JP2003159610A - ラジアスエンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 切り屑排除が問題となりやすい多刃強ねじれ
のエンドミルにおいて、切り屑排出を円滑にし、切削振
動等を防止して、切削性を高め、溝切削等の重切削に適
し、かつ工具寿命が長く仕上げ切削にも適用可能な優れ
たエンドミルを提供する。 【解決手段】 外周にねじれた切れ刃２を有し、底刃８
の外周側に円弧刃を有するラジアスエンドミルにおい
て、該切れ刃に直角方向断面における刃溝面形状が、す
くい面から刃底、背面を経て隣接する切れ刃の三番面に
至る形状曲線が略Ｕ字型をなすし、該切れ刃のすくい面
が該切れ刃から刃径の５％以上内部で、回転中心から放
射方向を向く曲面とし、該円弧刃のすくい面は該切れ刃
端から該底刃端に至るまで切れ刃に沿って連続した凸面
としたことを特徴とするラジアスエンドミルである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、工作機械で用いる主
として鋼材あるいは金属材料切削用のエンドミルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】荒加工に用いるエンドミルは、切削作用
によって生じる多量の切り屑をスムーズに排出できる切
り屑スペースと、切込み量に比例して大きくなる切削カ
に耐える工具強度を併存している必要があり、一般に刃
数の少ない２枚刃エンドミルが用いられる。また仕上げ
用としては切りくず処理に関するよりも切れ味の維持が
問題であるため４枚刃エンドミルや多刃エンドミルが用
いられるのである。一方、エンドミルは総じて細長形状
であり、工具強度的に弱いものであって、特に荒加工へ
の適用が問題となりがちであるが、これの改善には多く
の工夫がある。例として、特開平７−１７８６１２号公
報。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】一般にエンドミルの
刃形は、すくい面、刃底、背面、逃げ面を含むランド幅
の各要素で構成されるが、このうち背面はランド幅を補
強する目的から凸円弧状のふくらみをもつようになされ
る。これは刃溝を狭くし、刃底の丸みが小さくなって切
りくずが無理矢理曲げられ、むだな切削抵抗を発生させ
る原因となっていた。特に、荒加工の例として溝切削の
時には、自ら作った両側面が壁となり一層切りくず排出
性が刃形に左右される。溝切削のように大量の切りくず
が生じ、その切り屑排出に制約があるようなときには、
従来の刃溝形状では切りくずづまりを生じて工具寿命が
短かいという問題があった。これと類似のことはステン
レス鋼のような粘い被削材でも生じる。ステンレス鋼で
は切りくずカ−ル半径が炭素鋼などと比べて大きくなる
ためである。上記のように、荒加工用には刃数の少ない
２枚刃エンドミルが用いられる理由の一つであるが、本
来、荒、仕上げ共用が望ましいことは言うまでもない。

【０００４】これに対し従来品は、３刃以上のねじれた
切れ刃を有するエンドミルで刃溝を浅く、すくい面をレ
−キ状にするとともに軸直角断面視において刃底から隣
接する切れ刃の三番面までをほぼ直線状に結んで、切り
くずの排出方向に障害のない形状とし、小さなすくい角
で切りくずを円滑に排出し、溝切削にも対応できるよう
にしたものである。しかし、刃底から隣接する切れ刃の
三番面までを直線状に結ぶことに固執すると刃底が浅く
なって、切りくずのカ−ルを妨げるという弊害が認めら
れた。

【０００５】

【本発明の目的】本発明は以上の問題を解決するために
なされたものであり、切り屑排除が問題となりやすい多
刃強ねじれのエンドミルにおいて、切り屑排出を円滑に
し、切削振動等を防止して、切削性を高め、溝切削等の
重切削に適し、かつ工具寿命が長く仕上げ切削にも適用
可能な優れたエンドミルを提供するものである。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明は以上の問題を解
決するために、外周にねじれた切れ刃を有し、底刃の外
周側に円弧刃を有するラジアスエンドミルにおいて、該
切れ刃に直角方向断面における刃溝面形状が、すくい面
から刃底、背面を経て隣接する切れ刃の三番面に至る形
状曲線が略Ｕ字型をなすし、該切れ刃のすくい面が該切
れ刃から刃径の５％以上内部で、回転中心から放射方向
を向く曲面とし、該円弧刃のすくい面は該切れ刃端から
該底刃端に至るまで切れ刃に沿って連続した凸面とした
ことを特徴とするラジアスエンドミルであり、より詳細
には、該切れ刃が３刃以上で、該ねじれ角が３０度〜５
０度、該エンドミルの心厚が刃径の６０％〜７５％、該
エンドミルの底刃のすかし角を０．５度〜１５度とし、
該切れ刃のすくい角を略０度とし、該底刃のすくい角を
軸方向に０度又は０度以上の正角とし、該切れ刃のラン
ド幅が刃直角方向断面視において刃径の１０％〜２０％
の値であることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】外周切れ刃に直角方向断面の刃溝面形状に着目
したのは、切り屑は刃直角方向に切り取られ流出するの
で、切削性を改善する目的では、ねじれ角を大きくこと
が望ましい。また、ねじれ角を大きくすると切れ刃の間
隔が狭くなり、切り屑処理に支障がある。凸円弧状のふ
くらみを除くことによって刃溝を広くし、大きな刃底丸
みを設けて切り屑を誘導し、切り屑処理を円滑にするこ
とができる。汎用エンドミルにおいて、３０度ねじれが
標準的に用いられる。切削性を高める目的で強ねじれが
採用されるが、本発明によれば、強ねじれでも３０度ね
じれと同等の刃溝を確保できる。刃溝の大きさは、刃数
と心厚によっても制限を受ける。ねじれがゆるくても刃
数が多い場合は切り屑流出方向の切れ刃間隔が狭くな
る。従って、３０度ねじれであっても本発明は意義があ
る。

【０００８】すくい角は、切れ味と切れ刃強度に関係す
る。すくい角を略０度としたから、背面凸部がなくて
も、切れ刃強度は保証される。更に、刃溝は任意の位置
における接線が断面形状内を通過する曲率自由の凹状と
したから切れ刃の直下のすくい面がフック状となって切
れ刃近傍の刃物角を大きくして補強効果を得ることがで
きる。刃溝は凹曲面であって、心厚の規定に従えば小さ
な曲率の曲面であるから切り屑は刃溝に滞留することな
くすくい面に沿って速やかに排除される。そのため切削
振動を助長することがない。発生する切削熱もまた切り
屑とともに排除されるから熱損傷が緩和される。尚、す
くい角は略０度とするものの、−５度〜＋５度程度の範
囲であれば良い。

【０００９】ラジアス刃部分のすくい面は、外周すくい
面と底刃すくい面とからなり、双方が交差する部分に山
状の突起ができる。ねじれが強いほど、突起がけわしく
なり、局部的に切削抵抗が大きくなって、損傷を生じや
すい。ラジアス刃部分のすくい面を独立した凸状すくい
面として、局部的な抵抗を分散均一にして、損傷を緩和
する。ラジアス刃部分のすくい角が正角に大きくなるこ
とはなく、食い付き時の強度を維持することができる。
底刃のすかし角は、底刃と切削面とが広い範囲で接触し
ないよう設け、通常は０．５度〜３度、円弧刃はスケア
刃に比べると円弧長さだけ切れ刃接触長さが長いからす
かし角を大きくしてバランスさせておく。特に傾斜切削
において、接触を減じ、切り屑排除を助ける作用があ
る。

【００１０】底刃すくい角を０度または正角として、外
周切れ刃のすくい面とは独立して設けたからねじれ角や
心厚の影響を受けることなく底刃の切削性を確保でき
る。該底刃の一部が外周切れ刃の先端にフラット刃を形
成するようにしたから強ねじれ刃の弱点である切れ刃先
端のシャープエッジ部を強化し切れ刃摩耗をフラット刃
の長さに分散して、局部摩耗を避ける。フラット刃の長
さは条件で変化するものの、この部分に生じるクレータ
摩耗の影響を受けないよう０．２〜０．５ｍｍ程度の数
値をとればよい。

【００１１】以上の作用によって、溝切削において切り
屑排出性が改善され、３刃以上であっても深溝切削が可
能となった。特に切り屑が変形しにくいステンレス鋼の
切削が容易で、工具寿命が長い。耐熱鋼などの難削材に
も適用できる。また、切り屑が切削作用を阻害すること
がないから、切削振動が少ない。その結果面粗さがよ
く、たおれが少ない高精度な仕上げが可能となり、長い
立て壁等の切削でも奇麗に削れる。更に、外周切れ刃の
先端を補強したから、切り屑が溜りやすい溝切削やポケ
ット加工に適し、切れ刃先端を酷使するコーナ加工や輪
郭加工においても工具寿命が長くなる。すなわち粗切
削、仕上げ切削に共用できる。コーナーＲ刃では、３次
元切削において切り屑排除が容易で、重切削が可能とな
る。

【００１２】外周切れ刃のランド幅（逃げ面、二番面
等）が刃径の１０％〜２０％とする。凸状の背面が存在
しないから、通常より大くして、刃と刃溝をバランスさ
せる。一般のエンドミルのランド幅は軸直角断面で刃径
の約１０％である。凸状背面があると、ランド幅を一定
値に揃えるため、ヒ−ル段差を要するが、凹曲面のみの
ため、ヒ−ル段差がなくてもランド幅は揃う。

【００１３】本発明を適用することにより、すくい面か
ら刃底を経て隣接する切れ刃の三番面に至る凸円弧状の
ふくらみをもつ背面が存在しなくなるため、切削性を改
善する目的でねじれ角を大きくとることができ、これに
よって刃直角断面における切れ刃の間隔が狭くなるも、
切りくずは刃直角方向に切り取られ流出するのであるか
ら、この間隔が狭くなっても、前記凸円弧状のふくらみ
を除くことによって刃溝を広くし、かつ切りくずを誘導
するように大きな刃底丸みを設けて切りくず処理を円滑
にすることができる。本発明のＵ字型の丸みは、刃数と
心厚で制限を受ける。刃数が多い場合ほど丸みの半径が
小さくなる。既述のようにねじれ角が大きくて、切りく
ず流出方向の切れ刃間隔が狭い場合、また、心厚が大き
く、刃数が多い場合など、一般のエンドミルにおいて十
分な刃溝の確保がむつかしい場合であっても本発明の効
果は顕著である。

【００１４】次に外周切れ刃の先端を円弧刃で底刃と結
ぶとともに、該円弧刃のすくい面は外周切れ刃端から底
刃端に至るまで切れ刃に沿って連続した凸面とし、該底
刃のすかし角を０．５度〜１５度とすることにより、ラ
ジアス刃部分のすくい面は、外周刃のすくい面と底刃の
すくい面とで構成されるため、両すくい面の交差部が山
状に角張るように現れる。本発明のごとく、ねじれ角が
大きいエンドミルの場合は山状の突起が大きくなるた
め、局部的な切削力を受けて切れ刃損傷が発生しやす
い。これを防止するため、連続した凸面とするのであ
る。なお底刃のすかし角は０．５度〜１５度と大きくし
て、底刃における円滑な切りくず処理を行う。以上の作
用によって、まず、溝切削において切りくず排出性が改
善され、３刃以上の切れ刃であっても深い溝切削まで可
能となる。特に切りくずが変形しにくいステンレス鋼の
切削が容易となり、工具寿命が長い。耐熱鋼などの難削
材にも適用できる。また、切りくずが切削作用を阻害す
ることがないから、切削振動が少ない。その結果面粗さ
がよく、たおれが少ない高精度な仕上げが可能となる。
切削形状に関しては、切りくずがたまりやすいポケット
加工が容易となり工具寿命が長くなる。

【００１５】次にすくい面は切れ刃におけるすくい角が
略０度とし、かつ少なくとも切れ刃から刃径の５％以上
内部においては回転中心から離れる放射方向を向く凹曲
面としたから、すくい角が正角による切れ刃強度の低下
を防ぐとともに、曲面状のすくい面が切れ刃近傍の刃物
角を大きくして補強効果を得ることができる。また、す
くい角が大きな負角とはならないので切削性の劣化がな
く、生成する切り屑は刃溝に滞留することなくすくい面
に沿って速やかに排除される。そのため切削振動を助長
することがない。発生する切削熱もまた切り屑とともに
排除されるから温度上昇に原因する切れ刃の熱損傷が緩
和される。なお、すくい角は略０度とするものの、−５
度〜＋５度の範囲であれば良く、該角度が小さいときは
刃径の５％に満たない部分においてすくい面は放射方向
を向く曲面となる。

【００１６】また、該エンドミルの底刃のすくい角は軸
方向に０度あるいは０度以上の正角として、外周切れ刃
のすくい面とは独立して設けてあるから、ねじれ角や心
厚の影響を受けることなく底刃の切削性を確保すること
ができ、一方、該底刃の一部が外周切れ刃の先端に微小
な長さのフラット刃を形成するようにしたことによっ
て、強ねじれ刃の弱点である切れ刃先端のシャープエッ
ジ部を強化するとともに切れ刃摩耗を分散して禍福を転
ずることができるのである。ここで、フラット刃の長さ
はエンドミル直径や使用条件で変化するものの、この部
分に生じるクレータ摩耗の影響を受けないよう０．２〜
０．５ｍｍ程度の数値をとればよい。

【００１７】また、本発明は、外周切れ刃のランド幅が
刃直角方向断面視において刃径の１０％〜２０％の値と
する。まず、ランド幅は図２のランド５の幅である。切
れ刃から逃げ面とこれに連続する二番面、二番面を構成
し、加工物との間のクリアランスを保つものである。本
発明においては、凸円弧状のふくらみを有する背面が存
在しないから、一般のエンドミルに比べて大きな値とす
ることにより、刃と刃溝をバランスさせるものである。
従来品を含め、一般のエンドミルでは軸直角断面におい
て刃径の約１０％の値のランド幅を有している。

【００１８】以上の作用によって、まず、溝切削におい
て切り屑排出性が改善され、３刃以上の切れ刃であって
も深い溝切削まで可能となる。特に切り屑が変形しにく
いステンレス鋼の切削が容易となり、工具寿命が長い。
耐熱鋼などの難削材にも適用できる。また、切り屑が切
削作用を阻害することがないから、切削振動が少ない。
その結果面粗さがよく、たおれが少ない高精度な仕上げ
が可能となる。また外周切れ刃の先端を補強したから、
切り屑が溜りやすい溝切削やボケット加工はもとより、
切れ刃先端を酷使するコーナ加工や輪郭加工においても
工具寿命が長くなる。すなわち粗切削、仕上げ切削に共
用できるエンドミルを得るのである。また、本発明は、
外周切れ刃のランド幅が刃直角方向断面視において刃径
の１０％〜２０％の値とする。まず、ランド幅は図２の
ランド６の幅である。これは逃げ面とこれに連続する二
番面、三番面等で構成され、加工物との間のクリアラン
スを保つものである。本発明においては、凸円弧状のふ
くらみを有する背面が存在しないから、一般のエンドミ
ルに比べて大きな値とすることにより、刃と刃溝をバラ
ンスさせるものである。従来品を含め、一般のエンドミ
ルでは軸直角断面において刃径の約１０％の値のランド
幅を有している。以下、実施例に基づいて詳細に説明す
る。

【００１９】

【実施例】（実施例１）本発明例１、従来例２とも、エ
ンドミル本体１に外周切れ刃２のねじれ角３が４３度、
４枚刃、エンドミル材質は超微粒子超硬合金を用い、研
削後ＴｉＡｌＮコ−ティングを施した。本発明例１は図
１に示すＡ−Ａ線の切れ刃直角断面の形状において、図
２に示すように、すくい面４、刃底５、背面６から隣接
する切れ刃の三番面７までＵ字型に滑らかに研削したも
のである。従来例２は、同様に図３に示す切れ刃直角断
面の形状において、背面に凸状の***がある。上記２試
料を用いて比較切削を行なった。切り込み量を幅、深さ
とも８ｍｍの溝切削とし、送り速度を変数として切削を
行なった。加工物は冷間ダイス鋼ＳＫＤ１１（硬さＨＢ
２００）であって切削条件は回転数３２００ｒｐｍ、切
削速度８０ｍ／ｍｉｎとし、長さ２５０ｍｍを切削毎に
順次送り速度を高めて切削状況を観測した。

【００２０】その結果、本発明例１は、送り速度６０
０、８００、１０００、１２００、１４００ｍｍ／ｍｉ
ｎと切削に耐え、１６００ｍｍ／ｍｉｎのとき底刃先端
に欠けを発生した。送り速度６００ｍｍ／ｍｉｎまでの
切削負荷が両者で大きく相違しなかったから、上記の性
能差は切屑排除能力の相違によるものと判断され、すな
わちＵ字型の滑らかな刃形が奏功したものに他ならな
い。従来例２は送り速度６００ｍｍ／ｍｉｎのとき切れ
刃へ切屑づまりを生じて刃部が赤熱化し、送り速度８０
０ｍｍ／ｍｉｎのとき折損した。

【００２１】次に、切屑排除にやや便宜がある側面切削
に適用した。切り込みは幅２ｍｍ、深さ１５ｍｍの側面
切削で構造用炭素鋼Ｓ５０Ｃ（硬さＨＢ１８０）を切削
した。切削条件は回転数３１００ｒｐｍ、切削速度１０
０ｍ／ｍｉｎ、送り速度５８０ｍｍ／ｍｉｎ一定とし、
切削長さを比較した。本発明例１は１０ｍ切削して外周
刃にチッピングが発生したものの、底刃には損傷が認め
られなかった。いうまでもなくエンドミル切削において
はエンドミル底刃の先端から切削が開始されるのであ
り、この部分には各方向からの負荷が１点に集中して作
用する。従来例２をはじめ通常のエンドミルはとりわけ
この部分がシャープになりやすいから、局部損傷の原因
となる。従来例２は切削長さ１ｍで底刃先端に大きな欠
けが発生してもはや切削を継続することができなかっ
た。このように強ねじれ刃においてすくい面に設けたフ
ラット刃が切れ刃先端の補強におよぼす効果は歴然であ
って、Ｕ字型刃溝との相乗効果を得て一層、工具寿命に
与える影響は大きなものがある。

【００２２】（実施例２）次に、エンドミルの各構成要
素に基づいて説明する。本発明例３として、図４に、先
端部のすくい角は略０度、ランド幅９は１ｍｍ、刃溝深
さ約１．３ｍｍにした刃径８ｍｍ、４枚刃のエンドミル
である。すなわちランド幅９は刃径比１２％、心厚は同
６８％である。刃直角断面形状は図２に示すように、す
くい面４、刃底５、背面６から隣接する切れ刃の三番面
７までＵ字型に設けてある。すくい面４は曲面で構成さ
れているから、これが回転中心側を向くことがなく、大
きな刃物角を得ている。外周切れ刃の先端は図５に示す
ように底刃の一部が微小な長さのフラット部１１を形成
してある。底刃８の軸すくい角は５度であるから、フラ
ット刃と外周刃とは屈曲して接することになる。また、
材質は超微粒子超硬合金を用い、ＴｉＡｌＮコ−ティン
グを施した。比較例４として、図３に示すように背面に
円弧状のふくらみがある刃径８ｍｍ、ねじれ角３０度、
すくい角１０度で刃溝深さ１．８ｍｍ、ランド幅１ｍｍ
の超硬４枚刃エンドミルを用いた。本発明例３と同様の
ＴｉＡｌＮコ−ティングを施した。

【００２３】切削試験は、切り込み量の幅、深さとも８
ｍｍの溝切削とし、送り速度を変数として切削を行なっ
た。加工物は冷間ダイス鋼ＳＫＤ６１（硬さＨＢ２０
０）であって切削条件は回転数３２００ｒｐｍ、切削速
度８０ｍ／ｍｉｎとし、長さ２５０ｍｍを切削毎に順次
送り速度を高めて切削状況を観測した。本発明例３は、
送り速度６００、８００、１０００、１２００、１４０
０ｍｍ／ｍｉｎと振動が少なくよく切削に耐え、１６０
０ｍｍ／ｍｉｎのとき底刃先端に欠けを発生した。送り
速度１４００ｍｍ／ｍｉｎにおける切り屑排出量は約９
０ｃｃ／ｍｉｎであって、これは同寸法のコ−ティング
エンドミルにおいて商用に推奨される値の１０倍を越え
るものである。送り速度６００ｍｍ／ｍｉｎまでの切削
負荷が両者で大きく相違しなかったから、上記の性能差
は切り屑排除の適否によるものと判断され、すなわちア
ンダーカット部をもたないＵ字型の滑らかな刃形が奏功
したものに他ならない。これが切れ刃先端が強化された
ことによって高送りにも耐え、また先端部の強化により
特筆に値する顕著な効果を得たのである。従来例４は、
送り速度６００ｍｍ／ｍｉｎのとき切れ刃へ切り屑づま
りを生じて刃部が赤熱化し、送り速度８００ｍｍ／ｍｉ
ｎのとき折損した。

【００２４】（実施例３）本発明例５として、フラット
刃の作用を確認するため、本発明例１と同刃形で刃径１
０ｍｍのエンドミルを用いた。刃溝深さ約１．６ｍｍ、
ランド幅は１．２ｍｍである。材質は超微粒子超硬合金
を用い、ＴｉＡｌＮコ−ティングを施した。従来例２も
試験を行った。切削試験は、切り込み量幅２ｍｍ、深さ
１５ｍｍの側面切削で構造用炭素鋼Ｓ５０Ｃ（硬さＨＢ
１８０）を切削した。切削条件は回転数３１００ｒｐ
ｍ、切削速度１００ｍ／ｍｉｎ、送り速度５８０ｍｍ／
ｍｉｎ一定とし、切れ刃に損傷を生じるまでの切削長さ
を比較した。

【００２５】本発明例５は、１０ｍ切削して外周切れ刃
にチッピングが発生したものの、フラット刃を設けた切
れ刃先端部分には目立った損傷が認められなかった。い
うまでもなくエンドミル切削においては外周切れ刃の先
端部分から切削が開始されるのであり、この部分には各
方向からの負荷が１点に集中して作用する。従来例２は
もとより本発明例５のように強ねじれのエンドミルはと
りわけこの部分がシャープになりやすいから切れ刃強度
を低下して、局部損傷の原因となる。しかし、本発明に
おいてフラット刃を設けたから食い付き時における負荷
をフラット長さ１２全体で支持することができ、切れ刃
先端の補強してチッピングを防止し、摩耗を分散する効
果は顕著である。この部分の損傷を軽減したことによっ
て、切屑をスムーズに排除して切れ刃摩耗を抑制するＵ
字型刃溝の効果が有効に作用し、両者の相乗効果を得て
一層長い工具寿命を得るのである。従来例２は、切削長
さ１ｍで外周切れ刃先端に大きな欠けが発生して切削を
中止せざるを得なかった。

【００２６】（実施例４）本発明例１を用いて、図６に
示す様なキャビティの彫り込み作業で試験を行なった。
加工物はＳ５０Ｃ材（硬さＨＲＣ１３）、これに直径２
００ｍｍ、深さ２０ｍｍのキャビティを彫り込むもので
ある。回転数２１００ｒｐｍ、切削速度６６ｍ／ｍｉ
ｎ、送り速度７５０ｍｍ／ｍｉｎ、切り込みは深さ２０
ｍｍ、幅１ｍｍで内壁のスパイラル切削を行なった。最
終的には直径２００ｍｍのキャビティが得られるもの
の、切削開始時は小さなドリル穴から始まるため曲率の
大きい小径円内の切削となって、切屑排除がむつかし
く、ノズルから切削液を噴出させて排出を補助するもな
お極めて作業性が悪い。また切れ刃は切削作用のみでな
く硬化した切屑を噛み込み再度切削することがあって損
傷を早めることがある。本発明例１はこの作業におい
て、切屑の噛み込みはあるものの確実に排除されて切れ
刃に欠けの発生がなく、安定した作業を遂行できた。ま
た、加工面の面粗さが比較品に比べて良好であった。キ
ャビティ加工では長時間切削後の最終加工面が加工仕上
げ面として残るから、この評価は格別の価値がある。チ
ッピング等の突発的な損傷が避けられない従来例に対し
て、本発明例は安定した成果が得られ、信頼性が高いと
いう特徴を有するのである。

【００２７】尚、ねじれ刃エンドミルにおける切削作用
は切れ刃直角方向に切屑が排出されるから刃直角断面に
おける刃形解析が求められ、ねじれ角が大きいほど軸直
角断面との乖離が大きくなる。本発明は刃溝間隔がせま
くなる強ねじれ刃において軸直角断面で見られるのと同
等大の刃溝を得るものである。刃溝形状に限らず、すく
い角、逃げ角においても同様の乖離は生じるが、外周切
れ刃のすくい角に関しては略０度としたから、刃直角方
向、軸直角方向は問わないでよい。フラット刃を設ける
とき、すくい角が正角であると、底刃すくい面が狭くな
るが、略０度とすることによって底刃すくい面を広く
し、十分な補強効果を得るのである。

【００２８】（実施例５）本発明例６として図７、図８
に示すような、ねじれ角４３度、すくい角０度、刃溝深
さ約１．６ｍｍにした刃径１０ｍｍ、４枚刃のコーナー
部に円弧刃１３を設けたエンドミルで試験した。本発明
例６の刃直角断面形状は図２に示すように、すくい面
４、刃底５、背面６から隣接する切れ刃の三番面７まで
をＵ字型に滑らかに設けてある。外周切れ刃の先端は図
８に示すように半径２ｍｍの円弧刃１３で底刃と結んで
あり、該円弧刃１３のすくい面１４は外周すくい面と底
刃すくい面とが滑らかに連続するよう凸面に研削した。
底刃のすかし角１５は７度である。また、材質は超微粒
子超硬合金を用い、ＴｉＡｌＮコ−ティングを施した。
比較のため、比各例７として、すくい角１０度、刃溝深
さ２ｍｍ、刃径１０ｍｍの超硬４枚刃エンドミルを用い
た。本発明例６と同様のＴｉＡｌＮコ−ティングを施し
た。図３に示すように背面に凸円弧状のふくらみがあ
る。外周切れ刃の先端には半径２ｍｍの円弧刃を設けた
が、すくい面を凸面には研削していない。切削試験は、
切り込み幅、深さとも１０ｍｍの溝切削で、工具突出し
量４０ｍｍで、送り速度を変数として、被削材をＳ５０
Ｃ、ＳＵＳ３０４の２つで行なった。被削材Ｓ５０Ｃで
は、切削速度５０ｍ／ｍｉｎ、乾式切削で行い、被削材
ＳＵＳ３０４では、切削速度２０ｍ／ｍｉｎ、油性切削
油を用いて行なった。

【００２９】その結果、送り速度を変数として最低値か
ら順次増加させていったところ、Ｓ５０Ｃの場合は、本
発明例６は送り速度５００、７５０、１２５０ｍｍ／ｍ
ｉｎまで切削して、なお振動が少なく切削を継続できる
状態であった。先端部においてチッピング等の異常損傷
は認められなかった。送り速度１５００で折損した。比
較例７は送り速度７５０ｍｍ／ｍｉｎまで上げた時点で
機械振動が激しく折損に至った。従来品には、背面に切
屑擦過傷が大きく、切屑ずまりから折損に至っていた。
従って、切屑排除の適否がこの限界の差となった。本発
明品は送り速度を上げても切屑は刃溝に堆積することな
く、排出できることが確認された。

【００３０】ＳＵＳ３０４切削では、同様に送り速度を
変数として最低値から順次増加させていったところ、本
発明例６は送り速度１００、１５０、２００ｍｍ／ｍｉ
ｎまで切削して、なお振動が少なく切削を継続できる状
態であった。送り速度２５０で折損した。比較例７は、
送り速度５０ｍｍ／ｍｉｎで切削試験を始めたが、機械
振動が激しく折損に至った。切屑ずまりから折損に至っ
ていた。ＳＵＳ３０４切削では、切屑が嵩高になりやす
いため、切屑排出性の一層明らかとなる。

【００３１】（実施例６）本発明例６、比較例７のエン
ドミルを用いて、パイプ状ハブの端面にキーを削り出す
成形加工に供した。加工物は合金鋼ＳＣｒ４１５材で、
切削条件は切り込みが深さ１２ｍｍ、幅最大４ｍｍであ
って、荒加工では回転数１２００ｒｐｍ、送り速度２５
０ｍ／ｍｉｎとし、仕上げ加工では回転数９５０ｒｐ
ｍ、送り速度１８０ｍ／ｍｉｎとした。薄肉パイプの加
工のためバリの発生が工具寿命を決定するが、本発明品
では２３００箇の加工が可能であった。本発明例６は、
バリは発生するものの軽微であり、上記加工後において
もまだ容易に除去することができる程度のものであっ
た。比較例７は１０００箇の加工で除去することのでき
ない硬いバリが発生した。本来、同一切削条件であると
刃数の少ない本発明例６は刃当りの切り込み量が多くな
って切れ刃に負荷がかかり、バリが発生しやすい状況に
なるが、この作業では切り込み幅が４ｍｍと大きいから
切屑処理には有利であって、且つ、刃溝および円弧刃の
形状に改良が加えられているから、比較例７に対して数
倍以上という顕著な効果が得られた。

【００３２】（実施例７）本発明例８として、図９に示
すように刃先部分にフラット部１１を設け、金型の３次
元仕上げ加工に供した。加工物は硬さＨＲＣ４０のプリ
ハードン金型用鋼であって、ボールエンドミルで前加工
された傾斜面を走査送りにより往復切削するものであ
る。切り込みは深さ１ｍｍ以下、ピック送り２ｍｍであ
って、切削条件は回転数８０００ｒｐｍ、切削速度３２
０ｍ／ｍｉｎ、送り速度８００ｍｍ／ｍｉｎ一定とし、
水溶性油剤を用いて切削した。本発明例８は、１６ｍを
切削して作業を終ったが、切り込み深さが一定しない加
工にもかかわらず底刃のエッジには摩耗が認められず、
加工精度が極めて良好であった。フラット刃以外では４
０゜以上のねじれ角としてあるから、送りの方向に関係
なく上方へ速やかに切屑を排出することができ切削部位
へ切屑を噛み込むことがない。結果として精度のよい加
工を実現できるのである。上記加工には、従来より３０
゜ねじれの４刃、超硬コーティングエンドミルで、すく
い角が１０度、刃溝深さ１．６ｍｍで外周刃は底刃側先
端にまで達しているエンドミルが使用されている。

【００３３】（実施例８）本発明例６、比較例７のエン
ドミルを用いて、金型入れ子の幅の広い側面切削に適用
した。加工物は硬さＨＲＣ３３のプリハードン金型用
鋼、高さ約２０ｍｍの入れ子の周囲を切り込み幅０．５
ｍｍで切削した。切削条件は回転数１２００ｒｐｍ、切
削速度３８ｍ／ｍｉｎ、送り速度２００ｍｍ／ｍｉｎで
ある。エンドミル切れ刃の長さは２２ｍｍであるが、加
工物の関係で切れ刃のオ−バ−ハングを４５ｍｍとして
切削した。本発明例６は、切削中にチッピングの発生が
なく、したがってビビリや機械振動など加工精度を損な
う現象は生じなかった。８時間連続切削して何等問題が
なく、優れた結果を示した。比較例７は、切削途中にチ
ッピングが発生し、ビビリが大きくなったため、製品を
完成させることができなかった。エンドミル切削におい
てはエンドミル底刃の先端から切削が開始されるのであ
り、この部分には各方向からの負荷が１点に集中して作
用する。エンドミルは一般にこの部分がシャープになり
やすく、局部損傷の原因となる。本発明になるエンドミ
ルは刃先にフラット刃を設けてあるから刃先の負荷が分
散して局部損傷を緩和する。また、ねじれ角が大きくし
てあるから側面切削の場合は複数の切れ刃が同時に切削
面を創成するように働き、細密で平坦な平面を得ること
ができるのである。ねじれ角が大きいと幾何学的に刃溝
は小さくなるが、Ｕ字型刃溝としてあるから、ねじれ角
がゆるい場合と同等の切屑スペースを確保することがで
き、一層切削性を高めることができるのである。

【００３４】（実施例９）本発明例６、比較例７のエン
ドミルを用いて、刃径より大きい直径の円筒穴をヘリカ
ル切削によって加工した。加工物は構造用炭素鋼Ｓ５０
Ｃ焼鈍材である。切削にはマシニングセンタを使用して
ク−ラントに外部からの高圧エアを用いた。加工穴は直
径１２〜１４ｍｍ、深さ２０ｍｍである。ヘリカル切削
は穴あけ加工に次ぐ閉鎖領域の加工であるからこの作業
には通常２刃のエンドミルが用いられる。ここでは比較
品として同サイズで、ねじれ角３０゜、２刃の本体軸心
にエアホ−ルを備えたヘリカル切削専用の超硬エンドミ
ルを供した。切削条件は工具回転数６０００ｒｐｍ、送
り速度は公転方向にエンドミル中心で１２００ｍｍ／ｍ
ｉｎ、１公転毎の軸方向進み量を０．５〜２．０ｍｍに
変化させて切削に所要の電流値を測定したところ、本発
明品が所要電流値が２０％以上低いことが確認された。
また加工穴側面の切削仕上げ面は１０μｍＲｙ以下の良
質な面が得られた。比較のヘリカル切削専用エンドミル
では切削能率を高めることはできても、切れ刃剛性の関
係があって面粗度を良くすることは容易でない。本発明
品が４刃のため１刃当たりの負荷が軽減され、切屑が細
かくなって外部からのエア供給で十分排除がなされたこ
と、また凸状の円弧刃と大きなすかし角が切屑を巻き込
むことなく排出させる作用を現したことによるものであ
る。本発明品はヘリカル切削専用に供するものではな
く、側面、深溝等にも適用できるものであるから、これ
を勘案すれば適用範囲の域において従来にない優れた特
徴を有するものであることがわかる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、多刃強ねじれのエンド
ミルにおいて、切れ刃形状を改善した結果、切屑排出を
円滑にし、切削振動等を防止して切削性を高めることが
可能となり、溝切削等の重切削に適し、且つ、工具寿命
が長く仕上げ切削にも使用できる優れたエンドミルが得
られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明例の実施例の正面図を示す。

【図２】図２は、図１の刃直角断面を示す。

【図３】図３は、従来例の刃直角断面を示す。

【図４】図４は、本発明例の他の実施例の正面図を示
す。

【図５】図５は、図４の要部拡大図を示す。

【図６】図６は、加工の形態を説明する。

【図７】図７は、本発明例の他の実施例の正面図を示
す。

【図８】図８は、図７の要部拡大図を示す。

【図９】図９は、本発明例の他の実施例の正面図を示
す。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 外周切れ刃 ３ ねじれ角 ４ すくい面 ５ 刃底 ６ 背面 ７ 三番面 ８ 底刃 ９ ランド幅 １０ 溝幅 １１ フラット部 １２ フラット部の長さ １３ 円弧刃 １４ 円弧刃のすくい面 １５ 底刃のすかし角

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にねじれた切れ刃を有し、底刃の外
   周側に円弧刃を有するラジアスエンドミルにおいて、該
   切れ刃に直角方向断面における刃溝面形状が、すくい面
   から刃底、背面を経て隣接する切れ刃の三番面に至る形
   状曲線が略Ｕ字型をなすし、該切れ刃のすくい面が該切
   れ刃から刃径の５％以上内部で、回転中心から放射方向
   を向く曲面とし、該円弧刃のすくい面は該切れ刃端から
   該底刃端に至るまで切れ刃に沿って連続した凸面とした
   ことを特徴とするラジアスエンドミル。
2. 【請求項２】 請求項１記載のラジアスエンドミルにお
   いて、該切れ刃が３刃以上で、該ねじれ角が３０度〜５
   ０度、該エンドミルの心厚が刃径の６０％〜７５％、該
   エンドミルの底刃のすかし角を０．５度〜１５度とした
   ことを特徴とするラジアスエンドミル。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のラジアスエンドミ
   ルにおいて、該切れ刃のすくい角を略０度としたことを
   特徴とするラジアスエンドミル。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３いずれかに記載のラジア
   スエンドミルにおいて、該底刃のすくい角を軸方向に０
   度又は０度以上の正角としたことを特徴とするラジアス
   エンドミル。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４いずれかに記載のラジア
   スエンドミルにおいて、該切れ刃のランド幅が刃直角方
   向断面視において刃径の１０％〜２０％の値であること
   を特徴とするラジアスエンドミル。