JP2018149630A - 転削工具を用いた転削加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転削工具の刃部の摩耗や欠損等を抑制して工具寿命を延長でき、切削効率を高めることができる、転削工具を用いた転削加工方法を提供すること。
【解決手段】軸線回りに回転させられる工具本体と、工具本体に設けられ、セラミックを主成分として形成された刃部３と、を備えた転削工具１により被削材Ｗを転削加工する、転削工具１を用いた転削加工方法であって、刃部３により、軸線に直交する径方向の切込量を徐々に増やしながらダウンカットで被削材Ｗの角部を加工する第１の切削工程と、刃部３により、第１の切削工程で加工した角部Ｃ２から、第１の切削工程の工具送り方向に対して交差する工具送り方向Ｆ２で、径方向の切込量ａｅを徐々に増やしながらダウンカットで被削材Ｗを加工する第２の切削工程と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、転削工具を用いた転削加工方法に関する。

従来、例えばＮｉ基合金等の耐熱合金からなる被削材（難削材）を切削加工する方法として、下記特許文献１、２に示される技術が知られている。

特開２００３−２８５２０１号公報 特開２０１２−１６７８５号公報

しかしながら従来では、耐熱合金等の被削材を転削加工（ミーリング加工）する際において、転削工具（ミーリング工具）の刃部の摩耗や欠損等を抑制して工具寿命を延長させ、切削効率を高める点に改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、転削工具の刃部の摩耗や欠損等を抑制して工具寿命を延長でき、切削効率を高めることができる、転削工具を用いた転削加工方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、軸線回りに回転させられる工具本体と、前記工具本体に設けられ、セラミックを主成分として形成された刃部と、を備えた転削工具により被削材を転削加工する、転削工具を用いた転削加工方法であって、前記刃部により、前記軸線に直交する径方向の切込量を徐々に増やしながらダウンカットで被削材の角部を加工する第１の切削工程と、前記刃部により、前記第１の切削工程で加工した前記角部から、前記第１の切削工程の工具送り方向に対して交差する工具送り方向で、前記径方向の切込量を徐々に増やしながらダウンカットで被削材を加工する第２の切削工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、転削工具の刃部がセラミックを主成分として形成されているので、例えばＮｉ基合金等の耐熱合金からなる被削材（難削材）を転削加工する場合において、下記の作用効果を得ることができる。

この種の耐熱合金等の被削材の転削加工時には、切削抵抗により切削熱（せん断領域での塑性変形による発熱や摩擦熱等）が高まり、セラミックを主成分として形成された耐熱性の高い刃部に比べて、被削材の加工面（被加工部）は軟化する。つまり、刃部に対して被加工部の硬度が著しく低下する。これにより刃部は、被削材を削り取る（掻き取る）ように、高速で切削することが可能になる。また、軟化した被削材に比べて刃部の硬度が相対的に高められるため、刃部の摩耗（摩滅）が顕著に抑制される。
このように刃部の耐熱性が高められているので、本発明とは異なり例えば超硬合金等からなる従来の刃部に比べて、高速切削時における刃部の剛性を確保して、安定した高能率加工を行うことができる。

ただし、セラミックを主成分とする硬脆材料からなる刃部は、非切削時の未加熱状態（常温等）では超硬合金等からなる刃部に比べて強度が低く、従来通りのツールパスで転削加工を行うと、摩耗や欠損等が生じやすいという課題を有していた。そこで、上述した刃部による機能を安定して得るために、本発明では、第１の切削工程と、第２の切削工程とをこの順に用いている。

すなわち、まず第１の切削工程において、被削材の角部に対して、転削工具の径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしつつ、ダウンカットで転削加工を行う。これにより、刃部に加工初期から大きな切削抵抗が作用することを防ぎつつ、切削熱により被削材の被加工部の温度を高めて軟化させることができる。また、加工がダウンカットであるので、刃部の切れ刃に過大な切削抵抗が作用するようなことを抑制して、加工を安定させることができる。
なお、上記「徐々に」とは、次第に、漸次等の意味であり、少しずつ変化するさまを指す。また、変化が連続的であることが好ましいが、連続的に限定されるものではない。
また上記「ダウンカット」とは、いわゆる「下向き削り」のことであり、被削材に対して切屑厚さが最大となるところから刃部の切れ刃が食い付き、切屑厚さがゼロとなる方向に進む削り方である（例えば上記特許文献２を参照）。ダウンカットでは、被削材の被加工部において、転削工具の工具回転方向と、転削工具に対する被削材の（相対的な）送り方向とが一致するため、切れ刃への切削抵抗が小さくなり、刃部の摩耗や欠損等を抑制しやすい。

また、第２の切削工程においては、第１の切削工程で加工した被削材の角部に対して、該第１の切削工程の工具送り方向に交差する工具送り方向で、径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしつつ、ダウンカットで転削加工を開始する。これにより、第２の切削工程においても、上述した第１の切削工程と同様の作用効果を得ることができる。つまり、加工開始から刃部に対して大きな切削抵抗が作用するようなことを防止でき、かつ切削熱により被削材の被加工部の温度を高めて軟化させることができて、転削加工を安定して行うことができる。

以上より本発明によれば、耐熱合金等の被削材を転削加工する場合でも、転削工具の刃部の摩耗や欠損等を効果的に抑制して、工具寿命を延長できる。そして、切削精度を良好に維持しつつ、切削効率を高めることができる。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、前記刃部は、外周刃を備え、被削材の側面を転削加工することとしてもよい。

この場合、刃部により被削材の側面を外周削り（肩削り等）する場合において、上述の顕著な作用効果を得ることができる。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、前記刃部は、底刃を備え、被削材の上面又は下面を転削加工することとしてもよい。

この場合、刃部により被削材の上面又は下面を正面削りする場合において、上述の顕著な作用効果を得ることができる。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、前記軸線方向から見た平面視で、前記第１の切削工程の工具送り方向と、前記第２の切削工程の工具送り方向と、の間に形成される角度が、３０度以上６０度以下であることが好ましい。

この場合、第１の切削工程の工具送り方向と、第２の切削工程の工具送り方向との間に形成される角度が、３０度以上６０度以下であるので、下記の作用効果を奏する。
すなわち、前記角度が３０度以上であるので、被削材の角部に第２の切削工程を行う際に、工具送り方向に沿う単位長さあたりの径方向の切込量の変化量（つまり切削代の増加量）を十分に確保して、切削効率を確実に高めることができる。
また、前記角度が６０度以下であるので、被削材の角部に第２の切削工程を行う際に、径方向の切込量が急激に増加し過ぎるようなことを防止でき、上述した刃部の摩耗や欠損等を抑制する効果がより安定したものとなる。
なお、前記角度が、４０度以上５０度以下であると、上述の作用効果がさらに安定的かつ格別なものとなり、より好ましい。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、前記刃部の前記径方向への最大切込量が、前記刃部の前記軸線回りの回転軌跡の直径の半分以下であることが好ましい。

この場合、上述したダウンカットによる作用効果を確実に奏することができる。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、被削材がＮｉ基合金であることとしてもよい。

この場合、被削材が、難削材の耐熱合金として知られるＮｉ基合金である。本発明によれば、被削材がＮｉ基合金である場合に、特に顕著な効果を得ることができる。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、前記転削工具は、ソリッドエンドミルであることとしてもよい。

また、上記転削工具を用いた転削加工方法において、前記刃部は、前記工具本体に着脱可能に装着された切削インサートであり、前記転削工具は、刃先交換式ミーリングカッタであることとしてもよい。

本発明の転削工具を用いた転削加工方法によれば、転削工具の刃部の摩耗や欠損等を抑制して工具寿命を延長でき、切削効率を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係るソリッドエンドミル（転削工具）を用いた転削加工方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係るソリッドエンドミル（転削工具）を用いた転削加工方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係るソリッドエンドミル（転削工具）を用いた転削加工方法を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る刃先交換式ミーリングカッタ（転削工具）を用いた転削加工方法を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る刃先交換式ミーリングカッタ（転削工具）を用いた転削加工方法を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る刃先交換式ミーリングカッタ（転削工具）を用いた転削加工方法を説明する図である。 従来の転削工具を用いた転削加工方法を説明する図である。 従来の転削工具を用いた転削加工方法を説明する図である。 従来の転削工具を用いた転削加工方法を説明する図である。 従来の転削工具を用いた転削加工方法を説明する図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係るソリッドエンドミル（転削工具）１及びこれを用いた転削加工方法について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、要部となる部分を拡大、強調、抜粋して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際のものと同じであるとは限らない。

〔ソリッドエンドミルの概略構成〕
本実施形態のソリッドエンドミル１は、例えばＮｉ基合金等の耐熱合金からなる被削材Ｗに対して、転削加工（ミーリング加工）を施す転削工具（ミーリング工具）である。ソリッドエンドミル１は、例えば、ラジアスエンドミル、ボールエンドミル、スクエアエンドミル等である。ソリッドエンドミル１の種類は、被削材Ｗの加工形態等によって種々に選択される。

図１において、本実施形態のソリッドエンドミル１は、軸状の工具本体２と、工具本体２に設けられた刃部３と、を備えている。ソリッドエンドミル１のうち、少なくとも刃部３は、セラミックを主成分として形成されている。具体的に上記セラミックは、例えばサイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）である。本実施形態の例では、刃部３を含む工具本体２の全体が、セラミックを主成分として形成されている。

工具本体２は、概略円柱状をなしている。工具本体２のうち、工具本体２の軸線Ｏ方向に沿う少なくとも先端部に、刃部３が配置されている。工具本体２のうち刃部３以外の部位は、シャンク部（不図示）とされている。

シャンク部は円柱状をなしており、マシニングセンタ等の工作機械の主軸に着脱可能に取り付けられる。工作機械の主軸によって、ソリッドエンドミル１は軸線Ｏ回りのうち工具回転方向Ｔに回転させられる。ソリッドエンドミル１は、上記回転とともに軸線Ｏに直交する径方向への送り（径方向への切り込み）や軸線Ｏ方向への送り（軸方向への切り込み）を与えられて、被削材Ｗを刃部３の切れ刃により切削する。ソリッドエンドミル１は被削材Ｗに対して、外周削り（肩削り等）や正面削りなどの各種の転削加工を施す。
切削加工時には、刃部３及び被削材Ｗの加工面（被加工部）に向けて、圧縮エアやミスト状の切削液剤等のクーラントが供給される。なお、クーラントは供給されなくてもよい。

〔本実施形態で用いる向き（方向）の定義〕
本実施形態においては、工具本体２の軸線Ｏに沿う方向（軸線Ｏが延在する方向）を、軸線Ｏ方向という。また、軸線Ｏ方向のうち、シャンク部から刃部３へ向かう方向を先端側といい、刃部３からシャンク部へ向かう方向を後端側という。
また、軸線Ｏに直交する方向を径方向という。径方向のうち、軸線Ｏに接近する向きを径方向の内側といい、軸線Ｏから離間する向きを径方向の外側という。
また、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削時に工作機械の主軸等により工具本体２が回転させられる向きを工具回転方向Ｔといい、これとは反対の回転方向を、工具回転方向Ｔとは反対側（反工具回転方向）という。

〔工具本体〕
工具本体２の外周には、周方向に互いに間隔をあけて切屑排出溝が複数形成されている。切屑排出溝は、工具本体２の軸線Ｏ方向に沿って先端から後端側へ向かうに従い、工具回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びている。

切屑排出溝は、工具本体２の先端面に開口している。切屑排出溝は、刃部３の軸線Ｏ方向の後端側の端部において、工具本体２の外周に切り上がっている。言い換えると、工具本体２において、軸線Ｏ方向に沿う切屑排出溝が形成された領域が、刃部３とされている。切屑排出溝は、工具回転方向Ｔを向く壁面を有しており、この壁面のうち、切れ刃に隣接する部分がすくい面である。

〔刃部〕
刃部３には、周方向に互いに間隔をあけて切れ刃が複数形成されている。切れ刃には、少なくとも外周刃及び底刃（先端刃）が含まれる。切れ刃の数は、切屑排出溝の数に対応しており、図示の例では、４つ（４組）の切れ刃が設けられている。

切れ刃のうち、外周刃は、工具本体２の刃部３の外周に形成されている。外周刃は、その工具回転方向Ｔに隣接する切屑排出溝と等しいリードで、工具本体２の先端から後端側へ向かうに従い徐々に工具回転方向Ｔとは反対側へ向けてねじれて、螺旋状に延びている。
外周刃は、切屑排出溝における工具回転方向Ｔを向く壁面と、工具本体２の外周面との交差稜線に形成されている。外周刃は、切屑排出溝の前記壁面の外周端縁に沿って、つる巻き線状に延びている。

本実施形態では、外周刃が、軸線Ｏ方向に沿って先端から後端側へ向かうに従い工具回転方向Ｔとは反対側へ向けて延びていることから、外周刃のねじれ角は、正（ポジティブ）角である。なお、周方向に間隔をあけて配列する複数の外周刃のねじれ角同士が、互いに異なっていてもよい。

また、外周刃のラジアルレーキ角は、負（ネガティブ）角である。これにより、外周刃の刃物角が大きく設定されている。
複数の外周刃は、周方向に互いに等ピッチをあけて配列していてもよいし、周方向に互いに不等ピッチをあけて配列していてもよい。

外周刃を軸線Ｏ回りに回転させて得られる回転軌跡は、軸線Ｏを中心とする１つの仮想円筒面状をなす。本実施形態の例では、外周刃の前記回転軌跡の直径が、刃部３の軸線Ｏ回りの回転軌跡の直径（つまり刃径）とされている。

切れ刃のうち、底刃は、工具本体２の刃部３の先端に形成されている。底刃は、その工具回転方向Ｔに隣接する切屑排出溝のギャッシュに沿って、径方向に延びている。
底刃は、切屑排出溝（のギャッシュ）における工具回転方向Ｔを向く壁面と、工具本体２の先端面との交差稜線に形成されている。底刃は、切屑排出溝の前記壁面の先端縁に沿って延びている。

底刃のアキシャルレーキ角は、負角（０度を含む）である。これにより、底刃の刃物角が大きく設定されている。
複数の底刃は、周方向に互いに等ピッチをあけて配列していてもよいし、周方向に互いに不等ピッチをあけて配列していてもよい。

〔ソリッドエンドミルを用いた転削加工方法〕
次に、ソリッドエンドミル１を用いた転削加工方法について説明する。本実施形態の例では、図１に示すように、被削材Ｗが直方体状をなす角材であり、ソリッドエンドミル１の刃部３が備える外周刃によって、被削材Ｗの側面に外周削りを施す。
そして、このソリッドエンドミル１の転削加工方法（ツールパス）は、第１の切削工程と、第２の切削工程と、をこの順に備えている。

〔第１の切削工程〕
図１に示すように、第１の切削工程では、刃部３により、径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしながら、ダウンカットで被削材Ｗの角部Ｃ１を外周削り（転削加工）する。本実施形態の例では、被削材Ｗが角材であることから、該被削材Ｗの側面の角部Ｃ１は三角柱状をなしている。なお、図中及び以下の説明では、被削材Ｗの加工前の角部を符号Ｃ１で表し、加工後の角部を符号Ｃ２で表す。

ここで、本実施形態でいう「徐々に」とは、次第に、漸次等の意味であり、少しずつ変化するさまを指す。また、変化が連続的であることが好ましいが、連続的に限定されるものではない。
また本実施形態でいう「ダウンカット」とは、いわゆる「下向き削り」のことである。具体的には、被削材Ｗに対して切屑厚さが最大となるところから刃部３の切れ刃が食い付き、切屑厚さがゼロとなる方向に進む削り方である（例えば上記特許文献２を参照）。ダウンカットでは、被削材Ｗの被加工部において、転削工具の工具回転方向Ｔと、転削工具に対する被削材Ｗの（相対的な）送り方向とが一致するため、切れ刃への切削抵抗が小さくなり、刃部３の摩耗や欠損等を抑制しやすい。

本実施形態では、第１の切削工程における径方向への工具送り方向Ｆ１が、被削材Ｗの側面（図１において右方及び下方を向く各側面）に対して交差する向きに設定されている。具体的には、図１に示すようにソリッドエンドミル１を軸線Ｏ方向から見た平面視において、被削材Ｗの側面と、工具送り方向Ｆ１との間に形成される角度が、例えば３０度以上６０度以下である。

〔第２の切削工程〕
次いで、図２及び図３に示すように、第２の切削工程では、刃部３により、第１の切削工程で加工した角部Ｃ２から、第１の切削工程の工具送り方向Ｆ１に対して交差する工具送り方向Ｆ２で、径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしながらダウンカットで被削材Ｗを外周削り（転削加工）する。

図３に示すように、ソリッドエンドミル１を軸線Ｏ方向から見た平面視において、第１の切削工程における径方向への工具送り方向Ｆ１（図３においては角部Ｃ２の加工面に相当）と、第２の切削工程における径方向への工具送り方向Ｆ２と、の間に形成される角度θは、３０度以上６０度以下である。より好ましくは、角度θは４０度以上５０度以下であり、本実施形態の例では、角度θが４５度程度である。

図３に示す例では、第２の切削工程の工具送り方向Ｆ２が、被削材Ｗの側面（図３において下方を向く側面）に対して略平行に設定されている。このため、第２の切削工程において被削材Ｗの角部Ｃ２を加工し終えた後は、刃部３の径方向の切込量は略一定となる。

また、第１の切削工程及び第２の切削工程を通して、刃部３の径方向への最大切込量は、刃部３の軸線Ｏ回りの回転軌跡の直径（つまり刃径）の半分以下である。

〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態の転削工具であるソリッドエンドミル１は、刃部３がセラミックを主成分として形成されているので、例えばＮｉ基合金等の耐熱合金からなる被削材（難削材）Ｗを転削加工する場合において、下記の作用効果を得ることができる。

この種の耐熱合金等の被削材Ｗの転削加工時には、切削抵抗により切削熱（せん断領域での塑性変形による発熱や摩擦熱等）が高まり、セラミックを主成分として形成された耐熱性の高い刃部３に比べて、被削材Ｗの加工面（被加工部）は軟化する。つまり、刃部３に対して被加工部の硬度が著しく低下する。これにより刃部３は、被削材Ｗを削り取る（掻き取る）ように、高速で切削することが可能になる。また、軟化した被削材Ｗに比べて刃部３の硬度が相対的に高められるため、刃部３の摩耗（摩滅）が顕著に抑制される。
このように刃部３の耐熱性が高められているので、本実施形態とは異なり例えば超硬合金等からなる従来の刃部に比べて、高速切削時における刃部３の剛性を確保して、安定した高能率加工を行うことができる。

ただし、セラミックを主成分とする硬脆材料からなる刃部３は、非切削時の未加熱状態（常温等）では超硬合金等からなる刃部に比べて強度が低く、従来通りのツールパスで転削加工を行うと、摩耗や欠損等が生じやすいという課題を有していた。そこで、上述した刃部３による機能を安定して得るために、本実施形態では、第１の切削工程と、第２の切削工程とをこの順に用いている。

すなわち、まず第１の切削工程において、被削材Ｗの角部Ｃ１に対して、ソリッドエンドミル１の径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしつつ、ダウンカットで転削加工を行う。これにより、刃部３に加工初期から大きな切削抵抗が作用することを防ぎつつ、切削熱により被削材Ｗの被加工部の温度を高めて軟化させることができる。また、加工がダウンカットであるので、刃部３の切れ刃に過大な切削抵抗が作用するようなことを抑制して、加工を安定させることができる。

また、第２の切削工程においては、第１の切削工程で加工した被削材Ｗの角部Ｃ２に対して、該第１の切削工程の工具送り方向Ｆ１に交差する工具送り方向Ｆ２で、径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしつつ、ダウンカットで転削加工を開始する。これにより、第２の切削工程においても、上述した第１の切削工程と同様の作用効果を得ることができる。つまり、加工開始から刃部３に対して大きな切削抵抗が作用するようなことを防止でき、かつ切削熱により被削材Ｗの被加工部の温度を高めて軟化させることができて、転削加工を安定して行うことができる。

以上より本実施形態によれば、耐熱合金等の被削材Ｗを転削加工する場合でも、ソリッドエンドミル１の刃部３の摩耗や欠損等を効果的に抑制して、工具寿命を延長できる。そして、切削精度を良好に維持しつつ、切削効率を高めることができる。

ここで、本発明の実施形態をより理解しやすくするために、図７〜図１０の参考例を用いて、従来のソリッドエンドミル（転削工具）による転削加工方法（ツールパス）の問題点を具体的に説明する。
上述した本実施形態とは異なり、図７に示すように、加工初期から刃部３が最大の径方向切込量で被削材Ｗに切り込むと、被削材Ｗの被加工部が未加熱で軟化していないため、刃部３にダメージ（摩耗や欠損等）が生じやすい。

また、図８に示すように、被削材Ｗの側面に対して、刃部３を斜めに切り込ませた場合（工具送り方向Ｆ１を側面に対して傾斜させて設定した場合）には、その後の切削工程において、図９又は図１０に示すように、被削材Ｗの側面の斜めの取り残し部位を転削加工することになる。
このとき、図９に示す例では、転削加工がアップカットとなり、加工が不安定になる。また、図１０に示す例では、加工はダウンカットであるものの、被削材Ｗの被加工部が未加熱の状態で最大の径方向切込量となり、刃部３にダメージを与えてしまう。
一方、上述した本実施形態のソリッドエンドミル１の転削加工方法（ツールパス）によれば、このような従来の問題点を解消することができる。

また本実施形態では、刃部３が外周刃を備えており、外周刃によって被削材Ｗの側面を転削加工する。このように、刃部３により被削材Ｗの側面を外周削り（肩削り等）する場合において、上述した顕著な作用効果を得ることができる。

また本実施形態では、軸線Ｏ方向から見たソリッドエンドミル１及び被削材Ｗの平面視で、第１の切削工程の工具送り方向Ｆ１と、第２の切削工程の工具送り方向Ｆ２と、の間に形成される角度θが、３０度以上６０度以下であるので、下記の作用効果を奏する。
すなわち、角度θが３０度以上であるので、被削材Ｗの角部Ｃ２に第２の切削工程を行う際に、工具送り方向Ｆ２に沿う単位長さあたりの径方向の切込量（ａｅ）の変化量（つまり切削代の増加量）を十分に確保して、切削効率を確実に高めることができる。
また、角度θが６０度以下であるので、被削材Ｗの角部Ｃ２に第２の切削工程を行う際に、径方向の切込量（ａｅ）が急激に増加し過ぎるようなことを防止でき、上述した刃部３の摩耗や欠損等を抑制する効果がより安定したものとなる。
なお、角度θが、４０度以上５０度以下であると、上述の作用効果がさらに安定的かつ格別なものとなり、より好ましい。

また本実施形態では、被削材Ｗに対する刃部３の径方向への最大切込量が、第１の切削工程及び第２の切削工程を通して、刃部３の刃径（軸線Ｏ回りの回転軌跡の直径）の半分以下であるので、上述したダウンカットによる作用効果を確実に奏することができる。

また、被削材Ｗが、難削材の耐熱合金として知られるＮｉ基合金であるので、本実施形態により、特に顕著な効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る刃先交換式ミーリングカッタ（転削工具）１１及びこれを用いた転削加工方法について、図４〜図６を参照して説明する。
なお、前述の実施形態と同じ構成要素については詳細な説明を省略し、主として異なる点についてのみ、下記に説明する。

〔刃先交換式ミーリングカッタの概略構成〕
図４において、本実施形態の刃先交換式ミーリングカッタ１１は、軸状又は柱状の工具本体１２と、工具本体１２の先端外周部に形成されたインサート取付座に着脱可能に装着される切削インサート（刃部１３）と、を備えている。つまり本実施形態では、切削インサートが、セラミックを主成分として形成された刃部１３であり、工具本体１２は、例えば鋼材等により形成されている。
工具本体１２には、周方向に互いに間隔をあけてインサート取付座が複数形成されており、これに応じて、周方向に互いに間隔をあけて刃部１３が複数装着されている。

刃部１３である切削インサートは、例えば四角形板状等の多角形板状をなしている。本実施形態においても、刃部１３の切れ刃は、少なくとも外周刃及び底刃（先端刃）を備えている。

〔刃先交換式ミーリングカッタを用いた転削加工方法〕
次に、刃先交換式ミーリングカッタ１１を用いた転削加工方法について説明する。本実施形態の例では、図４に示すように、被削材Ｗが直方体状をなす角材であり、刃先交換式ミーリングカッタ１１の刃部１３が備える底刃によって、被削材Ｗの上面（又は下面）に正面削りを施す。
そして、この刃先交換式ミーリングカッタ１１の転削加工方法（ツールパス）は、前述の実施形態と同様に、第１の切削工程と、第２の切削工程と、をこの順に備えている。

〔第１の切削工程〕
図４に示すように、第１の切削工程では、刃部１３により、径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしながら、ダウンカットで被削材Ｗの角部Ｃ１を正面削り（転削加工）する。本実施形態の例では、被削材Ｗが角材であることから、該被削材Ｗの上面の角部Ｃ１は三角形面状をなしている。

本実施形態では、第１の切削工程における径方向への工具送り方向Ｆ１が、被削材Ｗの側面（図４において右方及び下方を向く各側面）に対して交差する向きに設定されている。具体的には、図４に示すように刃先交換式ミーリングカッタ１１を軸線Ｏ方向から見た平面視において、被削材Ｗの側面と、工具送り方向Ｆ１との間に形成される角度が、例えば３０度以上６０度以下である。

〔第２の切削工程〕
次いで、図５及び図６に示すように、第２の切削工程では、刃部１３により、第１の切削工程で加工した角部Ｃ２から、第１の切削工程の工具送り方向Ｆ１に対して交差する工具送り方向Ｆ２で、径方向の切込量（ａｅ）を徐々に増やしながらダウンカットで被削材Ｗを正面削り（転削加工）する。

図６に示すように、刃先交換式ミーリングカッタ１１を軸線Ｏ方向から見た平面視において、第１の切削工程における径方向への工具送り方向Ｆ１（図６においては角部Ｃ２の内端に位置する立壁面に相当）と、第２の切削工程における径方向への工具送り方向Ｆ２と、の間に形成される角度θは、３０度以上６０度以下である。より好ましくは、角度θは４０度以上５０度以下であり、本実施形態の例では、角度θが４５度程度である。

図６に示す例では、第２の切削工程の工具送り方向Ｆ２が、被削材Ｗの側面（図６において下方を向く側面）に対して略平行に設定されている。このため、第２の切削工程において被削材Ｗの角部Ｃ２を加工し終えた後は、刃部１３の径方向の切込量は略一定となる。

また、第１の切削工程及び第２の切削工程を通して、刃部１３の径方向への最大切込量は、刃部１３の軸線Ｏ回りの回転軌跡の直径（つまり刃径）の半分以下である。

〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態の刃先交換式ミーリングカッタ１１を用いた転削加工方法によれば、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また本実施形態では、刃部１３が底刃を備えており、底刃によって被削材Ｗの上面（又は下面）を転削加工する。このように、刃部１３により被削材Ｗの上面（又は下面）を正面削りする場合において、上述した顕著な作用効果を得ることができる。

〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

前述の第１実施形態では、刃部３が４つの切れ刃を有する４枚刃のソリッドエンドミル１を例に挙げて説明したが、ソリッドエンドミル１の刃数はこれに限定されるものではない。３枚刃以下や５枚刃以上のソリッドエンドミル１であってもよい。

また、前述の第１、第２実施形態では、刃部３、１３の主成分であるセラミック材料としてサイアロンを例に挙げたが、これに限定されるものではなく、サイアロン以外のセラミック材料であってもよい。

また、前述の第１、第２実施形態では、被削材Ｗが直方体状をなす角材であるとしたが、被削材Ｗは角部Ｃ１を有する形状であればよく、直方体状や角材に限定されるものではない。

また、前述の第１実施形態では、ソリッドエンドミル１の刃部３が備える外周刃によって、被削材Ｗの側面に外周削りを施すこととしたが、これに代えて、又はこれとともに、刃部３が備える底刃によって、被削材Ｗの上面又は下面に正面削りを施すこととしてもよい。
また、前述の第２実施形態では、刃先交換式ミーリングカッタ１１の刃部１３が備える底刃によって、被削材Ｗの上面又は下面に正面削りを施すこととしたが、これに代えて、又はこれとともに、刃部１３が備える外周刃によって、被削材Ｗの側面に外周削りを施すこととしてもよい。

また、前述の第１、第２実施形態では、軸線Ｏ方向から見た平面視で、第１の切削工程の工具送り方向Ｆ１と、第２の切削工程の工具送り方向Ｆ２と、の間に形成される角度θが、３０度以上６０度以下であるとしたが、角度θは上記数値範囲に限定されるものではない。

また、前述の第１、第２実施形態では、被削材ＷがＮｉ基合金であるとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、被削材Ｗとして、Ｎｉ基合金以外の例えばＦｅ基合金やＣｏ基合金等の耐熱合金を転削加工してもよい。

また、前述の第１、第２実施形態では、転削工具としてソリッドエンドミル１及び刃先交換式ミーリングカッタ１１を例に挙げて説明したが、本発明はそれ以外の転削工具を用いた転削加工方法にも適用することができる。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。

〔切込量が徐々に増えることの検証〕
前述の第１実施形態で説明したソリッドエンドミル（転削工具）１を用いた転削加工方法により、被削材Ｗに転削加工を行った場合に、第１の切削工程及び第２の切削工程のそれぞれにおいて、軸線Ｏに直交する径方向の切込量（ａｅ）が徐々に増えることの検証を行った。

切削条件等は、下記の通りとした。
工具仕様：セラミックエンドミルφ１０ ４枚刃
切削速度：４００ｍ／ｍｉｎ
１刃あたり送り：０．０６ｍｍ／ｔｏｏｔｈ
送り速度：３４００ｍｍ／ｍｉｎ
切り込み角度：軸線Ｏ方向から見た工具平面視において、第１の切削工程の工具送り方向Ｆ１を、被削材Ｗの側面に対して４５度とする。また、第２の切削工程の工具送り方向Ｆ２を、工具送り方向Ｆ１に対して４５度とする（つまり角度θ＝４５度）。

上記条件にて転削加工を行った場合、第１の切削工程及び第２の切削工程ともに、被削材Ｗへの刃部３の最初の接触より、一刃ごとに増える接触角が、
０．０６ｍｍ ６．２１度
０．１２ｍｍ ８．８１度
０．１８ｍｍ １２．２３度
０．２４ｍｍ １３．５２度
となることが確認された。

上記結果より、第１の切削工程及び第２の切削工程のそれぞれにおいて、被削材Ｗへの刃部３の最初の切り込みから、一刃ごとに徐々に接触角が増えていることがわかる。これにより、刃部３の切込量（ａｅ）が徐々に増えることが確認された。

本発明の転削工具を用いた転削加工方法によれば、転削工具の刃部の摩耗や欠損等を抑制して工具寿命を延長でき、切削効率を高めることができる。従って、産業上の利用可能性を有する。

１ ソリッドエンドミル（転削工具）
２、１２ 工具本体
３、１３ 刃部
１１ 刃先交換式ミーリングカッタ（転削工具）
ａｅ 径方向の切込量
Ｃ１ 被削材の角部（加工前）
Ｃ２ 被削材の角部（加工後）
Ｆ１ 第１の切削工程の工具送り方向
Ｆ２ 第２の切削工程の工具送り方向
Ｏ 軸線
Ｗ 被削材
θ 角度

Claims (8)

1. 軸線回りに回転させられる工具本体と、前記工具本体に設けられ、セラミックを主成分として形成された刃部と、を備えた転削工具により被削材を転削加工する、転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記刃部により、前記軸線に直交する径方向の切込量を徐々に増やしながらダウンカットで被削材の角部を加工する第１の切削工程と、
   前記刃部により、前記第１の切削工程で加工した前記角部から、前記第１の切削工程の工具送り方向に対して交差する工具送り方向で、前記径方向の切込量を徐々に増やしながらダウンカットで被削材を加工する第２の切削工程と、を備えた、転削工具を用いた転削加工方法。
2. 請求項１に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記刃部は、外周刃を備え、被削材の側面を転削加工する、転削工具を用いた転削加工方法。
3. 請求項１又は２に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記刃部は、底刃を備え、被削材の上面又は下面を転削加工する、転削工具を用いた転削加工方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記軸線方向から見た平面視で、前記第１の切削工程の工具送り方向と、前記第２の切削工程の工具送り方向と、の間に形成される角度が、３０度以上６０度以下である、転削工具を用いた転削加工方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記刃部の前記径方向への最大切込量が、前記刃部の前記軸線回りの回転軌跡の直径の半分以下である、転削工具を用いた転削加工方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   被削材がＮｉ基合金である、転削工具を用いた転削加工方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記転削工具は、ソリッドエンドミルである、転削工具を用いた転削加工方法。
8. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の転削工具を用いた転削加工方法であって、
   前記刃部は、前記工具本体に着脱可能に装着された切削インサートであり、
   前記転削工具は、刃先交換式ミーリングカッタである、転削工具を用いた転削加工方法。

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