JP2005238414A - 面取り刃付エンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】 面取り刃を容易に設けることのできるエンドミルを提供する。
【解決手段】 エンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａとを有する面取り刃付エンドミル１であって、シャンク本体１０の一端から軸方向先方に延出する二つの台座２，１１を作成する。そして台座２の先端にチップ３を固着させることでエンドミル刃（３ａ，３ｂ）を有するエンドミル切削部１ａを形成し、台座１１の先端にチップ４を固着させることで面取り刃４ａを有する面取り切削部１ｂを形成する。そして二つの切削部１ａ，１ｂ間に隙間７を設けた構成とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンドミル刃と面取り刃とを有する面取り刃付エンドミルに関する。特にエンドミル刃による切削径が０．３〜５ｍｍである小径のエンドミル、例えば樹脂やアルミニウムなどの軟質金属を加工するエンドミルであり、とりわけ樹脂あるいは軟質金属からなる厚み５ｍｍ以下の板材から所定形状の小片を切離し、あるいは切抜くのに好適なエンドミルに関する。

小径エンドミルは、板材から小片を切抜く際などに利用されている。例えば携帯電話などの小型のディスプレイ画面を保護する窓板を板材から切抜く際などに利用されている。窓板は、一般に大きな透明の樹脂板材から切抜かれ、一枚の樹脂板材から多くの窓板を切抜くために径の小さなエンドミル（例えば、特許文献１，２に記載された小径エンドミル）が利用されている。そして切抜き工程の後に窓板の上面側に面取りが施されていた。
特開平８−２５７８２１号公報 特開平１０−１８０５２８号公報

しかし面取り作業は、煩雑であった。そのため小径エンドミルに面取り刃を設けることで、面取り工程と切抜き工程とを同時に行いたいという要望があった。
しかしながら小径エンドミルは、小径であるために面取り刃を設けることが容易でない構成である。例えば、面取り刃を設ける十分なスペースがないために、エンドミル刃と面取り刃とを一つのチップから一体に形成することにより問題を解決していた。しかしこの形態の場合は、面取り刃とエンドミル刃とを繋ぐ部分が屈折した形状であることから、その形成が容易でないばかりか、屈折した部分から亀裂が生じてチップが割れてしまうこともあった。
そこで本発明は、面取り刃を容易に設けることのできるエンドミルを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える面取り刃付エンドミルであることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によると、シャンク本体の一端から軸方向先方に延出する二つの台座を作成する。そして一つの台座の先端にチップを固着させることでエンドミル刃を有するエンドミル切削部を形成し、他の台座の先端にチップを固着させることで面取り刃を有する面取り切削部を形成する。そして二つの切削部間に隙間を設けた構成とした。

すなわちエンドミル刃と面取り刃は、別個の構成になっている。
したがってエンドミルは、エンドミル刃と面取り刃との繋がり部分を不要とする容易な構成になっている。また面取り刃は、エンドミル切削部との間に隙間を有しているため、面取り刃の先端部がエンドミル切削部との接触によって欠けることもない。
また二つの切削部間に隙間が設けられているため、エンドミル刃によって切削された切屑が、隙間を利用して先端部側から基端部側へ吐出され得る。そのためエンドミルは、切屑を吐出しやすい構成になっている。

また請求項２に記載の発明によると、二つの切削部間に設けた隙間は、基端部側が先端部側の隙間よりも隙間間隔が広く形成されている。
したがって切屑は、さらに容易に基端部側へ吐出され得る。
なお本発明の隙間の形態は、基端部側の一部が先端部側の隙間間隔よりも広い形態、好ましくは先端部側から基端部側に向けて徐々に広がる末広がり部（テーパ）を有する形態等である。

請求項３に記載の発明によると、台座の少なくとも一つは、シャンク本体に対して軸方向あるいは径方向に位置調整可能に取付けられた台座であり、該台座にエンドミル切削部のチップもしくは面取り切削部のチップが取付けられている。
したがって台座を軸方向に位置調整することで、エンドミル刃と面取り刃との軸方向の位置関係を調整することができる。そのため種々な厚みの被切削物に対応した適切な大きさの面取り加工をすることができる。
また台座を径方向に位置調整することで、切削径の調整あるいは面取り加工の大きさの調整などをすることができる。

請求項４に記載の発明によると、切削部の少なくともいずれかのチップが単結晶ダイヤモンドで構成されている。
したがって単結晶ダイヤモンドによって切削溝または面取り部の少なくともいずれかをきれいに仕上げることができる。例えば鏡面に仕上げることができる。
ところで単結晶ダイヤモンドは、非常に硬く、しかももろい性質を有している。そのため複雑な形状にすることが困難な材料である。これに対して本発明に係るエンドミル刃と面取り刃は、別個な構成になっている（請求項１参照）。したがってエンドミル刃と面取り刃の少なくともいずれかを単結晶ダイヤモンドによって容易に構成することができる。また単結晶ダイヤモンドからなるチップは、相手側の切削部との接触がないので傷付くことがなく、この傷が原因で該チップが割れることもない。

実施の形態を図１〜７にしたがって説明する。
エンドミル１は、図１に示すようにシャンク本体１０と、シャンク本体１０から延出する台座１１と、台座１１の先端に取付けられたチップ（以下、面取りチップという）４とを有している。またエンドミル１は、シャンク本体１０に対して位置調整可能に取付けられた台座２と、台座２の先端に取付けられたチップ（以下、エンドミルチップという）３と、台座２をシャンク本体１０に取付ける取付部材６と、バランス用の錘５とを有している。

シャンク本体１０は、例えば工具鋼を素材として略円柱状に形成されている。
台座１１は、シャンク本体１０と一体に形成されており、シャンク本体１０の先端部から軸方向先方に延出している。そして台座１１の先端には、面取りチップ４を支持する支持部１１ａが形成されている。そして支持部１１ａに面取りチップ４が固着されることで面取り切削部１ｂが形成されている。
またシャンク本体１０は、図２に示すように台座２を位置調整可能に保持する保持台部１２を有している。そして保持台部１２には、取付部材６の脚部６ａが固定される固定部１２ａが形成されており、固定部１２ａは、メネジ状に形成されている。

面取りチップ４は、単結晶ダイヤモンド（ＭＣＤ）を素材としたチップから構成されている。そして面取りチップ４は、図３に示すように面取り刃４ａとすくい面４ｂと逃げ面４ｃとを有している。
すくい面４ｂは、すくい角が０°に構成されている。逃げ面４ｃは、二段状になっており、第一逃げ面の逃げ角が８°、第二逃げ面の逃げ角が２０°に構成されている。そしてすくい面４ｂの少なくとも裏面側が支持部１１ａに支持されている。
また面取りチップ４は、支持部１１ａからすくい面４ｂと逃げ面４ｃとが露出される状態で支持部１１ａにロー付けされている。このため面取りチップ４は、再研磨されやすく、面取りチップ４が長期使用され得る構成になっている。
また面取り刃４ａの刃物角は、８２°に形成されている。

台座２は、超硬合金を素材とした略板状の形態であって、図２に示すように長穴２０と支持部２１を有している。長穴２０は、取付部材６の脚部６ａが挿通される構成になっており、縦方向（軸方向）に長い構成になっている。支持部２１は、台座２の先端側に形成されており、エンドミルチップ３が取付けられる。そして支持部２１にエンドミルチップ３が取付けられることでエンドミル切削部１ａが形成されている。
錘５は、超硬合金を素材としており、エンドミル１の重心を回転軸線上にする役割を担う部材である。そして錘５には、取付部材６の脚部６ａが挿通される貫通孔５０が形成されている。
取付部材６は、ネジであってオネジを有する脚部６ａを有している。そして脚部６ａが、錘５の貫通孔５０に挿通され、台座２の長穴２０に挿通される。そして先端部が保持台部１２の固定部１２ａに螺合される。これによって台座２と錘５が取付部材６によって保持台部１２に取付けられる。そして取付部材６を緩めることで台座２を軸方向に位置調整することができる。

エンドミルチップ３は、単結晶ダイヤモンド（ＭＣＤ）を素材としたチップから構成されている。そしてエンドミルチップ３は、図１に示すように先端面を構成する一辺に底刃（切刃）３ｂを有している。そして側面を構成する一辺に外周刃（切刃）３ａを有している。またエンドミルチップ３は、すくい面３ｃと逃げ面３ｄ，３ｅとを有している。
外周刃３ａは、軸方向に並行に延出する構成になっている。すくい面３ｃは、すくい角が０°に構成されている。逃げ面３ｄは、外周刃３ａ側の逃げ面であって、二段状に構成されている。そして第一逃げ面の逃げ角が１０°に構成されている。逃げ面３ｅは、底刃３ｂ側の逃げ面であって、逃げ角が５°に構成されている。
そして本明細書では、底刃３ｂと外周刃３ａとを合わせてエンドミル刃と称している。

またエンドミルチップ３は、少なくともすくい面３ｃの裏面が支持部２１によって支持されている。そしてエンドミルチップ３は、支持部２１からすくい面３ｃと逃げ面３ｅ，３ｄとが露出される状態で支持部２１にロー付けされている。このためエンドミルチップ３は、再研磨されやすく、エンドミルチップ３が長期使用され得る構成になっている。
また外周刃３ａの刃物角は、８０°に形成されている。
またエンドミルチップ３は、図２に示すように台座２とともに軸方向に位置調整され得る。これにより外周刃３ａは、その先端部が面取り刃４ａの先端部よりも所定量突出した位置にて位置調整され得る（図４参照）。

エンドミル刃（３ａ，３ｂ）は、図５に示すように面取り刃４ａから回転軸線Ｃ周りに所定角度離れた位置に設けられている。すなわちエンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａは、回転軸線Ｃに対する同じ方向に設けられていない。
そしてエンドミルチップ３は、エンドミル刃（３ａ，３ｂ）が基準線Ｌより時計と反対周りに１０°ずれた位置になるように配設されている（配置角１０°）。一方面取りチップ４は、エンドミルチップ３に対して回転軸線Ｃ周り約１８０°の位置に設けられており、基準線Ｌ側から時計周りに５°ずれた位置に面取り刃４ａが位置する（配置角５°）。
したがって面取り刃４ａは、エンドミル刃（３ａ，３ｂ）から回転軸線Ｃ周りに１８０―１５°の位置にて設けられている。なお面取り刃４ａは、エンドミル刃（３ａ，３ｂ）から回転軸線Ｃ周りに回転方向９０〜２６０°の位置に設けられることが好ましく、１６５〜１９５°の位置に設けられることがさらに好ましい。

またエンドミル刃（３ａ，３ｂ）は、図５に示すように外周刃３ａの軌跡円８ａによって切削径が決まる。例えば、０．３〜５ｍｍの切削径（小径エンドミル）になっている。
そして軌跡円８ａは、面取り刃４ａによって面取りできる切削領域の軸方向の投影領域（８ｂと８ｃ間の領域）内に位置している。すなわちエンドミル刃（３ａ，３ｂ）による切削領域と、面取り刃４ａによる切削領域の軸方向の投影領域とが一部重なり合う構成になっている。そのため面取り刃４ａの軸方向の切込み設定によって、面取り幅の大きさを調整することができる。

またエンドミル切削部１ａと面取り切削部１ｂの間には、図１に示すように隙間７が形成されている。隙間７は、先端側の隙間７０と基端側の隙間７１を有している。
先端側の隙間７０は、エンドミルチップ３と面取りチップ４の間に形成されている。一方、基端側の隙間７１は、台座２と台座１１の基端部間に形成されている。

基端側の隙間７１は、先端側の隙間７０に比べて間隔が広くなった隙間拡大部７１ａを有している。そして隙間拡大部７１ａは、先端側（開放側）からシャンク本体１０側に向けて徐々に隙間間隔が広がる末広がり部７１ａ１（テーパ）を有している。
また隙間拡大部７１ａは、台座１１の一部を台座２から離間する方向に刳り貫いた刳り貫き部と、ほぼ真直ぐに軸方向に延出する台座２の一側面の間に形成されている。そのため隙間拡大部７１ａは、台座２を軸方向に移動させてもほぼ一定の形状に保持される構成になっている。

以下に、エンドミル１を利用して図６に示す板材８から複数の小片８０を切抜く方法について説明する。例えばアクリル等の透明樹脂板から成る板材８からディスプレイ画面を保護する窓板を切抜く方法について説明する。
先ず、図７に示すように作業台８３に板材８を固定する。なお固定方法は、下面側からの吸引等を利用する。また板材８の上面側には、予め保護フィルム８２が貼られており、下面側には粘着シート８１が貼られている。
そしてこの状態にて、図４に示すようにエンドミル１を矢印X方向に軸回転させながら板材の所定箇所を切込む。この時のエンドミル１の深さ位置は、エンドミルチップ３の底刃３ｂが板材８を貫通する位置であるとともに、底刃３ｂが粘着シート８１を破らない位置である。そしてその深さ位置のままエンドミル１を水平方向に移動させる。

これにより外周刃３ａが溝８０ａを形成する。そして図７に示すように溝８０ａによって大きな板材８から複数の小片８０が切抜かれる。また面取り刃４ａによって小片８０の上面側には面取り部８０ｂが形成される。かくしてエンドミル１は、切抜き工程と面取り工程とを同時になし得る。
またエンドミル切削部１ａと面取り切削部１ｂの間には、隙間７が設けられている。したがってエンドミルチップ３と面取りチップ４によって切削された切屑の一部は、隙間７に入り込むが、隙間７のシャンク側（基端部側）が広くなっているために、シャンク側へ容易に移動し得る。これによって切屑は、溝８０ａの底側から容易に上方に吐出される。
なお隙間７は、広ければ広いほど良いが、少なくとも０．０５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍあれば、隙間７に切屑が詰まりにくい。そして切屑が詰まることで生じ得る台座２，１１の破損を防止し得る。

以上のようにエンドミル１が構成されている。
すなわちエンドミル１は、図１に示すようにシャンク本体１０の一端から軸方向先方に延出する二つの台座２，１１を有している。そして台座２とエンドミルチップ３から構成されるエンドミル切削部１ａと、台座１１と面取りチップ４から構成される面取り切削部１ｂの間には、隙間７が形成されている。

したがって図２に示すようにエンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａは、別個の構成になっている。そのためエンドミル１は、エンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａの繋がり部分を不要とする容易な構成になっている。また面取り刃４ａは、エンドミル切削部１ａとの間に隙間７を有しているため、面取り刃４ａの先端部がエンドミル切削部１ａとの接触により欠けることもない。
また二つの切削部（１ａ，１ｂ）間に隙間７が設けられているため、エンドミル刃（３ａ，３ｂ）によって切削された切屑が、隙間７を利用して先端部側から基端部側へ吐出され得る。そのためエンドミル１は、切屑を吐出しやすい構成になっている。

また隙間７は、図１に示すように基端部側（７１）が先端部側（７０）の隙間よりも隙間間隔が広く形成されている。
したがって切屑は、さらに容易に基端部側へ吐出され得る。
また隙間７１は、先端部側からシャンク本体１０側に向けて徐々に隙間間隔が広がる末広がり部７１ａ１（テーパ）をも有している。したがって切屑は、さらに容易に基端部側へ吐出され得る。

またエンドミル１は、図１に示すようにシャンク本体１０に対して軸方向に位置調整可能に取付けられた台座２を有し、その台座２にエンドミルチップ３が取付けられている。
したがって台座２を軸方向に位置調整することで、図３に示すようにエンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａとの軸方向の位置関係を調整することができる。そのため種々な厚みの被切削物に対応した適切な大きさの面取り加工をすることができる。

またエンドミルチップ３および面取りチップ４は、単結晶ダイヤモンドで構成されている。
したがって単結晶ダイヤモンドによって溝（切削溝）８０ａおよび面取り部８０ｂ（図４参照）をきれいに仕上げることができる。例えば鏡面に仕上げることができる。
ところで単結晶ダイヤモンドは、非常に硬く、しかももろい性質を有している。そのため複雑な形状にすることが困難な材料である。これに対して本形態に係るエンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａは、図２に示すように別個な構成になっている。したがってエンドミル刃（３ａ，３ｂ）と面取り刃４ａを単結晶ダイヤモンドによって容易に構成することができる。また単結晶ダイヤモンドからなるエンドミルチップ３と面取りチップ４は、互いの切削部１ａ，１ｂとの接触がないので傷付くことがなく、この傷が原因でエンドミルチップ３あるいは面取りチップ４が割れることもない。

（他の実施の形態）
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下の形態であってもよい。
（１）上記の実施の形態は、エンドミルチップおよび面取りチップが単結晶のダイヤモンドから構成されていた。しかしこれらチップが多結晶ダイヤモンド結晶体（ＰＣＤ）、あるいは高速度工具鋼、あるいは超硬合金などから構成される形態であってもよい。ただし面取り部をきれいに仕上げたい場合、例えば鏡面に仕上げたい場合は、面取り刃チップを単結晶ダイヤモンド（ＭＣＤ）で構成することが好ましい。
（２）また上記の実施の形態は、位置調整可能な台座にエンドミルチップが取付けられていた。しかし位置調整可能な台座に面取りチップが取付けられる形態であっても良い。
（３）また上記の実施の形態は、エンドミルチップと面取りチップの間に形成された隙間７０が先端部から基端部までほぼ同じ隙間間隔で構成されていた。しかし当該隙間が先端側から基端側に向けて徐々に隙間間隔が広くなる末広がり部を有する形態であることがさらに好ましい。これにより切屑がさらに容易に基端側へ吐出され得る。
（４）また上記の実施の形態は、隙間拡大部の一部に末広がり部を有する形態であった。しかし隙間拡大部は、末広がり部を有さない構成であってもよい。
（５）また上記の実施の形態では、少なくとも一つの台座がシャンク本体に対して軸方向に位置調整可能に取付けられていた。しかし少なくとも一つの台座がシャンク本体に対して径方向に位置調整可能に取付けられる形態であっても良い。これによって切削径の調整あるいは面取り加工の大きさの調整などをすることができる。
（６）また上記の実施の形態では、すくい角、逃げ角、刃物角等を特定したが、これらの角度は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

エンドミル先端の一部拡大斜視図である。 エンドミルの部品の斜視図である。 図１の矢印Ａ方向（図１の裏面側）からのエンドミル先端の一部拡大斜視図である。 板材から小片を切抜いている状態のエンドミルの正面図である。 図４の矢印Ｂ方向からのエンドミルの拡大下面図である。 板材から小片を切抜いた状態を示す上面図である。 図６のＤ−Ｄ線断面矢視図である。

符号の説明

１…エンドミル
１ａ…エンドミル切削部
１ｂ…面取り切削部
２，１１…台座
３…エンドミルチップ
３ａ…外周刃（エンドミル刃）
３ｂ…底刃（エンドミル刃）
４…面取りチップ
４ａ…面取り刃
５…錘
６…取付部材
７，７０，７１…隙間
１０…シャンク本体
７１ａ…隙間拡大部
７１ａ１…末広がり部
８０…小片
８１…粘着シート
８２…保護フィルム
８３…作業台
Ｃ…回転軸線

Claims (4)

1. エンドミル刃と面取り刃とを有する面取り刃付エンドミルであって、
   シャンク本体の一端から軸方向先方に延出する二つの台座を作成し、前記一つの台座の先端にチップを固着させることで前記エンドミル刃を有するエンドミル切削部を形成し、前記他の台座の先端にチップを固着させることで前記面取り刃を有する面取り切削部を形成し、前記二つの切削部間に隙間を設けた構成としたことを特徴とする面取り刃付エンドミル。
2. 請求項１に記載の面取り刃付エンドミルであって、
   二つの切削部間に設けた隙間は、基端部側が先端部側の隙間よりも隙間間隔が広く形成されていることを特徴とする面取り刃付エンドミル。
3. 請求項１または２に記載の面取り刃付エンドミルであって、
   前記台座の少なくとも一つは、シャンク本体に対して軸方向あるいは径方向に位置調整可能に取付けられた台座であり、該台座にエンドミル切削部のチップもしくは面取り切削部のチップが取付けられていることを特徴とする面取り刃付エンドミル。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の面取り刃付エンドミルであって、
   前記切削部の少なくともいずれかのチップが単結晶ダイヤモンドで構成されていることを特徴とする面取り刃付エンドミル。
   
   

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