締付ネジ９を緩め、切り刃チップ５を１８０度回転
させて再度締め付けることにより、容易に作業継続が行
えて作業効率の向上が図れるようになる。
は、締付ネジ９を緩め、切り刃チップ５を１８０度回転
させて再度締め付けることにより、容易に作業継続が行
えて作業効率の向上が図れるようになる。
【００４６】また、上記説明では、切り刃チップ５の上
面１０は、３つの平面により構成されて外周逃げ面を形
成していたが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
面１０は、３つの平面により構成されて外周逃げ面を形
成していたが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【００４７】即ち、当該外周逃げ面は被削材との干渉を
避けるための作用をなすので、外周刃１３の近傍におけ
る逃げ角が徐々に変化する方が切り刃強度を保つ意味か
ら好ましい。
避けるための作用をなすので、外周刃１３の近傍におけ
る逃げ角が徐々に変化する方が切り刃強度を保つ意味か
ら好ましい。
【００４８】そこで、図１４及び図１５に示すように外
周逃げ面が円柱面をなすように形成してもよい。図１４
は、このように形成された切り刃チップ５の斜視図、図
１５はその側面図である。
周逃げ面が円柱面をなすように形成してもよい。図１４
は、このように形成された切り刃チップ５の斜視図、図
１５はその側面図である。
【００４９】なお、図１４及び図１５に示す構成は、基
本的に図１０〜図１３に示す構成における切り刃チップ
５の上面１０を円柱面としたものであるが、図１〜図９
に示す構成の切り刃チップ５の上面１０をこのような円
柱面としてもよいことは言うまでもない。
本的に図１０〜図１３に示す構成における切り刃チップ
５の上面１０を円柱面としたものであるが、図１〜図９
に示す構成の切り刃チップ５の上面１０をこのような円
柱面としてもよいことは言うまでもない。
【００５０】次に、このような切り刃チップ５を供えた
スローアウェイ式エンドミル１を用いて三次元曲面加工
を行う場合の加工方法をタービンブレードの加工を例に
説明する。
スローアウェイ式エンドミル１を用いて三次元曲面加工
を行う場合の加工方法をタービンブレードの加工を例に
説明する。
【００５１】図１６は、タービンブレード１６の加工状
態を模式的に示した図で、図１６（ａ）は背面の加工状
態を、図１６（ｂ）は腹面の加工状態を示している。
態を模式的に示した図で、図１６（ａ）は背面の加工状
態を、図１６（ｂ）は腹面の加工状態を示している。
【００５２】切削加工においては、一般に主軸（工具本
体３の回転軸）の回転中心は略垂直方向であるが、被削
材との干渉を避けるために被削材の曲面の度合いに応じ
て主軸をエンドミル１の送方向（加工方向）ｆに対して
所定の角度傾けて行う。
体３の回転軸）の回転中心は略垂直方向であるが、被削
材との干渉を避けるために被削材の曲面の度合いに応じ
て主軸をエンドミル１の送方向（加工方向）ｆに対して
所定の角度傾けて行う。
【００５３】この際、主軸と切削面とのなす角度は、干
渉が避けられるならば主軸が送方向ｆに対して前傾姿勢
となる場合や逆に送方向ｆに対して後傾姿勢となる場合
のいずれでもよい。
渉が避けられるならば主軸が送方向ｆに対して前傾姿勢
となる場合や逆に送方向ｆに対して後傾姿勢となる場合
のいずれでもよい。
【００５４】タービンブレード１６の加工を行う場合に
は、先に述べたように正面逃げ角λを０゜〜５゜と極く
小さくしたことから、前傾角度を５゜以上に設定し、か
つ、工作機械の主軸周りの干渉を避けるため６０゜以下
とする。即ち、前傾角度ωを５゜〜６０゜とする。
は、先に述べたように正面逃げ角λを０゜〜５゜と極く
小さくしたことから、前傾角度を５゜以上に設定し、か
つ、工作機械の主軸周りの干渉を避けるため６０゜以下
とする。即ち、前傾角度ωを５゜〜６０゜とする。
【００５５】また、後傾姿勢で加工する場合には、後傾
角度ωを０゜〜９０゜の範囲に設定して行うことが好ま
しい。
角度ωを０゜〜９０゜の範囲に設定して行うことが好ま
しい。
【００５６】以上のような加工方法を採用することによ
り、高い剛性を有し、切味が良いという本発明の切削工
具の特長が発揮され、結果的に従来の工具に比較して加
工能率と加工品質、取扱いの簡便等において優れた効果
を得ることができる。
り、高い剛性を有し、切味が良いという本発明の切削工
具の特長が発揮され、結果的に従来の工具に比較して加
工能率と加工品質、取扱いの簡便等において優れた効果
を得ることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、工具本体の先端部
分に複数の切り刃チップを取付け、そのすくい面の軸方
向すくい角及び半径方向すくい角を所定範囲の正角に設
定すると共に、コーナ切り刃及び底刃の正面逃げ角を０
゜〜５゜の範囲に設定したので、超硬合金チップを材料
として用いた場合でも切り刃の靭性と工具剛性を十分持
たせることができて高能率に加工が行えるようになる。
分に複数の切り刃チップを取付け、そのすくい面の軸方
向すくい角及び半径方向すくい角を所定範囲の正角に設
定すると共に、コーナ切り刃及び底刃の正面逃げ角を０
゜〜５゜の範囲に設定したので、超硬合金チップを材料
として用いた場合でも切り刃の靭性と工具剛性を十分持
たせることができて高能率に加工が行えるようになる。
【図１】本発明の実施の形態の説明に適用されるスロー
アウェイ式エンドミルにおける先端部の斜視図である。
アウェイ式エンドミルにおける先端部の斜視図である。
【図２】図１に示すスローアウェイ式エンドミルの先端
部の正面図である。
部の正面図である。
【図３】図２におけるＡ部の拡大図である。
【図４】図２の底面図である。
【図５】切り刃チップの斜視図である。
【図６】切り刃チップの正面図である。
【図７】切り刃チップの平面図である。
【図８】切り刃チップの右側面図である。
【図９】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１０】図５に代わる他の構成の切り刃チップの斜視
図である。
図である。
【図１１】図１０に示す切り刃チップの正面図である。
【図１２】図１０に示す切り刃チップの平面図である。
【図１３】図１０に示す切り刃チップの側面図である。
【図１４】図５に代わる他の構成の切り刃チップの斜視
図である。
図である。
【図１５】図１４に示す切り刃チップの側面図である。
【図１６】タービンブレードの加工方法の説明図で、
（ａ）は背面加工、（ｂ）は腹面加工の状態を示したも
のである。
（ａ）は背面加工、（ｂ）は腹面加工の状態を示したも
のである。
【図１７】従来の技術の説明に適用されるソリッドエン
ドミルの底面図である。
ドミルの底面図である。
【図１８】図１７のソリッドエンドミルの先端部正面図
である。
である。
１ スローアウェイ式エンドミル ２ 捻溝 ３ 工具本体 ４ チップ座 ５ 切り刃チップ ６ すくい面 ７ 正面逃げ面 １０ 上面 １１ 下面 １２ 被支持面 １３ 外周刃 １４ 底刃 １５ コーナ切り刃 １６ タービンブレード α１ 軸方向すくい角 α２ 半径方向すくい角 λ 正面逃げ角 ｄ 芯厚 ω 切削時の主軸角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 袴田 義昭 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 ソリ ッドスクエア 東芝タンガロイ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C022 AA01 AA10 KK03 KK06 KK12 KK14 KK23 KK25 KK28 LL01 LL02 MM06 MM11 MM15
Claims (8)
- 【請求項１】 円柱状の工具本体側面に捻溝が複数形成
され、その先端部に概略四角形平板状の切り刃チップが
固着されるチップ座が形成されて、当該切り刃チップに
おける前記捻溝側の側面がすくい面、該すくい面に隣接
した先端側の側面が正面逃げ面をなすと共に、該切り刃
チップの上面とすくい面とにより形成される辺が外周
刃、前記正面逃げ面と前記すくい面とにより形成される
辺が底刃を形成して、これら外周刃と底刃とがコーナ切
り刃により連結されてなるスローアウェイ式エンドミル
において、 前記すくい面の軸方向すくい角及び半径方向すくい角を
所定範囲の正角に設定すると共に、前記コーナ切り刃及
び底刃の正面逃げ角を０゜〜５゜の範囲に設定したこと
を特徴とするスローアウェイ式エンドミル。 - 【請求項２】 前記すくい面が平坦に形成されると共
に、前記軸方向すくい角が１５゜〜２５゜の正角に設定
したことを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ
式エンドミル。 - 【請求項３】 前記捻溝により形成されるチップポケッ
トの深さ位置と前記チップ座の深さ位置とが略同一円上
に位置するように形成したことを特徴とする請求項１又
は２記載のスローアウェイ式エンドミル。 - 【請求項４】 概略四角形平板状に形成された前記切り
刃チップにおける４つの側面のうち２つの側面が前記す
くい面及び正面逃げ面をなし、残りの２つの側面が被支
持面をなして、当該被支持面が当該切り刃チップの下面
に対して略垂直に形成されると共に、２つの該被支持面
が相互に略直交して形成されていることを特徴とする請
求項１乃至３いずれか１項記載のスローアウェイ式エン
ドミルに用いる切り刃チップ。 - 【請求項５】 前記切り刃チップが、タングステンカー
バイト（ＷＣ）にコバルト（Ｃｏ）を１０〜２０ｗｔ％
含有してなる超硬合金により形成され又は当該超硬合金
の表面に金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、炭酸化物、
窒酸化物、炭窒酸化物、酸化アルミニウムのうち少なく
とも１以上を含む材料からなる皮膜を被覆して形成され
ていることを特徴とする請求項４に記載の切り刃チッ
プ。 - 【請求項６】 請求項１乃至３いずれか１項記載のスロ
ーアウェイ式エンドミル又は請求項４若しくは５記載の
切り刃チップを用いたスローアウェイ式エンドミルの回
転軸を５゜〜６０゜の範囲で加工方向側に傾いた状態で
切削加工することを特徴とする加工方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至３いずれか１項記載のスロ
ーアウェイ式エンドミル又は請求項４若しくは５記載の
切り刃チップを用いたスローアウェイ式エンドミルの回
転軸を０゜〜９０゜の範囲で加工方向と逆側に傾いた状
態で切削加工することを特徴とする加工方法。 - 【請求項８】 請求項６又は７における加工方法を用い
て、流体機器用羽根の三次元曲面形状を切削加工するこ
とを特徴とする加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079975A JP2002273611A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | スローアウェイ式エンドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079975A JP2002273611A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | スローアウェイ式エンドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273611A true JP2002273611A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18936336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079975A Pending JP2002273611A (ja) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | スローアウェイ式エンドミル及び切り刃チップ並びにこれらを用いた加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002273611A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005059120A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Tungaloy Corp | 切削工具 |
| WO2007013447A1 (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Mitsubishi Materials Corporation | ラジアスエンドミルおよび切削加工方法 |
| JPWO2006046278A1 (ja) * | 2004-10-25 | 2008-05-22 | オーエスジー株式会社 | エンドミル |
| CN111054960A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-04-24 | 西安创新工具厂 | 一种硬质合金圆柱螺旋系列铣刀机械夹固结构 |
-
2001
- 2001-03-21 JP JP2001079975A patent/JP2002273611A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005059120A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Tungaloy Corp | 切削工具 |
| JPWO2006046278A1 (ja) * | 2004-10-25 | 2008-05-22 | オーエスジー株式会社 | エンドミル |
| WO2007013447A1 (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Mitsubishi Materials Corporation | ラジアスエンドミルおよび切削加工方法 |
| JP2007030074A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | ラジアスエンドミル及び切削加工方法 |
| US7997834B2 (en) | 2005-07-25 | 2011-08-16 | Mitsubishi Materials Corporation | Radius end mill and cutting method |
| CN111054960A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-04-24 | 西安创新工具厂 | 一种硬质合金圆柱螺旋系列铣刀机械夹固结构 |
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Legal Events
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050325 |
|
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