JP2014226747A - End mill - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、有効刃長部の後方にテーパ部を介して有効刃長部よりも大径のシャンク部を連ならせたエンドミルに関する。 The present invention relates to an end mill in which a shank portion having a diameter larger than that of an effective blade length portion is connected to a rear portion of the effective blade length portion via a tapered portion.
切れ刃を有する有効刃長部よりもシャンク部が大径で、その有効刃長部とシャンク部の間をテーパ部で繋いだ首記のエンドミルは、前記有効刃長部とテーパ部の境界部に応力が集中し易い。 The end mill with the shank portion having a larger diameter than the effective blade length portion having a cutting edge and connecting the effective blade length portion and the shank portion with a taper portion is a boundary portion between the effective blade length portion and the taper portion. Stress tends to concentrate on the surface.
境界部に集中する応力が大きいと、エンドミルが折損することがある。高速度鋼に比べて脆性の高い超硬合金で形成されたエンドミルは得にその可能性が高い。そこで、下記特許文献1のように、有効刃長部とテーパ部との間に滑らかに連続して切れ上る曲面を形成して境界部の段差を無くし、これにより応力集中を回避する策が提案されている。
If the stress concentrated on the boundary is large, the end mill may break. End mills made of cemented carbide, which is more brittle than high-speed steel, are highly likely. Therefore, as disclosed in
前掲の特許文献1に開示された構造によれば、境界部が曲面になっているので応力集中を緩和することができる。
According to the structure disclosed in the above-mentioned
しかしながら、有効刃長部とテーパ部の境界部に曲面の切れ上り面を形成すると、境界部の全体を削る必要があり、それに起因したエンドミルの剛性低下が避けられない。 However, if a curved surface is formed at the boundary between the effective blade length and the taper, it is necessary to cut the entire boundary, and the rigidity of the end mill due to this is unavoidable.
剛性の低いエンドミルは加工精度の低下を招くことがある。そこで、剛性低下を招かない方法で境界部に対する応力集中を緩和する構造が望まれている。 An end mill with low rigidity may cause a reduction in machining accuracy. Therefore, there is a demand for a structure that relieves stress concentration on the boundary by a method that does not cause a decrease in rigidity.
この発明は、その要求に応えたものであって、有効刃長部とそれよりも大径のシャンク部との間をテーパ部で繋いだエンドミルについて、高剛性を維持して有効刃長部とテーパ部の境界部に対する応力集中を緩和できるようにすることを課題としている。 The present invention meets the demand, and an end mill in which an effective blade length portion and a shank portion having a diameter larger than that are connected by a tapered portion maintains high rigidity and an effective blade length portion. It is an object to be able to alleviate stress concentration on the boundary portion of the tapered portion.
上記の課題を解決するため、この発明においては、切れ刃を設けた有効刃長部と、その有効刃長部よりも大径のシャンク部と、前記有効刃長部とシャンク部の間を繋ぐ外径が前記有効刃長部から前記シャンク部に向けて徐々に大きくなったテーパ部とを備えたエンドミルを改善の対象にしてそのエンドミルに以下の構成を付加した。 In order to solve the above problems, in the present invention, an effective blade length portion provided with a cutting edge, a shank portion having a diameter larger than that of the effective blade length portion, and the effective blade length portion and the shank portion are connected. An end mill having an outer diameter with a tapered portion gradually increasing from the effective blade length portion toward the shank portion was targeted for improvement, and the following configuration was added to the end mill.
即ち、前記有効刃長部に、所定の逃げ角を有して前記切れ刃に連なった第1の逃げ面と、その第1の逃げ面に連なった第1の逃げ面よりも逃げ角の大きな第2の逃げ面が形成され
、前記有効刃長部と前記テーパ部との境界部において、前記第1の逃げ面が前記テーパ部の外周に段差無く滑らかに接続され、前記第2の逃げ面と前記テーパ部の外周との間に段差部が形成されているものにした。
That is, the effective blade length portion has a first clearance surface having a predetermined clearance angle and continuing to the cutting blade, and a clearance angle larger than the first clearance surface continuing to the first clearance surface. A second flank is formed, and the first flank is smoothly connected to the outer periphery of the taper at the boundary between the effective blade length and the taper, and the second flank And a stepped portion is formed between the outer periphery of the tapered portion.
この発明のエンドミルは、有効刃長部とテーパ部の境界部の剛性低下が抑制され、さらに、その境界部に対する応力集中も緩和される。 In the end mill of the present invention, a decrease in rigidity at the boundary between the effective blade length portion and the taper portion is suppressed, and further, stress concentration on the boundary portion is alleviated.
以下、添付図面の図1〜図5に基づいてこの発明のエンドミルの実施の形態を説明する。 Embodiments of the end mill according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、3枚刃のスクエアエンドミルにこの発明を適用したものである。図示のエンドミル1は、有効刃長部2、テーパ部3及びシャンク部4を有する。
FIG. 1 shows the application of the present invention to a three-blade square end mill. The illustrated
有効刃長部2には、所定のねじれ角を有する3条のねじれ溝5と、各ねじれ溝に沿った切れ刃6と、底刃7が設けられている。また、所定の逃げ角を有して切れ刃6に連なった第1の逃げ面8と、その第1の逃げ面に連なった第2の逃げ面9が形成されている。
The effective
第1の逃げ面8は、二番逃げ面と称される面であり、図2に示した逃げ角γ1を有している。また、第2の逃げ面9は、三番逃げ面と称される面であり、第1の逃げ面8の逃げ角γ1よりも大きな逃げ角γ2を有している。
The
テーパ部3は、有効刃長部2とシャンク部4との間に設けられる繋ぎ部であって、有効刃長部2の側からシャンク部4の側に向けて外径が徐々に大きくなっている。このテーパ部3の小径側の端部が有効刃長部2に連なり、大径側の端部にシャンク部4が連なっている。
The
シャンク部4は、有効刃長部2よりも大径になっている。
The
第1の逃げ面8は、その終端が図3、図4に示すように、有効刃長部2とテーパ部3の境界部において段差なくテーパ部3の外周に滑らかに接続されている。テーパ部3には第1の逃げ面8の延長上に配置される面取り部10が設けられており、その面取り部10に第1の逃げ面8が段差なく滑らかに連なっている。
The end of the
図3に示したその第1の逃げ面8の幅wは、第1の逃げ面8の逃げ角の大きさにもよるが、第1の逃げ面8が被削材と干渉しないようにするために、0.1mm〜1mm程度の寸法にするのが好ましい。その幅wがこのような小さな値であっても、剛性低下の抑制と応力集中の緩和に関して顕著な効果が発揮される。これは、第1の逃げ面8がテーパ部3に段差無く滑らかに接続されていることによる効果である。
Although the width w of the
ここで言う第1の逃げ面8の幅wは、実質的な幅(エンドミル回転方向前後の縁間の前後の縁に対して直角方向の幅)ではない。有効刃長部2とテーパ部3との境界部における工具軸と直交する方向の第1の逃げ面8の寸法を幅wとしている。
The width w of the
第2の逃げ面9は、図3、図5に示すように、テーパ部3との間に段差を生じてテーパ部3に連なっている。図3、図5の11が、第2の逃げ面9の終端とテーパ部3との間に形成された段差部である。
As shown in FIG. 3 and FIG. 5, the
切削負荷は、第2の逃げ面9の部分には及び難い。従って、第2の逃げ面9の終端とテーパ部3の始端との境界部に段差部11が存在していてもその部分に対する応力の集中は起こり難く、第1の逃げ面8を段差無くテーパ部3に連ならせることによる剛性低下の抑制と応力集中緩和の効果損なわれない。
The cutting load hardly reaches the
前記段差部11は、第2の逃げ面9を研削加工する際に砥石のエンドミル後方への送りを段差部11の位置で止めることによって形成することができる。
The
有効刃長部外径:φ4mm、シャンク部外径:6mm、芯厚W(図2参照):2.6mm、切れ刃長L(図1参照):11mm、第1の逃げ面の逃げ角γ1(図2参照):6°、第2の逃げ面の逃げ角γ2(図2参照):25°、有効刃長部とテーパ部が交差した位置における第1の逃げ面の幅w(図3参照):0.3mm、ねじれ溝のねじれ角:40°の諸元の超硬合金製3枚刃エンドミルを試作した。 Effective blade length outer diameter: φ4 mm, shank portion outer diameter: 6 mm, core thickness W (see FIG. 2): 2.6 mm, cutting edge length L (see FIG. 1): 11 mm, clearance angle γ1 of the first flank (See FIG. 2): 6 °, clearance angle γ2 of the second flank (see FIG. 2): 25 °, width w of the first flank at the position where the effective blade length and the tapered portion intersect (FIG. 3) Reference): A three-blade end mill made of cemented carbide having a specification of 0.3 mm and a twist angle of a twist groove of 40 ° was made as a prototype.
その試作エンドミルは、第1の逃げ面を段差無く円滑にテーパ部に連ならせ、段差部を第2の逃げ面とテーパ部との境界部のみに形成した試料Aと、段差部を第1の逃げ面とテーパ部との境界部及び第2の逃げ面とテーパ部との境界部の双方に形成した試料Bの2種類とした。 The prototype end mill includes a sample A in which the first flank is smoothly connected to the tapered portion without a step, the step is formed only at the boundary between the second flank and the tapered portion, and the step is formed as the first step. Sample B formed on both the boundary between the flank and the tapered portion and the boundary between the second flank and the tapered portion.
次に、上記エンドミルA,Bをそれぞれ10本作成し、各試料を使用して以下の加工条件で50回ずつ加工を行なった。 Next, ten end mills A and B were prepared, and each sample was processed 50 times under the following processing conditions.
−加工条件−
工具回転速度:2,400min−1(30m/min)
送り速度 :288mm/min
切り込み深さ:5mm、溝加工
切削油剤 :水溶性切削油
使用機械 :縦型マシニングセンタ
被削材 :S45C
-Machining conditions-
Tool rotation speed: 2,400 min −1 (30 m / min)
Feeding speed: 288 mm / min
Cutting depth: 5mm, groove machining Cutting fluid: Water-soluble cutting oil Machine: Vertical machining center Work material: S45C
この評価試験の結果、試料Bは、9本が50回の加工まで耐えられずに破損した。これに対し、試料Aは、10本とも50回の加工が行なえ、折損数はゼロであった。また、試料Aによる加工では、加工中のいわゆるびびり(工具の振れ)が起こらず、精度の良い良好な加工面が得られた。 As a result of this evaluation test, 9 pieces of Sample B were broken without being able to withstand the processing up to 50 times. On the other hand, Sample A could be processed 50 times for all 10 samples, and the number of breaks was zero. Further, in the processing by the sample A, so-called chatter (tool shake) during processing did not occur, and a good processed surface with high accuracy was obtained.
1 エンドミル
2 有効刃長部
3 テーパ部
4 シャンク部
5 ねじれ溝
6 切れ刃
7 底刃
8 第1の逃げ面
9 第2の逃げ面
10 面取り部
11 段差部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記有効刃長部に、所定の逃げ角を有して前記切れ刃に連なった第1の逃げ面と、その第1の逃げ面に連なった第1の逃げ面よりも逃げ角の大きな第2の逃げ面が形成され、
前記有効刃長部と前記テーパ部との境界部において、前記第1の逃げ面が前記テーパ部の外周に段差無く滑らかに接続され、前記第2の逃げ面と前記テーパ部の外周との間には段差部が形成されているエンドミル。 An effective blade length portion provided with a cutting edge, a shank portion having a diameter larger than the effective blade length portion, and an outer diameter connecting the effective blade length portion and the shank portion from the effective blade length portion to the shank portion. An end mill having a taper portion that gradually increases toward the end,
The effective blade length portion has a first clearance surface having a predetermined clearance angle and continuing to the cutting blade, and a second clearance angle larger than the first clearance surface connecting to the first clearance surface. The flank is formed,
At the boundary portion between the effective blade length portion and the tapered portion, the first flank is smoothly connected to the outer periphery of the tapered portion without a step, and between the second flank and the outer periphery of the tapered portion. The end mill has a stepped part.
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