JP2007245278A - End mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば金型の加工などに用いられるエンドミルに関する。 The present invention relates to an end mill used, for example, for machining a mold.
一般に、例えば金型の加工などに用いられるエンドミルは、超硬合金などの硬質材料で略円柱棒状に形成されたエンドミル本体からなり、エンドミル本体には、軸線方向後端側に設けられ例えば工作機械のチャックなどに把持されるシャンク部と、シャンク部よりも軸線方向先端側に設けられ被削材の切削に供される切刃を備えた切刃部とが具備されている。このようなエンドミルは、切刃部の外周に、先端から後端側に向け、軸線回りで切削加工時のエンドミル回転方向の後方側に螺旋状に捩れる複数の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面と、径方向外側を向く外周面との交差稜線部（外周側辺稜部）に外周切刃（切刃）が形成されている。また、切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面と、エンドミル本体の先端面との交差稜線部には、底切刃が形成されている。 In general, an end mill used, for example, for machining a mold is composed of an end mill body formed of a hard material such as cemented carbide in a substantially cylindrical rod shape. The end mill body is provided on the rear end side in the axial direction, for example, a machine tool. A shank portion gripped by the chuck or the like, and a cutting edge portion provided with a cutting edge provided on the tip end side in the axial direction with respect to the shank portion to be used for cutting the work material. In such an end mill, a plurality of chip discharge grooves that spirally twist on the rear side in the end mill rotation direction around the axis from the front end toward the rear end side around the axis are formed on the outer periphery of the cutting edge portion. An outer peripheral cutting edge (cutting edge) is formed on a cross ridge line portion (outer peripheral side ridge portion) between a wall surface facing the front side in the end mill rotation direction of the chip discharge groove and an outer peripheral surface facing the outer side in the radial direction. Moreover, the bottom cutting edge is formed in the intersection ridgeline part of the wall surface which faces the end mill rotation direction front side of a chip discharge groove | channel, and the front end surface of an end mill main body.
この一方で、この種のエンドミルには、切刃部の外周切刃の外径よりも小径とされたシャンク部が切刃部に直接接続されたものや、切刃部とシャンク部との間に、切刃部の外周切刃の外径よりも小径の首部を具備したものがある。また、切刃部の外周切刃の外径が軸線方向先端から後端側に向けて一定に形成された、いわゆるスクウェアタイプと称されるエンドミルや、軸線方向先端から後端に向けて外周切刃の外径が漸次小となるように形成された、いわゆるバックテーパー付きのエンドミル（例えば、特許文献１参照）が知られており、このうち、スクウェアタイプのエンドミルでは、加工底面と加工側面との交差部を（幾何学的に）直角に切削することが可能とされる。 On the other hand, in this type of end mill, a shank part whose diameter is smaller than the outer diameter of the outer peripheral cutting edge of the cutting edge part is directly connected to the cutting edge part, or between the cutting edge part and the shank part. In addition, there is one having a neck portion having a smaller diameter than the outer diameter of the outer peripheral cutting edge of the cutting edge portion. In addition, the outer diameter of the outer peripheral cutting edge of the cutting edge part is formed so as to be constant from the axial front end to the rear end side, so-called a square type end mill, or the outer peripheral cutting from the axial front end to the rear end. An end mill with a so-called back taper formed so that the outer diameter of the blade gradually becomes smaller is known (for example, see Patent Document 1). Among these, a square type end mill has a processing bottom surface and a processing side surface. Can be cut (geometrically) at right angles.
このようなエンドミルは、エンドミル本体の後端側のシャンク部が工作機械に片持ち状態で保持されつつ軸線回りに高速回転されて、軸線に交差する方向に送り出しながら切刃部の外周切刃を被削材に切り込ませて使用される。このため、一般に、切削時には、被削材から軸線に交差する方向の反力が作用して、軸線が湾曲するような撓みがエンドミル本体に生じ、この状態で切削に供されることになる。 In such an end mill, the shank portion on the rear end side of the end mill body is cantilevered by the machine tool and rotated at high speed around the axis to feed the outer peripheral cutting edge of the cutting edge while feeding it in the direction crossing the axis. Used by cutting into the work material. For this reason, generally, at the time of cutting, a reaction force in a direction intersecting the axis from the work material acts, and a bending that the axis is curved occurs in the end mill body, and is used for cutting in this state.
特に、加工すべき深さがエンドミルの外周切刃長よりも深い、いわゆる深彫り加工を行う場合には、外周切刃全体で被削材の切削を行なうと、切削に伴う反力がより大きく作用してこれに伴う大きな撓みにより加工面が湾曲した状態で加工されてしまう。このため、深彫り加工を行う場合には、一旦外周切刃長よりも小さな深さで先端側の一部の外周切刃を被削材に切り込ませ、エンドミル本体の撓みを極力小さく抑えた状態で一段目の加工を行い、この一段目の加工底面を基面として、さらに深さ方向に先端側の一部の外周切刃を切り込ませて二段目の加工を行うというように、順次小さな切り込み深さに分けた多段階の切削操作で、撓みの発生を抑えつつ所定の深さの加工が行われている。このような深彫り加工を行う場合に、前述の切刃部の後端側に外周切刃の外径よりも小径の首部またはシャンク部を備えたエンドミルにおいては、切削時に加工面と切刃部以外の部分を非接触状態に維持することができ、切刃部以外の部分が接触して加工面を傷つけることなく切削することが可能とされている。 In particular, when performing so-called deep engraving, where the depth to be processed is deeper than the length of the outer peripheral cutting edge of the end mill, if the workpiece is cut with the entire outer peripheral cutting edge, the reaction force associated with the cutting will be greater. It will be processed in a state where the processing surface is curved due to the large deflection caused by the action. For this reason, when deep engraving is performed, a part of the outer peripheral cutting edge on the tip side is once cut into the work material at a depth smaller than the outer peripheral cutting edge length, and the bending of the end mill main body is minimized. In the state, the first stage processing is performed, and the first stage processing bottom is used as the base surface, and further, the second stage processing is performed by cutting a part of the outer peripheral cutting edge on the tip side in the depth direction. By a multi-stage cutting operation that is sequentially divided into small cutting depths, machining at a predetermined depth is performed while suppressing the occurrence of bending. When such deep engraving is performed, in an end mill having a neck or shank smaller in diameter than the outer diameter of the outer peripheral cutting edge on the rear end side of the aforementioned cutting edge, the processing surface and the cutting edge during cutting Other parts can be maintained in a non-contact state, and it is possible to perform cutting without damaging the processing surface due to contact with parts other than the cutting edge part.
しかしながら、このように多段階に分けて切削した場合においても、各段の加工時には、切削抵抗によりエンドミル本体に若干の撓みが生じ、この撓みによる加工残りが生じることになって、前段の加工面の状態や前段の加工面残りの影響を受ける。そして、前記スクウェアタイプのエンドミルをこのような深彫り加工に用いた場合には、バックテーパーを施したエンドミルと比べ、外周切刃のうち、被削材に切り込まれて切刃として作用する幾何学的な切刃作用範囲や、このうち実際の切削時に同時に被削材に切り込まれる同時切削切刃範囲が長くなるため、上述のような前段の加工面の状態や前段の加工面残りの影響を受けやすく、ビビリなどが発生し加工精度の低下や切刃部の破損が生じやすいという問題があった。 However, even when cutting in multiple stages in this way, at the time of machining at each stage, the end mill main body is slightly bent due to cutting resistance, resulting in a machining residue due to this bending. And the influence of the remaining machining surface in the previous stage. And, when the square type end mill is used for such deep engraving, compared to an end mill with a back taper, the geometry of the outer peripheral cutting edge that is cut into the work material and acts as a cutting edge. The cutting edge working range and the simultaneous cutting edge range that is simultaneously cut into the work material during actual cutting become longer, so the state of the previous machining surface as described above and the remaining machining surface remaining There is a problem that it is easily affected, and chattering occurs, resulting in a decrease in machining accuracy and damage to the cutting edge.
また、切刃部の外径よりも小径の首部またはシャンク部が切刃部の後端側に接続されたエンドミルでは、切刃部の後端に、首部またはシャンク部との接続段差により角部が画成され、特にスクウェアタイプのエンドミルでは、切刃部の外周切刃の外径が軸線方向先端から後端側に向けて一定に形成されていることにより、切刃部の径方向の同位置に、切刃部の先端側とこの角部が配されることになる。しかるに、このようなバックテーパーの無いスクウェアタイプのエンドミルでは、幾何学的には切刃と前段の加工面が、切込みが零（０）で擦過されている状態となるが、実際には切削抵抗によるエンドミルの撓みの発生などの影響を受け、切刃作用範囲間で切削が行われるため、最もシャンク部または首部側にある外周切刃、すなわち前記角部における切刃コーナーが仕上げ加工面を形成する部分に接触してしまい、仕上げ面に筋状の加工跡が残りやすいという問題があった。 Also, in an end mill in which a neck or shank smaller than the outer diameter of the cutting edge is connected to the rear end side of the cutting edge, a corner is formed at the rear end of the cutting edge due to a connection step with the neck or shank. In particular, in a square type end mill, the outer diameter of the outer peripheral cutting edge of the cutting edge is formed constant from the front end to the rear end in the axial direction. The tip end side of the cutting blade portion and the corner portion are arranged at the position. However, in such a square type end mill without a back taper, the cutting edge and the previous processing surface are geometrically scraped with zero (0) cutting, but in reality the cutting resistance Due to the influence of the occurrence of bending of the end mill due to cutting, cutting is performed between the cutting edge working range, so the outer peripheral cutting edge closest to the shank or neck, that is, the cutting edge corner at the corner forms the finished surface. There is a problem that a streak-like processed trace tends to remain on the finished surface.
これに対して、バックテーパー付きのエンドミルでは、軸線方向先端から後端に向けて外周切刃の外径が漸次小となるように形成されることにより、角部が先端側の外周切刃よりも径方向内側に位置されるため、切刃部の先端側の外周切刃を被削材に切り込ませた際に生じる若干の撓みにより、この角部が仕上げた加工面に当接することがなく、加工面に筋状の加工跡が形成されることがないものとされる。 On the other hand, in an end mill with a back taper, the outer peripheral cutting edge is formed so that the outer diameter gradually decreases from the axial front end to the rear end, so that the corner is more than the front end outer peripheral cutting edge. Since the outer peripheral cutting edge on the tip side of the cutting edge portion is cut into the work material, the corner portion may come into contact with the finished machining surface. No streak-like processing traces are formed on the processing surface.
また、軸線方向先端から後端に向けて外周切刃の外径が漸次小となるように形成されることにより、加工残りを切削する後端側の外周切刃の範囲を小さくすることができ、ビビリや振動などが生じにくいものとされている。
しかしながら、上記のバックテーパー付きのエンドミルにおいては、筋状の加工跡の形成やビビリなどの発生が防止できる一方で、例えば首下の短い浅彫り加工や切削抵抗の小さい条件で加工する場合に、切刃部のバックテーパー形状の外周切刃により、加工面が逆テーパー形状を呈するように形成されてしまい、所定の加工面精度を確保できないという問題があった。また、これを解消するためにテーパー角を小さくして切刃部を形成した場合には、外周切刃をバックテーパー形状で形成することによる利点を喪失し、角部が仕上げた加工面に当接したり、ビビリが発生しやすくなるという問題があった。 However, in the above-mentioned end mill with a back taper, while the formation of streak-like processing traces and the occurrence of chattering can be prevented, for example, when machining under conditions of short shallow engraving or cutting resistance under the neck, Due to the back tapered outer peripheral cutting edge of the cutting edge, the processed surface is formed to have an inversely tapered shape, and there is a problem in that a predetermined processed surface accuracy cannot be ensured. In addition, if the cutting edge is formed with a reduced taper angle to eliminate this, the advantage of forming the outer peripheral cutting edge with a back taper shape is lost, and the corner is applied to the finished surface. There has been a problem that contact and chatter are likely to occur.
本発明は、上記事情を鑑み、バックテーパー形状の切刃部を備えつつ優れた加工面精度で切削可能なエンドミルを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an end mill capable of cutting with excellent machining surface accuracy while having a back tapered cutting edge portion.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明のエンドミルは、軸線回りに回転される略円柱棒状のエンドミル本体の先端側に切刃部が設けられるとともに、該切刃部よりも後端側に、前記切刃部よりも小径の首部またはシャンク部が設けられ、前記切刃部の外周には切屑排出溝が形成されて、該切屑排出溝の前記切刃部における外周側辺稜部に切刃が形成されたエンドミルにおいて、前記切刃部は、前記切刃の外径が前記切刃部の先端から後端側に向けて漸次縮径するように形成されているとともに、該切刃の外径が縮径する縮径率は、前記切刃部の先端側よりも前記後端側が大となるように形成されていることを特徴とする。 The end mill of the present invention is provided with a cutting blade portion on the front end side of a substantially cylindrical rod-shaped end mill body rotated about an axis, and a neck portion having a smaller diameter than the cutting blade portion on the rear end side of the cutting blade portion. Alternatively, in the end mill in which a shank portion is provided, a chip discharge groove is formed on the outer periphery of the cutting blade portion, and a cutting blade is formed on the outer peripheral side ridge portion of the cutting blade portion of the chip discharge groove. The blade portion is formed so that the outer diameter of the cutting blade gradually decreases from the front end to the rear end side of the cutting blade portion, and the diameter reduction rate at which the outer diameter of the cutting blade decreases is The rear end side is formed to be larger than the front end side of the cutting blade portion.
また、本発明のエンドミルにおいては、前記切刃部に、前記切刃の前記軸線回りの回転軌跡を、前記軸線に沿う断面視で前記軸線方向先端側と後端側に区分して、前記先端側の切刃に対して前記後端側の切刃を径方向内側に折曲げる折曲部が設けられていることが望ましい。 Further, in the end mill of the present invention, the cutting edge portion is divided into a front end side and a rear end side in the axial direction in a cross-sectional view along the axis, and the tip of the cutting edge is divided into the tip end It is desirable that a bent portion for bending the rear end side cutting edge radially inward with respect to the side cutting edge is provided.
さらに、本発明のエンドミルにおいては、前記先端から前記折曲部までの前記軸線に沿う長さＬが、前記切刃部の前記先端における前記切刃の外径Ｄに対して０．２〜０．７×Ｄの範囲内とされていることがより望ましい。 Furthermore, in the end mill of the present invention, the length L along the axis from the tip to the bent portion is 0.2 to 0 with respect to the outer diameter D of the cutting blade at the tip of the cutting blade portion. More desirably, it is within the range of 7 × D.
本発明のエンドミルによれば、切刃の外径が切刃部の先端から後端側に向けて漸次縮径するように形成されていながらも、先端側よりも後端側の切刃外径の縮径率、すなわち軸線方向の単位長さ当たりで切刃外径が縮径する割合が大きくなるように切刃部が形成されていることによって、従来の先端側から後端側に向けて一定のテーパー角で縮径された切刃を有する切刃部と比較して、先端側では被削材を切削する切刃の範囲を大きくすることができ、加工面が逆テーパー形状で加工されることを防止できる。また、後端側では切刃が先端側よりも縮径率が大きくなるように、すなわち先端側の切刃の回転軌跡の延長線よりも内周側に向かうように形成されているため、加工残りの切削に供される切刃の範囲を小さく抑えることができるため、切削時にビビリや振動などが生じることを防止できる。さらに、後端側の切刃が先端側よりも縮径率が大きくなるように形成されることで、切刃部の後端に形成される角部が、切削に伴うエンドミル本体の撓みによって仕上げた加工面と接触することを防止でき、加工面に筋状の加工跡が形成されることを防止できる。これにより、本発明のエンドミルにおいては、バックテーパー付きエンドミルとスクウェアタイプのエンドミルの両者の利点を合わせ持つことが可能とされるため、ビビリや振動などの不具合を解消して優れた加工面精度で切削を行なうことが可能とされる。 According to the end mill of the present invention, the outer diameter of the cutting edge is formed such that the outer diameter of the cutting edge gradually decreases from the front end of the cutting edge portion toward the rear end side. The cutting edge portion is formed so that the ratio of the diameter of the cutting edge is reduced per unit length in the axial direction, that is, the cutting edge portion is formed from the front end side to the rear end side. Compared with a cutting edge part having a cutting edge reduced in diameter by a certain taper angle, the range of the cutting edge for cutting the work material can be increased on the tip side, and the machining surface is machined in a reverse taper shape. Can be prevented. In addition, the cutting edge is formed on the rear end side so that the diameter reduction rate is larger than that on the front end side, that is, so as to be directed to the inner peripheral side from the extension line of the rotation trajectory of the cutting edge on the front end side. Since the range of the cutting edge used for the remaining cutting can be kept small, chatter and vibration can be prevented from occurring during cutting. Furthermore, the cutting edge on the rear end side is formed so that the diameter reduction ratio is larger than that on the front end side, so that the corner portion formed at the rear end of the cutting edge portion is finished by the bending of the end mill body accompanying cutting. It is possible to prevent contact with the processed surface and to prevent the formation of streak-like processed marks on the processed surface. As a result, in the end mill of the present invention, it is possible to combine the advantages of both an end mill with a back taper and a square type end mill, thereby eliminating problems such as chatter and vibration with excellent surface finish accuracy. Cutting can be performed.
また、本発明のエンドミルにおいては、切刃部に縮径率が急激に変化する折曲部が設けられていることによって、折曲部よりも後端側の切刃をエンドミル本体のより径方向内側に配置することができるため、加工残りの切削に供される切刃の範囲を小さく抑えることができ、切削時にビビリや振動などが生じることを確実に防止できる。これに加えて、切刃部の後端の角部が、加工面に当接することを防止でき、仕上げた加工面に筋状の加工跡が形成されることを確実に防止できる。 In the end mill of the present invention, the cutting edge is provided with a bent portion in which the diameter reduction rate abruptly changes, so that the cutting edge on the rear end side with respect to the bent portion is arranged in the radial direction of the end mill body. Since it can arrange | position inside, the range of the cutting blade used for the remaining machining can be suppressed small, and it can prevent reliably that chatter, a vibration, etc. arise at the time of cutting. In addition to this, it is possible to prevent the corner portion at the rear end of the cutting edge portion from coming into contact with the machining surface, and it is possible to reliably prevent the formation of streak-like machining marks on the finished machining surface.
さらに、本発明のエンドミルにおいては、先端から折曲部までの軸線に沿う長さＬが、切刃部の先端における切刃の外径Ｄに対して０．２〜０．７×Ｄの範囲内とされていることによって、先端から折曲部までの被削材と切刃が接触する範囲を十分に確保することができるため、加工面が逆テーパー形状で加工されることを確実に防止できる。ここで、先端から折曲部までの前記長さＬが、切刃の前記外径Ｄに対して、０．２×Ｄよりも小さい場合には、加工面が逆テーパー形状で加工されてしまう恐れがあり、０．７×Ｄよりも大きい場合には、後端側の切刃の加工残りの切削に供される範囲が大きくなってビビリや振動が生じやすくなってしまう。 Furthermore, in the end mill of the present invention, the length L along the axis from the tip to the bent portion is in the range of 0.2 to 0.7 × D with respect to the outer diameter D of the cutting blade at the tip of the cutting blade. By being inside, it is possible to ensure a sufficient range of contact between the cutting material and the cutting material from the tip to the bent part, so that it is surely prevented that the machining surface is machined with a reverse taper shape it can. Here, when the length L from the tip to the bent portion is smaller than 0.2 × D with respect to the outer diameter D of the cutting blade, the processing surface is processed in an inversely tapered shape. If it is larger than 0.7 × D, the range of the cutting edge on the rear end side used for the remaining machining becomes large and chatter and vibration are likely to occur.
以下、図１から図７を参照し、本発明の一実施形態に係るエンドミルについて説明する。本発明の一実施形態は、例えば金型などの加工に用いられるエンドミルに関し、特に切刃部の外径が軸線方向先端から後端側に向けて漸次小径とされ、切刃がバックテーパー形状で形成されたエンドミルに関するものである。 Hereinafter, an end mill according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. One embodiment of the present invention relates to an end mill used for processing of a mold or the like, for example, and in particular, the outer diameter of the cutting edge is gradually reduced from the axial front end to the rear end side, and the cutting edge has a back taper shape. It relates to the formed end mill.
本実施形態のエンドミルＡは、図１から図２に示すように、超硬合金等の硬質材料を用いて形成されたエンドミル本体１から構成され、このエンドミル本体１は、その先端１ａ側に設けられた切刃部２と、後端１ｂ側に設けられたシャンク部３と、切刃部２とシャンク部３とを接続する首部４とから一体に構成されている。ここで、図２は、図１のエンドミルＡの切刃部２を模式的に示したものである。
The end mill A of this embodiment is comprised from the end mill main body 1 formed using hard materials, such as a cemented carbide, as shown in FIGS. 1-2, and this end mill main body 1 is provided in the front-end |
シャンク部３は、外径ｄ１が略一定とされた略円柱棒状に形成されており、その外径ｄ１が切刃部２及び首部４の外径Ｄ１、ｄ２よりも大径とされている。このように形成されたシャンク部３は、例えばマシニングセンタなどの工作機械に把持されてこの工作機械の回転駆動手段の回転力を伝達しエンドミル本体１を軸線Ｏ１回り（回転方向Ｔ）に高速回転させるものとされている。
The shank portion 3 is formed in a substantially cylindrical rod shape whose outer diameter d1 is substantially constant, and the outer diameter d1 is larger than the outer diameters D1 and d2 of the
また、首部４は、軸線Ｏ１と同軸にシャンク部３から先端１ａに向けて延設されており、その先端側が、外径ｄ２が略一定とされた略円柱棒状に形成されているとともに、後端側が、先端から後端に向けて漸次拡径されて首部４の外周面とシャンク部３の外周面とを連接するようにシャンク部３に接続されている。
Further, the
切刃部２は、首部４の軸線Ｏ１方向先端と繋がり軸線Ｏ１と同軸に先端１ａ側に向けて延設されているとともに、その外径Ｄ１が首部４の外径ｄ２よりも大径とされている。このため、切刃部２の後端２ｉと首部４の接続部分には段差が生じ、切刃部２の後端２ｉには、その外周部分に角部２ｊが画成されている。また、この切刃部２には、外周に、軸線Ｏ１方向先端１ａから首部４に向けて、軸線Ｏ１回りで切削加工時のエンドミルＡ回転方向Ｔの後方側に螺旋状に捩れる一対の切屑排出溝２ａが軸線Ｏ１を挟んで互いに反対側に形成されている。この切刃部２において、一対の切屑排出溝２ａのエンドミルＡ回転方向Ｔ前方側を向く壁面と、径方向外側を向く外周面２ｂとの交差稜線部（外周側辺稜部）２ｃに外周切刃（切刃）２ｄが形成され、一対の切屑排出溝２ａのエンドミルＡ回転方向Ｔ前方側を向く壁面と、切刃部２の先端面２ｅとの交差稜線部に底切刃２ｆが形成されている。ちなみに、外周切刃２ｄを形成する外周面２ｂは、軸線Ｏ１に直交する断面において、軸線Ｏ１から偏心した中心を有する略円弧状の凸曲線とされ外周切刃２ｄからエンドミルＡ回転方向Ｔの後方側に向かうに従い軸線Ｏ１側に向けて漸次後退するように形成されている。これにより、この外周面２ｂは外周逃げ面とされ、外周切刃２ｃに外周逃げ角を与えるものとされている。
The
一方、この切刃部２においては、図１及び図２に示すように、軸線Ｏ１方向先端１ａから後端１ｂ側に向けて外周切刃２ｄの外径Ｄ１が漸次小となるように形成されているとともに、先端１ａ側の外周切刃２ｇと後端２ｉ側の外周切刃２ｈとを区分し、先端１ａ側の外周切刃２ｇに対して後端２ｉ側の外周切刃２ｈを径方向内側に折曲げる折曲部５が設けられている。また、先端１ａ側の外周切刃２ｇと後端２ｉ側の外周切刃２ｈは、その軸線Ｏ１回りの回転軌跡が軸線Ｏ１に沿う断面視で、ともに直線となるように形成されている。これにより、切刃部２の外径Ｄ１は、後端２ｉ側に向けて縮径する割合、すなわち縮径率が先端１ａ側の外周切刃２ｇと後端２ｉ側の外周切刃２ｈとでそれぞれ一定とされるとともに、前記折曲部５を境として先端１ａ側よりも後端２ｉ側の縮径率が大となるように形成される。ここで、本実施形態において、折曲部５は、先端１ａから折曲部５までの軸線Ｏ１に沿う長さＬが切刃部２の先端１ａにおける外径Ｄに対して０．２〜０．７×Ｄの範囲内となる位置に設けられている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ついで、上記の構成からなるエンドミルＡを用いて被削材Ｗを切削する方法について説明する。 Next, a method for cutting the workpiece W using the end mill A having the above-described configuration will be described.
はじめに、シャンク部３を、例えばマシニングセンタなどの図示せぬ工作機械に把持させて、片持ち状態でエンドミル本体１を保持させる。ついで、工作機械の回転駆動手段を駆動してエンドミル本体１を軸線Ｏ１回り（回転方向Ｔ）に高速回転させつつ軸線Ｏ１に交差する方向に送り出して切刃部２の外周切刃２ｄ及び底切刃２ｆを被削材Ｗに切り込ませる。
ここで、本実施形態においては、図３に示すように、被削材Ｗに垂直の加工面を形成する。また、加工すべき深さＨがエンドミルＡの軸線Ｏ１に沿う外周切刃長Ｌ１よりも深い、いわゆる深彫り加工を行うものとし、切削幅ａｅで、かつ１回の切削により切込み深さａｐの切削を行い、これを繰り返すことにより加工すべき全ての深さＨの切削を行うものとしている。
First, the shank portion 3 is held by a machine tool (not shown) such as a machining center, and the end mill body 1 is held in a cantilever state. Next, the rotation driving means of the machine tool is driven to rotate the end mill body 1 around the axis O1 (rotation direction T) at a high speed and feed it in the direction intersecting the axis O1, thereby cutting the outer
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, a machining surface perpendicular to the work material W is formed. Further, the depth H to be machined is deeper than the outer peripheral cutting edge length L1 along the axis O1 of the end mill A, and so-called deep engraving is performed. The cutting width ae and the depth of cut ap by one cutting. By cutting and repeating this, cutting of all the depths H to be processed is performed.
このような被削材Ｗの深彫り加工に、図４から図５に示すような、切刃部２の外周切刃２ｄの外径Ｄ１が軸線Ｏ１方向先端１ａから後端２ｉに向けて一定に形成された（縮径率が０とされた）、いわゆるスクウェアタイプのエンドミルＢを用いた場合には、切刃部２の先端１ａ側の外周切刃２ｄを被削材Ｗに切り込ませた際に生じる若干の撓みにより、切刃部２の後端２ｉに形成された首部４との接続段差部分の角部２ｊが仕上げた加工面に当接してしまい、この状態で軸線Ｏ２に交差する方向に切り込まれることで、仕上げた加工面に筋状の加工跡が形成されてしまうという問題があった。また、前段の加工残りの切削に供される後端２ｉ側の外周切刃２ｄの範囲が大きくなり、この加工残りの影響を受けて、ビビリや振動などが発生し加工面精度の低下や切刃部２の破損が生じやすくなってしまう。
4 to 5, the outer diameter D1 of the outer
また、図６から図７に示すような、軸線Ｏ３方向先端１ａから後端に向けて外周切刃２ｄの外径Ｄ１が一定のテーパー角のバックテーパーが付されて漸次小となるように形成された（縮径率が一定とされた）、いわゆるバックテーパー付きのエンドミルＣにおいては、主に軸線Ｏ３方向先端１ａ側の外周切刃２ｄに対して角部２ｊが切刃部２の径方向内側に位置されるため、エンドミルＣに撓みが生じた際にも角部２ｊが仕上げた加工面に接触することがないものとされ、また、後端２ｉ側の外周切刃２ｄの前段の加工残りの切削に供される範囲が小さくなるため、ビビリや振動などが生じにくいものとされる。この一方で、図７に示すように、先端１ａ側の外周切刃２ｄが被削材Ｗに切り込まれやすくなるため、例えば首下の短い浅彫り加工や切削抵抗の小さい条件で加工する場合には、加工面が逆テーパー形状を呈するように形成され、所定の加工面精度を確保できなくなってしまうという問題があった。
Further, as shown in FIGS. 6 to 7, the outer diameter D1 of the outer
これに対して、本実施形態のエンドミルＡにおいては、軸線Ｏ１方向先端１ａから後端１ｂ側に向けて外周切刃２ｄの外径Ｄ１が漸次小となるように形成されながらも、切刃部２の先端１ａ側よりも後端１ｂ側の縮径率が大となるように形成されている。このため、このエンドミルＡでは、切削時に、先端１ａ側の外周切刃２ｇが被削材Ｗと接触しこれを切削する範囲を、従来のバックテーパー付きエンドミルＣよりも大きくすることができるので、加工面がテーパー形状で形成されることがない。また、前段の加工残りの切削に供される後端１ｂ側の外周切刃２ｄの範囲を小さくすることができるので、加工残りの影響でビビリや振動が生じることを防止できる。さらに、角部２ｊが先端１ａ側の外周切刃２ｄよりも径方向内側に配されることにより、後端１ｂ側の外周切刃２ｄで加工残りを切削して仕上げた加工面にこの角部２ｊが接触することがなく、筋状の加工跡が形成されることも防止される。
On the other hand, in the end mill A of the present embodiment, the cutting edge portion is formed so that the outer diameter D1 of the outer
したがって、上記のエンドミルＡによれば、バックテーパー形状の外周切刃２ｄを備えつつビビリや振動の発生や筋状の加工跡が形成されることが防止されるため、優れた加工面精度で切削を行なうことが可能とされる。
Therefore, according to the above-described end mill A, it is possible to prevent the occurrence of chatter and vibration and the formation of streak-like machining traces while providing the back-tapered outer
また、切刃部２に、先端１ａ側の外周切刃２ｇに対して後端２ｉ側の外周切刃２ｈを径方向内側に折曲げる折曲部５が設けられていることによって、後端２ｉ側の外周切刃２ｈを、先端１ａ側の外周切刃２ｄに対して確実に径方向内側に配置することができるため、確実にビビリや振動などの不具合を解消し、筋状の加工跡の形成を防止することが可能となる。
Further, by providing the
さらに、先端１ａから折曲部５までの軸線Ｏ１に沿う長さＬを、切刃部２の先端１ａにおける外周切刃２ｄの外径Ｄに対して０．２〜０．７×Ｄの範囲内とすることによって、確実に上記効果を得ることが可能とされる。
Furthermore, the length L along the axis O <b> 1 from the
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、切刃部２に、先端１ａ側の外周切刃２ｇと後端２ｉ側の外周切刃２ｈとを区分し、先端１ａ側の外周切刃２ｇに対して後端２ｉ側の外周切刃２ｈを径方向内側に折曲げる折曲部５が設けられているものとしたが、切刃部２の先端１ａ側と後端２ｉ側の外周切刃２ｇ、２ｈが滑らかに繋げられていてもよく、切刃部２が先端１ａ側よりも後端２ｉ側の縮径率が大となるように形成されていれば必ずしも折曲部５が設けられていなくてもよいものである。また、本実施形態では、軸線Ｏ１に沿う断面視で、先端１ａ側の外周切刃２ｇと後端２ｉ側の外周切刃２ｈが、ともに直線状を呈するように形成されているものとしたが、例えば先端１ａ側の外周切刃２ｇと後端２ｉ側の外周切刃２ｈをともに径方向外側に凸の曲線状を呈するように形成したり、どちらか一方を径方向外側に凸の曲線状を呈するように形成してもよいものである。
In addition, this invention is not limited to said one Embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the present embodiment, the
また、首部４を設けない代わりに、シャンク部３の外径ｄ１を切刃部２の外径Ｄ１より小径とした、いわゆる逆段タイプであってもよい。
Instead of providing the
また、切刃部２に一対の切屑排出溝２ａが設けられ、先端１ａから後端１ｂ側に延びる２条の外周切刃２ｄが形成されているものとしたが、例えば切屑排出溝２ａが３条以上で形成されて３条以上の外周切刃２ｄが具備されていてもよいものである。
In addition, a pair of
以下に本発明の一実施例を図８から図９を参照して具体的に説明する。但し、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to this example.
本実施例は、図４及び図５に示した比較例としてのスクウェアタイプのエンドミルＢと、図１から図３に示した本発明のエンドミルＡを用いて被削材Ｗの深彫り加工を行い、この両エンドミルＡ、Ｂで切削した加工面の状態を比較することによって、外周切刃２ｄの外径Ｄ１が先端１ａからに後端２ｉ向けて漸次小となるように形成し、先端１ａ側よりも後端２ｉ側の縮径率が大きくなるように形成した切刃部２を備えることの優位性を明らかにするものである。
In this embodiment, the workpiece W is deeply engraved using the square type end mill B as a comparative example shown in FIGS. 4 and 5 and the end mill A of the present invention shown in FIGS. 1 to 3. By comparing the states of the machined surfaces cut by both end mills A and B, the outer diameter D1 of the outer
はじめに、使用したスクェアタイプエンドミルＢは、切刃長Ｌ１が１０ｍｍ、外周切刃２ｄの外径Ｄ１が１０ｍｍで、首下長Ｌ２が８０ｍｍとされている。一方、実施例のエンドミルＡは、切刃長Ｌ１が１０ｍｍで、折曲部５が先端１ａから５ｍｍの位置に設けられ、外周切刃２ｄの外径Ｄ１は、先端１ａにおける最大外径Ｄが１０ｍｍで、折曲部５に位置する外径が９．９９ｍｍ、後端２ｉにおける最小外径が９．９７ｍｍとされ、首下長Ｌ２がスクウェアタイプエンドミルＢと同様に８０ｍｍとされている。
First, the used square type end mill B has a cutting edge length L1 of 10 mm, an outer diameter D1 of the outer
ついで、加工条件について説明する。使用した被削材Ｗには、硬さがＨＲＣ（ロックウェル硬さ）で４０の精密プラスティック金型用鋼を用い、回転速度７００ｍｉｎ−１、送り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで加工を行っている。また、本実施例においては、両エンドミルＡ、Ｂを用いて複数段階（パス）で精密プラスティック金型用鋼（被削材Ｗ）のダウンカットを行なっており、１パス当りの加工面の切削幅ａｅを０．１ｍｍ、切込み深さａｐを０．４ｍｍとし、被削材Ｗの上端面から１６ｍｍの深さまで切削を行なっている。 Next, processing conditions will be described. The work material W used is a precision plastic mold steel having a hardness of HRC (Rockwell hardness) of 40 and is processed at a rotation speed of 700 min −1 and a feed speed of 100 mm / min. In this embodiment, the precision plastic mold steel (work material W) is cut down in a plurality of stages (passes) using both end mills A and B, and the machining surface per pass is cut. The width ae is 0.1 mm, the cutting depth ap is 0.4 mm, and cutting is performed from the upper end surface of the work material W to a depth of 16 mm.
ついで、評価方法について説明する。本実施例においては、両エンドミルＡ、Ｂを用いて上記の加工条件で切削した加工面のプロファイルを測定し、その加工状態の優劣を評価している。 Next, the evaluation method will be described. In this embodiment, the profile of the machined surface cut under the above machining conditions using both end mills A and B is measured, and the superiority or inferiority of the machining state is evaluated.
上記の両エンドミルＡ、Ｂを用いて被削材Ｗの切削を行なった結果を図８及び図９に示す。図８は、スクウェアエンドミルＢを用いて切削を行なった結果を示しており、図９は、実施例のエンドミルＡを用いた結果を示している。ここで、この図８及び図９では、縦軸が被削材Ｗの上端面を基準とした深度方向の距離を示し、横軸が加工面のプロファイルを示しており、横軸の数値が０．００に近いほど加工面精度が優れていることを示している。
この結果、スクウェアエンドミルＢでは、前段の加工により残った加工残りを切削する後端２ｉ側の外周切刃２ｄが、大きな範囲で加工残りと接触することに起因したビビリが発生し、加工面精度が低い状態で加工されることが確認された。一方、実施例のエンドミルＡを用いた場合には、切削時にビビリが発生することなく、加工面の面精度が高いことが確認された。また、加工面の目視観察において、スクウェアエンドミルＢでは、角部２ｊが仕上げた加工面に当接して筋状の加工跡が確認されたのに対して、実施例のエンドミルＡでは、角部２ｊがエンドミルＡの径方向内側に配されることにより筋状の加工跡は認められないという結果となった。
8 and 9 show the results of cutting the work material W using both the end mills A and B described above. FIG. 8 shows the result of cutting using the square end mill B, and FIG. 9 shows the result of using the end mill A of the example. 8 and 9, the vertical axis indicates the distance in the depth direction with respect to the upper end surface of the work material W, the horizontal axis indicates the profile of the machining surface, and the numerical value on the horizontal axis is 0. The closer to 0.00, the better the machined surface accuracy.
As a result, in the square end mill B, chattering is generated due to the outer
以上の結果から、外周切刃２ｄの外径Ｄ１が先端１ａから後端２ｉに向けて漸次縮径されるように形成され、先端１ａ側よりも後端２ｉ側の縮径率が大きくなるように形成された切刃部２を備えることによって、優れた加工面精度で加工を行うことが可能になることが実証され、本発明の優位性が明らかとされた。
From the above results, the outer diameter D1 of the outer
１ エンドミル本体
１ａ 先端
１ｂ 後端
２ 切刃部
２ａ 切屑排出溝
２ｂ 外周面（外周逃げ面）
２ｃ 交差稜線部（外周側辺稜部）
２ｄ 外周切刃（切刃）
２ｅ 先端面
２ｆ 底切刃
２ｇ 先端側の外周切刃
２ｈ 後端側の外周切刃
２ｉ 切刃部の後端
２ｊ 角部
３ シャンク部
４ 首部
５ 折曲部
Ａ エンドミル
Ｂ 従来のスクウェアタイプエンドミル
Ｃ 従来のバックテーパー付きエンドミル
Ｄ 切刃部の先端における切刃の外径
Ｄ１ 切刃部の外径
ｄ１ シャンク部の外径
ｄ２ 首部の外径
Ｌ 先端から折曲部までの長さ
Ｌ１ 切刃部の長さ
Ｌ２ 首下長
Ｏ１ 軸線
Ｏ２ 軸線
Ｏ３ 軸線
Ｔ 回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 End mill
2c Intersecting ridgeline (outer edge ridge)
2d peripheral cutting edge (cutting edge)
2e
Claims (3)
前記切刃部は、前記切刃の外径が前記切刃部の先端から後端側に向けて漸次縮径するように形成されているとともに、該切刃の外径が縮径する縮径率は、前記切刃部の先端側よりも前記後端側が大となるように形成されていることを特徴とするエンドミル。 A cutting blade portion is provided on the front end side of the substantially cylindrical rod-shaped end mill body rotated about the axis, and a neck portion or a shank portion having a smaller diameter than the cutting blade portion is provided on the rear end side of the cutting blade portion. In an end mill in which a chip discharge groove is formed on the outer periphery of the cutting blade portion, and a cutting blade is formed on the outer peripheral side ridge portion of the cutting blade portion of the chip discharge groove,
The cutting blade portion is formed such that the outer diameter of the cutting blade gradually decreases from the front end to the rear end side of the cutting blade portion, and the outer diameter of the cutting blade decreases. The end mill is characterized in that the rate is formed such that the rear end side is larger than the front end side of the cutting blade portion.
前記切刃部には、前記切刃の前記軸線回りの回転軌跡を、前記軸線に沿う断面視で前記軸線方向先端側と後端側に区分して、前記先端側の切刃に対して前記後端側の切刃を径方向内側に折曲げる折曲部が設けられていることを特徴とするエンドミル。 The end mill according to claim 1, wherein
In the cutting edge portion, the rotation trajectory of the cutting edge around the axis is divided into a front end side and a rear end side in the axial direction in a cross-sectional view along the axis, and the cutting edge portion is compared with the cutting edge on the front end side. An end mill characterized in that a bending portion for bending a cutting edge on the rear end side radially inward is provided.
前記先端から前記折曲部までの前記軸線に沿う長さＬが、前記切刃部の前記先端における前記切刃の外径Ｄに対して０．２〜０．７×Ｄの範囲内とされていることを特徴とするエンドミル。
The end mill according to claim 2, wherein
A length L along the axis from the tip to the bent portion is in a range of 0.2 to 0.7 × D with respect to an outer diameter D of the cutting blade at the tip of the cutting blade portion. An end mill characterized by
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013211465A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | Groove processing tool, groove processing method of thin-film solar cell using the same, and groove processing device |
| JP2014046439A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Mitsubishi Materials Corp | Square end mill and manufacturing method for the same |
| CN107824854A (en) * | 2017-12-11 | 2018-03-23 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | A kind of new anti-mistake cuts milling cutter |
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