JP2023114165A - Finishing tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、仕上げ加工に適した仕上げ加工用工具に関するものである。 The present invention relates to a finishing tool suitable for finishing.
従来、仕上げ加工に適した仕上げ加工用工具として、例えば、特許文献１に開示されるようなボールエンドミル（以下、「従来例」という。）が提案されている。 Conventionally, as a finishing tool suitable for finishing, for example, a ball end mill (hereinafter referred to as "conventional example") as disclosed in Patent Document 1 has been proposed.
この従来例は、工具本体の先端部が略半球状の球体面を有する刃部に形成され、この刃部の表面に凹陥部若しくは凹溝部を形成することで、クーラントの浸透を促し、潤滑性の向上、切削抵抗の低減により、工具寿命及び切削加工面の安定性を向上させているものである。 In this conventional example, the tip of the tool body is formed into a blade portion having a substantially hemispherical spherical surface, and by forming a concave portion or a concave groove portion on the surface of this blade portion, penetration of coolant is promoted and lubricity is improved. The tool life and the stability of the machined surface are improved by improving the cutting force and reducing the cutting resistance.
しかしながら、従来例のような凹陥部や凹溝部の形成は複雑であり、製作難度が高い欠点がある。 However, the formation of the concave portion and the concave groove portion as in the conventional example is complicated, and there is a drawback that the manufacturing difficulty is high.
本発明は、このような従来例の現状に鑑みなされたものであり、簡易構成にして容易に設計実現可能でありながら、良好な仕上げ加工を行うことができる仕上げ加工用工具を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the current state of such conventional examples, and it is an object of the present invention to provide a finishing tool which has a simple structure, can be easily designed and realized, and can perform excellent finishing. aim.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
工具本体１の先端に、被加工材に摺接する球面部３を有する加工部２が設けられた仕上げ加工用工具であって、前記加工部２は、前記球面部３と連接する第一平面部４を有し、この第一平面部４と前記球面部３との境界部に稜線６が形成されている構成であり、また、前記球面部３は、工具回転軸ａを含むように形成され、また、前記第一平面部４は、前記工具回転軸ａと平行な平面若しくは該工具回転軸ａに対して傾斜する傾斜面に形成され、また、前記第一平面部４と連接する第二平面部５が設けられ、この第二平面部５は、前記第一平面部４の基端と連接し該第一平面部４と交差する交差面に形成され、この第二平面部５と前記第一平面部４とにより前記球面部３にクーラントを供給するためのクーラント供給溝７が形成されていることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 A finishing tool provided with a processing portion 2 having a spherical portion 3 that slides on a workpiece at the tip of a tool body 1, wherein the processing portion 2 is a first flat portion that is connected to the spherical portion 3. 4, and a ridgeline 6 is formed at the boundary between the first flat surface portion 4 and the spherical surface portion 3. The spherical surface portion 3 is formed so as to include the tool rotation axis a. Also, the first plane portion 4 is formed on a plane parallel to the tool rotation axis a or an inclined plane inclined with respect to the tool rotation axis a, and a second plane portion 4 connected to the first plane portion 4 is formed. A flat portion 5 is provided, and the second flat portion 5 is formed on an intersection surface that is connected to the base end of the first flat portion 4 and intersects with the first flat portion 4, and the second flat portion 5 and the This finishing tool is characterized in that a coolant supply groove 7 for supplying coolant to the spherical surface portion 3 is formed by the first flat surface portion 4 .
また、請求項１記載の仕上げ加工用工具において、前記加工部２はｃＢＮ焼結体からなることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 The finishing tool according to claim 1 is characterized in that the working portion 2 is made of a cBN sintered body.
また、請求項２記載の仕上げ加工用工具において、前記ｃＢＮ焼結体は、ｃＢＮ粒径が３μｍ以下であることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 The finishing tool according to claim 2, wherein the cBN sintered body has a cBN grain size of 3 µm or less.
また、請求項１～３いずれか１項に記載の仕上げ加工用工具において、前記第一平面部４及び前記第二平面部５は、前記工具回転軸ａに対して対称に設けられ、また、前記球面部３は、工具先端視において、前記工具回転軸ａを中心とする一対の円弧部３ａを有し、この一対の円弧部３ａは、前記工具回転軸ａに対して対称に設けられていることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 Further, in the finishing tool according to any one of claims 1 to 3, the first plane portion 4 and the second plane portion 5 are provided symmetrically with respect to the tool rotation axis a, and The spherical portion 3 has a pair of arc portions 3a centered on the tool rotation axis a when viewed from the tip of the tool, and the pair of arc portions 3a are provided symmetrically with respect to the tool rotation axis a. The present invention relates to a finishing tool characterized by having a
また、請求項４記載の仕上げ加工用工具において、前記球面部３は、工具先端視において、前記工具回転軸ａから前記稜線６までの最短距離が、工具半径ｒの１０％～７０％となり、且つ、前記一対の円弧部３ａの長さの和が、前記工具回転軸ａを中心とし前記円弧部３ａを通る円の円周の６％～５０％となるように構成されていることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 Further, in the finishing tool according to claim 4, the spherical surface portion 3 has a shortest distance from the tool rotation axis a to the ridge line 6 when viewed from the tip of the tool, and is 10% to 70% of the tool radius r. In addition, the sum of the lengths of the pair of arcuate portions 3a is 6% to 50% of the circumference of a circle centered on the tool rotation axis a and passing through the arcuate portions 3a. It relates to a finishing tool.
また、請求項１～５いずれか１項に記載の仕上げ加工用工具において、前記稜線６にはＲ加工が施されていることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 The finishing tool according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ridgeline 6 is rounded.
また、請求項６記載の仕上げ加工用工具において、前記Ｒ加工のＲの大きさは、０．００３ｍｍ～０．０２ｍｍであることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 Further, in the finishing tool according to claim 6, the size of the R of the R processing is 0.003 mm to 0.02 mm.
また、請求項１～７いずれか１項に記載の仕上げ加工用工具において、前記加工部２は、前記稜線６が切れ刃６となる刃部２に構成されていることを特徴とする仕上げ加工用工具に係るものである。 In addition, in the finishing tool according to any one of claims 1 to 7, the processing portion 2 is configured in the edge portion 2 where the ridge line 6 serves as the cutting edge 6. Finishing characterized in that It relates to a tool for use.
本発明は上述のように構成したから、簡易構成にして容易に設計実現可能でありながら、良好な仕上げ加工を行うことができる仕上げ加工用工具となる。 Since the present invention is configured as described above, it is a finishing tool that can be easily designed and realized with a simple structure and that can perform excellent finishing.
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be briefly described with reference to the drawings showing the operation of the present invention.
本発明の加工部２は、工具回転軸ａを含むように形成された球面部３と、この球面部３に連接し、工具回転軸ａと平行な平面若しくは工具回転軸ａに対して傾斜する傾斜面に形成された第一平面部４とを含み、球面部３と第一平面部４との境界部に稜線６が形成されている構成である。本発明は、この球面部３による摺接作用により加工面が磨き加工（仕上げ加工）され、加工面を表面粗さが小さく、且つ、光沢のある加工面に仕上げることができる。 The processing portion 2 of the present invention includes a spherical portion 3 formed so as to include the tool rotation axis a, a plane connected to the spherical portion 3, and a plane parallel to the tool rotation axis a or inclined with respect to the tool rotation axis a. It includes a first plane portion 4 formed on an inclined surface, and a ridge line 6 is formed at the boundary between the spherical portion 3 and the first plane portion 4 . In the present invention, the work surface is polished (finished) by the sliding contact action of the spherical surface portion 3, and the work surface can be finished to have a small surface roughness and a gloss finish.
また、本発明は、第一平面部４の基端と連接し、この第一平面部４と交差する交差面に形成された第二平面部５が設けられ、この第二平面部５と第一平面部４とにより、球面部３にクーラントを供給するためのクーラント供給溝７が形成されている。 In addition, the present invention is provided with a second flat portion 5 that is connected to the base end of the first flat portion 4 and formed on an intersection surface that intersects with the first flat portion 4, and the second flat portion 5 and the second flat portion 5 are provided. A coolant supply groove 7 for supplying coolant to the spherical surface portion 3 is formed by the one flat surface portion 4 .
本発明は、このクーラント供給溝７を有することで、球面部３へのクーラントの浸透性が向上し、これにより、潤滑性が向上し、工具寿命及び加工面の安定性が向上する。 In the present invention, the provision of the coolant supply groove 7 improves the permeability of the coolant into the spherical portion 3, thereby improving lubricity, tool life, and stability of the machined surface.
このように、本発明は、簡易構成にして容易に設計実現可能でありながら、良好な仕上げ加工を行うことができる実用性に優れた仕上げ加工用工具となる。 As described above, the present invention provides a highly practical finishing tool that can be easily designed and realized with a simple structure and that can perform excellent finishing.
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、本発明の仕上げ加工用工具を、仕上げ用の回転切削工具に構成した場合である。 In this embodiment, the finishing tool of the present invention is configured as a finishing rotary cutting tool.
具体的には、本実施例は、図１に示すようなボールエンドミルに構成した場合であり、工具本体１の先端に、球面部３を有する刃部２が設けられ、前記刃部２は、前記球面部３と連接する第一平面部４を有し、この第一平面部４と前記球面部３との境界部稜線が切れ刃６となる構成であり、また、前記球面部３は、工具回転軸ａを含むように形成され、また、前記第一平面部４は、前記工具回転軸ａと平行な平面若しくは該工具回転軸ａに対して傾斜する傾斜面に形成され、また、前記第一平面部４と連接する第二平面部５が設けられ、この第二平面部５は、前記第一平面部４の基端と連接し該第一平面部４と交差する交差面に形成され、この第二平面部５と前記第一平面部４とにより前記刃部２にクーラントを供給するためのクーラント供給溝７が形成されているものである。 Specifically, this embodiment is a ball end mill as shown in FIG. It has a first flat portion 4 that is connected to the spherical portion 3, and a boundary ridgeline between the first flat portion 4 and the spherical portion 3 is a cutting edge 6. The spherical portion 3 is The first plane portion 4 is formed to include the tool rotation axis a, and the first plane portion 4 is formed on a plane parallel to the tool rotation axis a or an inclined surface inclined with respect to the tool rotation axis a. A second flat portion 5 is provided that is connected to the first flat portion 4, and the second flat portion 5 is formed on a cross plane that is connected to the base end of the first flat portion 4 and intersects the first flat portion 4. A coolant supply groove 7 for supplying coolant to the blade portion 2 is formed by the second plane portion 5 and the first plane portion 4 .
以下、本実施例に係る構成各部について詳述する。 Each component of the configuration according to the present embodiment will be described in detail below.
本実施例の工具本体１は、超硬合金製であり、刃部２が設けられる先端側の首部１ａがストレート形状若しくはアンダーカット形状に形成されている。なお、ストレート形状とは、刃部２の外径と首部１ａの径が同径となる形状であり、アンダーカット形状とは、刃部２の外径に比べて首部１ａが一段小径となる形状である。 The tool body 1 of this embodiment is made of cemented carbide, and the neck portion 1a on the tip side where the blade portion 2 is provided is formed in a straight shape or an undercut shape. The straight shape is a shape in which the outer diameter of the blade 2 and the diameter of the neck 1a are the same, and the undercut shape is a shape in which the diameter of the neck 1a is one step smaller than the outer diameter of the blade 2. is.
また、この首部１ａ及び後述する刃部２を含むボディ長（図中Ｌ４）は、刃部２の外径Ｄの２．８倍以下（２．８Ｄ以下）に設定されている（ボディ長が長すぎると剛性が低下し、切削抵抗により工具にびびり振動が生じ、それが加工面に転写されてしまうため。）。 In addition, the body length (L4 in the figure) including the neck portion 1a and the later-described blade portion 2 is set to 2.8 times or less (2.8D or less) of the outer diameter D of the blade portion 2 (the body length is If it is too long, the rigidity will decrease, and the cutting resistance will cause chatter vibration in the tool, which will be transferred to the machined surface.)
また、工具本体１の先端に設けられた刃部２は、ｃＢＮ粒径が３μｍ以下のｃＢＮ焼結体（本実施例の刃部２は、ｃＢＮ粒径が１μｍ程度の微粒ｃＢＮ焼結体）からなるものである。なお、刃部２の素材は、上記に限定されるものではなく、例えば、ダイヤモンド焼結体としても良い。 In addition, the blade portion 2 provided at the tip of the tool body 1 is a cBN sintered body with a cBN grain size of 3 μm or less (the blade portion 2 of this embodiment is a fine cBN sintered body with a cBN grain size of about 1 μm). It consists of In addition, the material of the blade portion 2 is not limited to the above. For example, a diamond sintered body may be used.
具体的には、本実施例の刃部２は、工具本体１の先端に半球状のｃＢＮ焼結体をロウ付け等により接合し、このｃＢＮ焼結体の所定部分を除去し、図２～図５に示すような、所謂モヒカン形状に形成されている（図中グレーに色付けした部分がｃＢＮ焼結体からなる部分である。）。なお、本実施例では、上記のように半球状のｃＢＮ焼結体を部分的に除去してモヒカン形状の刃部２を形成しているが、予めモヒカン形状に形成した刃部２を接合しても良い。 Specifically, the blade portion 2 of this embodiment is formed by joining a hemispherical cBN sintered body to the tip of the tool body 1 by brazing or the like, removing a predetermined portion of the cBN sintered body, It is formed in a so-called mohawk shape as shown in FIG. 5 (the part colored in gray in the figure is the part made of the cBN sintered body). In this embodiment, the hemispherical cBN sintered body is partially removed as described above to form the mohawk-shaped blade portion 2, but the blade portion 2 formed in advance into the mohawk shape is joined. can be
また、本実施例の刃部２は、球面部３と第一平面部４との境界部稜線が切れ刃６となっており、この切れ刃６（切れ刃６の刃先）には、カッターマークの形成を抑制するためのＲ加工が施されている。 In addition, in the blade portion 2 of the present embodiment, the boundary ridgeline between the spherical portion 3 and the first flat portion 4 is the cutting edge 6, and the cutting edge 6 (cutting edge of the cutting edge 6) has a cutter mark R processing is applied to suppress the formation of
具体的には、本実施例ではＲの大きさを０．００３ｍｍ以上、０．０２ｍｍ以下とするＲ加工が施されている（Ｒの大きさが０．００３ｍｍ未満の場合、加工面にキズ、カッターマークが生じ、０．０２ｍｍより大きい場合、切削抵抗が大きくなり、加工面にムシレが発生するため。）。 Specifically, in this embodiment, R processing is performed so that the size of R is 0.003 mm or more and 0.02 mm or less (if the size of R is less than 0.003 mm, the processed surface is scratched, If cutter marks are generated and the thickness is larger than 0.02 mm, the cutting resistance increases and the machined surface becomes mushy.).
より具体的には、本実施例においては、ダイヤモンド砥粒を用いたホーニング処理によるＲ加工が施されている。このＲの大きさの測定には、キーエンス社製の形状解析レーザ顕微鏡（VK-X160）を使用し、所定の治具で被測定物（工具）を所定の位置と所定の姿勢となるように設置し、球面部３から切れ刃６の刃先を経由して第一平面部４までの範囲をレーザによりプロファイルを検出し、このプロファイルの刃先近傍の近似円を最小二乗法によって求め、この近似円の半径を刃先のＲとした。図６は、実際に切れ刃６の刃先のＲの大きさを測定した結果（Ｒ０．００４ｍｍ）である。 More specifically, in this embodiment, the R processing is performed by honing processing using diamond abrasive grains. To measure the size of this R, we use a shape analysis laser microscope (VK-X160) manufactured by Keyence Corporation, and set the object (tool) to a predetermined position and posture with a predetermined jig. Installed, the profile is detected by a laser in the range from the spherical portion 3 to the first flat portion 4 via the cutting edge of the cutting edge 6, and the approximate circle near the cutting edge of this profile is obtained by the least squares method, and this approximate circle was taken as the R of the cutting edge. FIG. 6 shows the result of actually measuring the size of R of the cutting edge of the cutting edge 6 (R 0.004 mm).
なお、本実施例では、刃先にＲ加工が施されている構成としたが、レーザ処理等でチャンファ面を付した構成としても良い。 In this embodiment, the cutting edge is R-processed, but it may be chamfered by laser processing or the like.
また、本実施例の刃部２は、刃長（図中Ｌ１）が１．２ｒ～１．３ｒ（ｒ：工具半径）に設定されている。 Further, the cutting edge portion 2 of this embodiment has a cutting edge length (L1 in the figure) set to 1.2r to 1.3r (r: tool radius).
また、刃部２の球面部３は、図２～５に示すように、工具先端視において、帯状に形成され、工具回転軸ａを中心とする一対の円弧部３ａを有し、また、この一対の円弧部３ａは工具回転軸ａに対して対称に設けられている。 Further, as shown in FIGS. 2 to 5, the spherical surface portion 3 of the blade portion 2 is formed in a band shape when viewed from the tip of the tool, and has a pair of circular arc portions 3a centered on the tool rotation axis a. A pair of circular arc portions 3a are provided symmetrically with respect to the tool rotation axis a.
また、本実施例の球面部３は、工具先端視において、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離（図中Ｌ５）が、工具半径ｒの１０％～７０％となり、且つ、外径部分における一対の円弧部３ａの長さ（図中Ｌ６，Ｌ７）の和が、工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の６％～５０％となるように構成されている（工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離が工具半径ｒの１０％未満、若しくは、一対の円弧部３ａの長さの和が工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の６％未満の場合、被削材との摺接長さが短くなり、凝着摩耗し易くなり工具寿命が低下し、また、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離が工具半径ｒの７０％超、若しくは、一対の円弧部３ａの長さの和が工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の５０％超の場合、被削材との摺接長さが長くなり、刃部２にクーラントが浸透しにくくなるため。）。 In the spherical portion 3 of the present embodiment, the shortest distance (L5 in the figure) from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is 10% to 70% of the tool radius r when viewed from the tip of the tool, and the outer diameter The sum of the lengths of the pair of arc portions 3a (L6 and L7 in the drawing) in the part is 6% to 50% of the circumference of the circle centered on the tool rotation axis a and passing through the arc portions 3a. (The shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is less than 10% of the tool radius r, or the sum of the lengths of the pair of arc portions 3a is the circle centered on the tool rotation axis a and passing through the arc portion 3a. If it is less than 6% of the circumference, the length of sliding contact with the work material is shortened, adhesive wear is likely to occur, and the tool life is shortened. When the radius r exceeds 70%, or the sum of the lengths of the pair of arc portions 3a exceeds 50% of the circumference of the circle centered on the tool rotation axis a and passing through the arc portions 3a, sliding contact with the work material This is because the length becomes longer and the coolant is less likely to permeate the blade portion 2.).
なお、本実施例における「摺接長さ」とは、工具本体１一回転当りに摺接する長さ（距離）を意味する。また、図７（ａ）～（ｃ）は、上述のように構成される本実施例の球面部３の実施形態の一例であり、（ａ）は第一平面部４が工具回転軸ａに平行な平面であり、工具半径ｒを０．５ｍｍ、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離（Ｌ５）を工具半径ｒの３５％、且つ、外径部分における球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和（Ｌ６＋Ｌ７）をこの円弧部３ａを通る円の円周の２２．８％とした場合、（ｂ）は第一平面部４が工具回転軸ａに平行な平面であり、工具半径ｒを０．５ｍｍ、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離（Ｌ５）を工具半径ｒの７０％、且つ、外径部分における球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和（Ｌ６＋Ｌ７）をこの円弧部３ａを通る円の円周の４９．４％とした場合、（ｃ）は第一平面部４が工具回転軸ａに対して傾斜する傾斜面であり、工具半径ｒを０．５ｍｍ、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離（Ｌ５）を工具半径ｒの３５％、且つ、外径部分における球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和（Ｌ６＋Ｌ７）をこの円弧部３ａを通る円の円周の４４．５％とした場合である。 In addition, the "sliding contact length" in this embodiment means the length (distance) of sliding contact per rotation of the tool body. 7(a) to (c) show an example of an embodiment of the spherical portion 3 of this embodiment configured as described above. are parallel planes, the tool radius r is 0.5 mm, the shortest distance (L5) from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is 35% of the tool radius r, and the pair of arcs of the spherical portion 3 in the outer diameter portion When the sum of the lengths of the portion 3a (L6+L7) is 22.8% of the circumference of the circle passing through the arc portion 3a, (b) shows that the first plane portion 4 is a plane parallel to the tool rotation axis a. , the tool radius r is 0.5 mm, the shortest distance (L5) from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is 70% of the tool radius r, and the length of the pair of arc portions 3a of the spherical portion 3 in the outer diameter portion When the sum of (L6 + L7) is 49.4% of the circumference of the circle passing through the arc portion 3a, (c) is an inclined surface in which the first plane portion 4 is inclined with respect to the tool rotation axis a, and the tool The radius r is 0.5 mm, the shortest distance (L5) from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is 35% of the tool radius r, and the sum of the lengths of the pair of arc portions 3a of the spherical portion 3 in the outer diameter portion This is the case where (L6+L7) is 44.5% of the circumference of the circle passing through the arc portion 3a.
また、この球面部３に連接する第一平面部４は、上述したように、工具回転軸ａと平行な平面若しくは工具回転軸ａに対して傾斜する傾斜面に形成されている。 Further, the first plane portion 4 connected to the spherical portion 3 is formed in a plane parallel to the tool rotation axis a or an inclined surface inclined with respect to the tool rotation axis a, as described above.
具体的には、本実施例の第一平面部４は、図２～５に示すような、工具回転軸ａに平行な平面若しくは工具先端側から工具基端側に向かうに従い工具回転軸ａから離間するよう傾斜する傾斜面に形成され、工具回転軸ａに対して対称的（対向状態）に二面設けられている。 Specifically, the first plane portion 4 of this embodiment is a plane parallel to the tool rotation axis a as shown in FIGS. They are formed on inclined surfaces that are spaced apart from each other, and are provided on two surfaces symmetrically (opposed to each other) with respect to the tool rotation axis a.
また、この第一平面部４と連接する第二平面部５は、上述したように、第一平面部４の基端と連接し、この第一平面部４と交差する交差面に形成され、工具回転軸ａに対して対称的に二面設けられている。 In addition, the second plane portion 5 that is connected to the first plane portion 4 is formed on an intersection plane that is connected to the base end of the first plane portion 4 and intersects with the first plane portion 4, as described above, Two surfaces are provided symmetrically with respect to the tool rotation axis a.
具体的には、本実施例の第二平面部５は、第一平面部４の基端から工具基端側に向かって工具回転軸ａに対する傾斜角が第一平面部４より大きい傾斜角で工具回転軸ａより離間するよう傾斜する傾斜面に形成され、外周部が工具本体１の首部１ａの周面に連設されている。 Specifically, the second flat portion 5 of the present embodiment has an inclination angle larger than that of the first flat portion 4 with respect to the tool rotation axis a from the proximal end of the first flat portion 4 toward the tool proximal end side. It is formed on an inclined surface that is inclined away from the tool rotation axis a, and its outer peripheral portion is connected to the peripheral surface of the neck portion 1a of the tool body 1 .
本実施例は、このように、第一平面部４及び第二平面部５を工具回転軸ａに対して対称的に設けることで、刃部２が円周方向に等分割で形成され、これにより、摺接面となる球面部３が工具回転方向に等間隔で配設され、被削材に対して均等に摺接作用が働き、加工面にムラが生じることを抑制するように構成されている。 In this embodiment, by providing the first plane portion 4 and the second plane portion 5 symmetrically with respect to the tool rotation axis a, the blade portion 2 is equally divided in the circumferential direction. As a result, the spherical portions 3 that serve as sliding contact surfaces are arranged at equal intervals in the direction of rotation of the tool. ing.
また、本実施例は、上述のように、第一平面部４及び第二平面部５を工具回転軸ａに対して対称的に夫々二面設けることで、一対の（二本の）クーラント供給溝７が形成された構成となっている。 In addition, in this embodiment, as described above, the first plane portion 4 and the second plane portion 5 are provided on two sides symmetrically with respect to the tool rotation axis a, so that a pair of (two) coolant supply It has a configuration in which a groove 7 is formed.
具体的には、本実施例のクーラント供給溝７は、刃部２の先端（球面部３の頂部）から第一平面部４の基端位置までの第１溝長（図中Ｌ２）が１．３ｒより長く、２ｒ以下（ｒ：工具半径）の長さとなり、且つ、刃部２の先端（球面部３の頂部）から第二平面部５の先端位置までの第２溝長（図中Ｌ３）が上述した第１溝長の長さ以上、２．５ｒ以下（ｒ：工具半径）の長さとなるように形成されている（第１溝長が刃長より短いと刃長全域のクーラントの浸透が不十分となるため、また、第１溝長、第２溝長が長すぎると剛性が低下し、切削抵抗により工具にびびり振動が生じ、それが加工面に転写されてしまうため。）。 Specifically, the coolant supply groove 7 of this embodiment has a first groove length (L2 in the figure) from the tip of the blade portion 2 (the top of the spherical portion 3) to the base end position of the first flat portion 4 (L2 in the figure). 3r longer than 2r (r: tool radius), and the second groove length (in the figure L3) is formed to be longer than the length of the first flute length and 2.5r or shorter (r: tool radius) (if the first flute length is shorter than the flute length, coolant If the first groove length and the second groove length are too long, the rigidity will decrease, and the cutting resistance will cause chatter vibration in the tool, which will be transferred to the machined surface. ).
以上のように構成される本実施例の作用効果について以下に説明する。 The effects of the present embodiment configured as described above will be described below.
本実施例は、刃部２がｃＢＮ粒径３μｍ以下のｃＢＮ焼結体で構成されているから、酸化による加工面の変化が可及的に防止され、さらに、耐摩耗性にも優れたものとなる。 In this embodiment, since the blade portion 2 is composed of a cBN sintered body with a cBN grain size of 3 μm or less, the change in the machined surface due to oxidation is prevented as much as possible, and the wear resistance is also excellent. becomes.
また、本実施例は、半球状のｃＢＮ焼結体を部分的に除去してモヒカン形状の刃部２と二本のクーラント供給溝７が形成されているから、簡易構成にして容易に設計実現可能でありながら、切れ刃６が被削材に接触し被削材を切削加工する場合においては、その切れ刃６の回転方向後方に続く球面部３による摺接作用により、また、切れ刃６が被削材に接触せず加工に関与しない場合においては、球面部３による摺接作用により荒加工時の切削加工面が磨き加工（仕上げ加工）され、切削加工面を、表面粗さが小さく、且つ、光沢のある加工面に仕上げることができると共に、二本のクーラント供給溝７により刃部２へのクーラントの浸透性が向上し、潤滑性が向上し、工具寿命及び加工面の安定性が向上する。その結果、良好な仕上げ加工を行うことができる画期的なボールエンドミルとなる。 In addition, in this embodiment, the hemispherical cBN sintered body is partially removed to form the mohawk-shaped blade portion 2 and two coolant supply grooves 7, so the structure is simple and the design can be easily realized. Although it is possible, when the cutting edge 6 contacts the work material and cuts the work material, the sliding contact action of the spherical surface portion 3 continuing behind the cutting edge 6 in the rotation direction also causes the cutting edge 6 is not in contact with the work material and does not participate in machining, the machined surface during rough machining is polished (finished) by the sliding contact action of the spherical surface part 3, and the machined surface is reduced in surface roughness. In addition, it is possible to finish the machined surface with a gloss, and the two coolant supply grooves 7 improve the penetration of the coolant into the cutting part 2, improve the lubricity, and improve the tool life and the stability of the machined surface. improves. As a result, it becomes an epoch-making ball end mill capable of excellent finishing.
次に、本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。なお、各実験例に用いた本実施例の工具仕様は、工具サイズ（工具半径ｒ）：０．５ｍｍ、刃長：０．６ｍｍ（１．２ｒ）、ボディ長：２．５ｍｍ（２．５Ｄ）、第１溝長：０．７ｍｍ（１．４ｒ）、第２溝長：０．８５ｍｍ（１．７ｒ）、アンダーカット径（アンダーカット形状の場合のみ）：０．９５ｍｍである。 Next, an experimental example that proves the effect of this embodiment will be described. The tool specifications of this example used in each experimental example are tool size (tool radius r): 0.5 mm, blade length: 0.6 mm (1.2 r), body length: 2.5 mm (2.5 D ), first groove length: 0.7 mm (1.4r), second groove length: 0.85 mm (1.7r), undercut diameter (only for undercut shape): 0.95 mm.
＜実験例１＞
従来の一般的な２枚刃タイプのボールエンドミル（以下、「従来例１」という。）、先端部が半球形状のボールエンドミル（以下、「従来例２」という。）及び本実施例を用いて、図８（ｂ）に示す工具回転軸ａに直交する面に対し１５°及び４５°の傾斜面からなる傾斜面ポケット（以下、単に「傾斜面ポケット」という。）を下記加工条件で仕上げ加工した場合の加工面の加工状態（仕上げ状態）を比較した。なお、実験例１においては、本実施例は、球面部３と連接する第一平面部４が工具回転軸ａと平行な平面であり、また、刃部２の刃先にＲ０．００４ｍｍのＲ加工が施され、さらに、球面部３の形状が、工具先端視において、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離の工具半径ｒに対する割合（表中では「工具回転軸からの最短距離/工具半径」と記載）が、工具半径ｒの３５％（０．１７５ｍｍ）、一対の円弧部３ａの長さの和が、工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の２２．８％（０．７２ｍｍ）となる形状のものを用いた。
<Experimental example 1>
Using a conventional general two-flute type ball end mill (hereinafter referred to as "conventional example 1"), a ball end mill with a hemispherical tip (hereinafter referred to as "conventional example 2") and the present embodiment , An inclined surface pocket (hereinafter simply referred to as "inclined surface pocket") consisting of inclined surfaces at 15 ° and 45 ° with respect to the surface perpendicular to the tool rotation axis a shown in FIG. The machined state (finishing state) of the machined surface was compared. In Experimental Example 1, the first flat portion 4 connected to the spherical portion 3 is a plane parallel to the tool rotation axis a, and the cutting edge of the cutting portion 2 is R-machined to a radius of R 0.004 mm. Furthermore, the shape of the spherical portion 3 is the ratio of the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 to the tool radius r in the tool tip view ("shortest distance from the tool rotation axis /
［加工条件］
工具形状：ストレート形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
仕上げ代：０．００３ｍｍ（軸方向切り込み量：０．００１ｍｍ）
加工形状：傾斜ポケット９ｍｍ×９ｍｍ×深さ１．５ｍｍ
加工時間：１時間３９分
[Processing conditions]
Tool shape: Straight shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Finish allowance: 0.003 mm (Axial depth of cut: 0.001 mm)
Machining shape: Inclined pocket 9mm x 9mm x depth 1.5mm
Processing time: 1 hour 39 minutes
［結果］
図８は従来例１の加工後の工具及加工面の状態を示すものであり、図９は従来例２の加工後の工具及加工面の状態を示すものであり、図１０は本実施例の加工後の工具及加工面の状態を示すものである。なお、各図において、（ａ）は加工後の工具の状態、（ｂ）は加工面全体、（ｃ）は１５°傾斜面の拡大図である。
[result]
FIG. 8 shows the state of the tool and the machined surface after machining in Conventional Example 1, FIG. 9 shows the condition of the tool and the machined surface after machining in Conventional Example 2, and FIG. It shows the state of the tool and the machined surface after machining. In each figure, (a) is the state of the tool after machining, (b) is the entire machined surface, and (c) is an enlarged view of the 15° inclined surface.
従来例１は、図８（ｃ）に示すように、切れ刃によって加工面にカッターマーク（破線囲い部）が発生しており、また、従来例２は、図９（ｃ）に示すように、ムシレ（破線囲い部）が発生している。これに対して、本実施例は、図１０（ｃ）に示すように、加工面がカッターマークもムシレも発生していない鏡面に仕上げられている。 In Conventional Example 1, as shown in FIG. 8(c), cutter marks (enclosed by dashed lines) are generated on the machined surface by the cutting edge, and in Conventional Example 2, as shown in FIG. 9(c). , Musile (enclosed by dashed line) occurs. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 10(c), the machined surface is finished to a mirror surface free from cutter marks and tearing.
これは従来例２と比較した場合、本実施例にはクーラント供給溝７が形成されており、刃部２へのクーラントの回り込み、浸透性が向上したためと考える。 This is thought to be due to the fact that coolant supply grooves 7 are formed in the present embodiment as compared with Conventional Example 2, and that the coolant flows around and permeates the blade portion 2 better.
＜実験例２＞
本実施例において、球面部３の工具先端視における工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離が異なるサンプル（第一平面部４は実験例１と同様、工具回転軸ａと平行な平面）を作製し、各サンプルについて、実験例１と同様、図１１に示す傾斜面ポケットを下記加工条件で仕上げ加工した場合の加工面の加工状態（仕上げ状態）と加工後の工具の摩耗状態を比較した。なお、加工面の加工状態は目視観察にて行った。また、工具の摩耗状態の評価は、切り込み量が０．００３ｍｍと微少であるために工具の摩耗が進行すると加工面に切り残しが発生するため、この切り残しの有無で評価を行った。
<Experimental example 2>
In this example, samples with different shortest distances from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 in the tool tip view of the spherical portion 3 (the first plane portion 4 is a plane parallel to the tool rotation axis a, as in Experimental Example 1) , and for each sample, similar to Experimental Example 1, the machining state (finishing state) of the machined surface when the inclined surface pocket shown in FIG. did. The processed state of the processed surface was visually observed. In the evaluation of the state of wear of the tool, since the depth of cut is as small as 0.003 mm, as the wear of the tool progresses, uncut portions are generated on the machined surface.
［加工条件］
工具形状：アンダーカット形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
仕上げ代：０．００３ｍｍ（軸方向切り込み量：０．００１ｍｍ）
加工形状：傾斜ポケット９ｍｍ×９ｍｍ×深さ１．５ｍｍ
加工時間：１時間３９分
[Processing conditions]
Tool shape: Undercut shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Finish allowance: 0.003 mm (Axial depth of cut: 0.001 mm)
Machining shape: Inclined pocket 9mm x 9mm x depth 1.5mm
Processing time: 1 hour 39 minutes
［結果］
下表１は、実験例２の評価サンプル条件及び加工面の加工状態観察結果並びに加工後の工具の摩耗状態の評価結果を示したものである。表中の１５°傾斜面及び４５°傾斜面においては、加工した１５°及び４５°傾斜面にてカッターマークやムシレ等の発生が無く鏡面が得られたものを○、鏡面が得られなかったものを×で示した。また、摩耗状態について、工具摩耗の進行による加工面の切り残しが発生しなかったものを○、切り残しが発生したものを×で示した。
[result]
Table 1 below shows the evaluation sample conditions of Experimental Example 2, the observation results of the machining state of the machined surface, and the evaluation results of the wear state of the tool after machining. Regarding the 15° inclined surface and the 45° inclined surface in the table, ∘ indicates that the machined 15° and 45° inclined surfaces did not generate cutter marks, tearing, etc., and a mirror surface was obtained. are indicated by x. In addition, regarding the state of wear, ◯ indicates that there was no uncut portion of the machined surface due to progress of tool wear, and x indicates that uncut portion was generated.
表１に示すように、球面部３の工具先端視における工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離（表中では「工具回転軸からの最短距離」と記載）を工具半径ｒの１０％以上、７０％以下としたサンプルでは、加工面にムシレの発生は無く、良好な鏡面が得られた。 As shown in Table 1, the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 in the tool tip view of the spherical portion 3 (described as "shortest distance from the tool rotation axis" in the table) is 10% of the tool radius r. As described above, in the samples having a thickness of 70% or less, there was no occurrence of peeling on the processed surface, and a good mirror surface was obtained.
また、最短距離を工具半径ｒの５％にしたサンプルでは、加工面に切り残しが発生した。これは、最短距離を小さくしたことによりクーラント供給溝７の体積が大きくなり、摺接長さが短くなったことで、凝着摩耗が発生したためと考える。 Also, in the sample in which the shortest distance was set to 5% of the tool radius r, an uncut portion occurred on the machined surface. It is considered that this is because the volume of the coolant supply groove 7 is increased by reducing the shortest distance, and the sliding contact length is shortened, which causes adhesive wear.
また、最短距離を工具半径ｒの８０％にしたサンプルでは、４５°傾斜面にムシレが発生した。これは、最短距離を大きくしたことによりクーラント供給溝７の体積が小さくなり、摺接長さが長くなったことで、刃部２へのクーラントの浸透が低下し、球面部３と被削材との接触距離が長い４５°傾斜面にムシレが発生したと考える（１５°傾斜面は球面部３と被削材との接触距離が短いため、ムシレが発生しなかったと考える。）。 In addition, in the sample in which the shortest distance was set to 80% of the tool radius r, the 45° inclined surface was ripped. This is because the volume of the coolant supply groove 7 is reduced by increasing the shortest distance, and the length of sliding contact is increased. It is considered that the 45° inclined surface, which has a long contact distance with the workpiece, caused the tearing (it is thought that the 15° inclined surface did not cause the tearing because the contact distance between the spherical surface portion 3 and the work material was short).
＜実験例３＞
本実施例において、球面部３の工具先端視における工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離の工具半径ｒに対する割合（表中では「工具回転軸からの最短距離／工具半径」と記載）を２０％に固定し、球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和が異なるサンプルを作製し、各サンプルについて、図１２に示す四角ポケットの側面の立壁９０°面のみを下記加工条件で仕上げ加工した場合の加工状態（仕上げ状態）を比較した。なお、評価方法は実験例２と同様である。また、実験例３においては、第一平面部４を工具回転軸ａと平行な平面（球面部３に対して垂直な面）に形成したものと、工具回転軸ａに対して傾斜する傾斜面に形成したものの両方を用いた。
<Experimental example 3>
In this embodiment, the ratio of the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 in the tool tip view of the spherical portion 3 to the tool radius r (described as "shortest distance from the tool rotation axis/tool radius" in the table) is fixed at 20%, and samples with different sums of lengths of the pair of arc portions 3a of the spherical portion 3 are produced. We compared the machining state (finishing state) when finishing with . The evaluation method is the same as in Experimental Example 2. Further, in Experimental Example 3, the first plane portion 4 was formed on a plane parallel to the tool rotation axis a (a plane perpendicular to the spherical portion 3), and an inclined surface inclined with respect to the tool rotation axis a. Both were used.
［加工条件］
工具形状：アンダーカット形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
仕上げ代：０．００３ｍｍ（軸方向切り込み量：０．００１ｍｍ）
加工形状：５ｍｍ×５ｍｍ×深さ２．５ｍｍ
加工時間：１時間２５分
[Processing conditions]
Tool shape: Undercut shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Finish allowance: 0.003 mm (Axial depth of cut: 0.001 mm)
Processing shape: 5 mm × 5 mm × depth 2.5 mm
Processing time: 1 hour 25 minutes
［結果］
下表２は、実験例３の評価サンプル条件及び加工面の目視観察結果並びに工具摩耗評価結果を示したものである。表中の９０°面においては、加工した立壁９０°面にて鏡面が得られたものを○、鏡面が得られなかったものを×で示した。また、摩耗状態について、工具摩耗の進行による加工面の切り残しが発生しなかったものを○、切り残しが発生したものを×で示した。
[result]
Table 2 below shows the evaluation sample conditions of Experimental Example 3, the results of visual observation of the machined surface, and the evaluation results of tool wear. For the 90° plane in the table, ◯ indicates that a mirror surface was obtained on the machined 90° vertical wall surface, and x indicates that a mirror surface was not obtained. In addition, regarding the state of wear, ◯ indicates that there was no uncut portion of the machined surface due to progress of tool wear, and x indicates that uncut portion was generated.
表２において円弧部の長さの和/円周として示した球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和（弧の長さの総和）を、工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の５０％以下としたサンプルは、いずれも加工面が良好な鏡面に仕上げられ、また、工具摩耗状態も良好であったが、球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和（弧の長さの総和）を、工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の５５．３％としたサンプルでは、加工面に工具に生じたびびり振動による転写が確認された。これは、円弧部３ａの長さの和を大きくしたことで、クーラント供給溝７の体積が小さくなり、摺接長さが長くなったことで、切削抵抗が高くなり工具にびびり振動が生じたためと考える（立壁９０°面の加工は工具の横方向（ラジアル方向）にかかる切削抵抗が大きく、工具が逃げてびびり振動が生じ易いことも影響していると考える。）。 In Table 2, the sum of the lengths of the pair of arc portions 3a of the spherical portion 3 shown as the sum of the lengths of the arc portions/circumference (total length of the arc) is calculated as follows: All the samples having a circumference of 50% or less of the circle passing through , the machined surface was finished to a good mirror surface, and the tool wear condition was also good. In the sample where the sum of the arc lengths (total length of the arc) is 55.3% of the circumference of the circle centered on the tool rotation axis a and passing through the arc portion 3a, transfer due to chatter vibration generated in the tool on the machining surface was confirmed. This is because the volume of the coolant supply groove 7 is reduced by increasing the sum of the lengths of the arc portions 3a, and the sliding contact length is increased, which increases the cutting resistance and causes chatter vibration in the tool. (It is considered that machining of the vertical wall at 90° has a large cutting force applied to the tool in the lateral direction (radial direction), and chatter vibration is likely to occur due to the escape of the tool.).
この実験例３の結果と、前述した実験例２における球面部３の工具先端視における工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離を工具半径ｒの１０％にした場合の結果を踏まえると、球面部３の一対の円弧部３ａの長さの和（弧の長さの総和）が工具回転軸ａを中心とし円弧部３ａを通る円の円周の６％以上５０％以下において、加工面に切り残し、ムシレが発生せず、良好な鏡面が得られることとなる。 Based on the results of Experimental Example 3 and the results obtained when the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 of the spherical portion 3 viewed from the tip of the tool in Experimental Example 2 described above was set to 10% of the tool radius r, The sum of the lengths of the pair of arc portions 3a of the spherical portion 3 (the sum of the arc lengths) is 6% or more and 50% or less of the circumference of the circle centered on the tool rotation axis a and passing through the arc portions 3a. It is possible to obtain a good mirror surface without leaving any part left uncut and causing mussels.
＜実験例４＞
ｃＢＮ粒径の異なるサンプル（ｃＢＮ粒径：１μｍ／３μｍ／５μｍ）を作製し、各サンプルについて、傾斜面ポケットを下記加工条件で仕上げ加工した場合の工具の摩耗状態を比較した。なお、実験例４においては、工具形状の要因を排除するために、先端部が半球形状のボールエンドミル（実験例１の従来例２）を用いた。また、工具摩耗の評価は、他の実験例と同様、切り残しの有無で評価を行った。また、ｃＢＮ粒径は、ｃＢＮ焼結体の断面組織を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影し、撮影した複数のｃＢＮ粒子の面積を求め、この面積と等しい面積の円の直径を求め、これら円の直径の平均値をｃＢＮ粒径とした。
<Experimental example 4>
Samples with different cBN grain sizes (cBN grain size: 1 µm/3 µm/5 µm) were prepared, and the state of tool wear was compared for each sample when a pocket on an inclined surface was finished under the following machining conditions. Note that, in Experimental Example 4, a ball end mill having a hemispherical tip (Conventional Example 2 of Experimental Example 1) was used in order to eliminate the tool shape factor. In addition, evaluation of tool wear was performed based on the presence or absence of uncut portions, as in the other experimental examples. In addition, the cBN grain size is obtained by photographing the cross-sectional structure of the cBN sintered body with a scanning electron microscope (SEM), obtaining the area of a plurality of photographed cBN grains, obtaining the diameter of a circle having an area equal to this area, The average value of the circle diameters was taken as the cBN grain size.
［加工条件］
工具形状：ストレート形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
仕上げ代：０．００３ｍｍ（軸方向切り込み量：０．００１ｍｍ）
加工形状：傾斜ポケット９ｍｍ×９ｍｍ×深さ１．５ｍｍ
加工時間：１時間３９分
[Processing conditions]
Tool shape: Straight shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Finish allowance: 0.003 mm (Axial depth of cut: 0.001 mm)
Machining shape: Inclined pocket 9mm x 9mm x depth 1.5mm
Processing time: 1 hour 39 minutes
［結果］
ｃＢＮ粒径が１μｍと３μｍのものには、加工面に切り残しが見られなかった（図１３にて耐摩耗性：○）のに対し、５μｍのものには、切り残しの発生が確認された(耐摩耗性：×)。
[result]
In the cBN grains of 1 μm and 3 μm, no uncut portions were observed on the machined surfaces (wear resistance: ○ in FIG. 13), whereas in the case of 5 μm, uncut portions were confirmed. (Abrasion resistance: ×).
また、図１３に示すように、切り残しの発生が確認された５μｍのものには、大きな摩耗痕が確認された（ｃＢＮ粒径が大きいと粒子の脱落が発生し易くなり、この粒子の脱落により摩耗し易くなると考える。）。 In addition, as shown in FIG. 13, a large wear mark was confirmed in the 5 μm piece where the occurrence of uncut was confirmed (If the cBN particle size is large, the particles are likely to fall off, and the particles fall off. It is thought that it will be easy to wear due to.).
＜実験例５＞
本実施例において、刃部２の切れ刃６の刃先にＲ（０．００４ｍｍ）を付したサンプルと、Ｒを付さないサンプルを作製し、各サンプルについて、傾斜面ポケットを下記加工条件で仕上げ加工した場合の加工面の加工状態（仕上げ状態）を比較した。なお、実験例５においては、球面部３の形状が、工具先端視において、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離が工具半径ｒの２０％となる形状であり、また、第一平面部４を工具回転軸ａと平行な平面に形成したものを用いた。
<Experimental example 5>
In this example, a sample with R (0.004 mm) attached to the cutting edge of the cutting edge 6 of the blade portion 2 and a sample without R were prepared, and for each sample, the inclined surface pocket was finished under the following processing conditions. The machined state (finished state) of the machined surface when machined was compared. In Experimental Example 5, the shape of the spherical portion 3 is such that the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is 20% of the tool radius r when viewed from the tip of the tool. The part 4 was formed on a plane parallel to the tool rotation axis a.
［加工条件］
工具形状：アンダーカット形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
仕上げ代：０．００３ｍｍ（軸方向切り込み量：０．００１ｍｍ）
加工形状：傾斜ポケット９ｍｍ×９ｍｍ×深さ１．５ｍｍ
加工時間：１時間３９分
[Processing conditions]
Tool shape: Undercut shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Finish allowance: 0.003 mm (Axial depth of cut: 0.001 mm)
Machining shape: Inclined pocket 9mm x 9mm x depth 1.5mm
Processing time: 1 hour 39 minutes
［結果］
図１４は切れ刃６の刃先にＲを付さないサンプルで加工した加工面の状態を示すものであり、図１５は切れ刃６の刃先にＲ（０．００４ｍｍ）を付したサンプルで加工した加工面の状態を示すものである。なお、各図において、（ａ）は加工面全体、（ｂ）は１５°傾斜面の拡大図である。
[result]
FIG. 14 shows the state of the machined surface processed with a sample that does not have R on the cutting edge 6, and FIG. 15 shows the cutting edge 6 R (0.004 mm). It shows the state of the machined surface. In each figure, (a) is the entire machined surface, and (b) is an enlarged view of the 15° inclined surface.
図１４に示すように、切れ刃６の刃先にＲを付さないものは加工初期に加工面にキズ（破線囲い部）が形成されることが確認された。これに対して、切れ刃６の刃先にＲを付したものは、図１５に示すように、キズのない鏡面に仕上げられている。 As shown in FIG. 14, it was confirmed that scratches (enclosed by broken lines) were formed on the machined surface in the initial stage of machining in the case where the cutting edge of the cutting edge 6 was not rounded. On the other hand, as shown in FIG. 15, the edge of the cutting edge 6 with R is finished to a scratch-free mirror surface.
＜実験例６＞
本実施例において、球面部３の工具先端視における工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離を工具半径ｒの１０％にしたものと、７０％にしたものの夫々の刃部２の切れ刃６の刃先に付したＲの大きさが異なるサンプル（第一平面部４は工具回転軸ａと平行な平面）を作製し、各サンプルについて、図１１に示す傾斜面ポケットを下記加工条件で仕上げ加工した場合の加工面、具体的には、切れ刃６が接触する４５°傾斜面の加工状態（仕上げ状態）を比較した。なお、加工面の加工状体は目視観察にて行った。
<Experimental example 6>
In this embodiment, the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 in the tool tip view of the spherical portion 3 is set to 10% and 70% of the tool radius r. Samples with different sizes of R attached to the cutting edge of 6 (the first plane part 4 is a plane parallel to the tool rotation axis a) were prepared, and for each sample, the inclined surface pocket shown in FIG. 11 was finished under the following processing conditions. The machined surface when machined, specifically, the machined state (finished state) of the 45° inclined surface with which the cutting edge 6 contacts was compared. The processed body on the processed surface was visually observed.
［加工条件］
工具形状：アンダーカット形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
仕上げ代：０．００３ｍｍ（軸方向切り込み量：０．００１ｍｍ）
加工形状：傾斜ポケット９ｍｍ×９ｍｍ×深さ１．５ｍｍ
加工時間：１時間３９分
[Processing conditions]
Tool shape: Undercut shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Finish allowance: 0.003 mm (Axial depth of cut: 0.001 mm)
Machining shape: Inclined pocket 9mm x 9mm x depth 1.5mm
Processing time: 1 hour 39 minutes
［結果］
下表３は、実験例６の評価サンプル条件及び４５°傾斜面の目視観察結果を示したものである。表中の４５°傾斜面においては、加工した４５°傾斜面にてカッターマークやムシレ等の発生が無く鏡面が得られたものを○、鏡面が得られなかったものを×で示した。
[result]
Table 3 below shows the evaluation sample conditions of Experimental Example 6 and the results of visual observation of the 45° inclined surface. For the 45° inclined surface in the table, ◯ indicates that the machined 45° inclined surface produced a mirror surface without generating cutter marks or tearing, and × indicates that a mirror surface was not obtained.
表３に示すように、球面部３の工具先端視における工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離を工具半径ｒの１０％にしたものと７０％にしたものの双方において、切れ刃６の刃先のＲの大きさを０．００１ｍｍとしたものにカッターマークが発生し、切れ刃６の刃先のＲの大きさを０．０２５ｍｍとしたものにムシレが発生した。また、上記以外のものは良好な鏡面が得られた。 As shown in Table 3, when the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 in the tool tip view of the spherical portion 3 is set to 10% and 70% of the tool radius r, the cutting edge 6 Cutter marks were generated when the radius of the cutting edge was set to 0.001 mm, and tearing occurred when the radius of the cutting edge of the cutting edge 6 was set to 0.025 mm. In addition, good mirror surfaces were obtained in the cases other than the above.
以上から、切れ刃６の刃先に付されるＲの大きさは、０．００３ｍｍ以上０．０２ｍｍ以下の範囲とすることが好ましいことが確認された。なお、刃先にＲの代わりに、レーザ処理等でチャンファ面を付した場合も同様の結果が得られた。 From the above, it was confirmed that the size of R attached to the cutting edge of the cutting edge 6 is preferably in the range of 0.003 mm or more and 0.02 mm or less. Similar results were obtained when a chamfered surface was applied to the cutting edge by laser processing or the like instead of the R.
＜実験例７＞
先端部がｃＢＮ焼結体からなる半球形状に形成されたボールエンドミル（以下、「半球形状ボールエンドミル」という。）と、本実施例とを用い、四角ポケットの底面を下記加工条件で加工した場合の加工面を比較した。なお、実験例７においては、球面部３の形状が、工具先端視において、工具回転軸ａから切れ刃６までの最短距離が工具半径ｒの３５％となる形状であり、また、第一平面部４を工具回転軸ａと平行な平面に形成したものを用いた。
<Experimental example 7>
When the bottom surface of the square pocket is processed under the following processing conditions using a ball end mill having a hemispherical tip made of a cBN sintered body (hereinafter referred to as a "hemispherical ball end mill") and this example. were compared. In Experimental Example 7, the shape of the spherical portion 3 is such that the shortest distance from the tool rotation axis a to the cutting edge 6 is 35% of the tool radius r when viewed from the tip of the tool. The part 4 was formed on a plane parallel to the tool rotation axis a.
［加工条件］
工具形状：アンダーカット形状
被削材：焼き入れ鋼（６０ＨＲＣ）
クーラント：オイルミスト
回転速度：３０，０００ｍｉｎ－１
送り速度：３７５ｍｍ／ｍｉｎ
径方向切り込み量：０．００５ｍｍ
軸方向切り込み量：０．００５ｍｍ
加工形状：４ｍｍ×４ｍｍ×０．００５ｍｍ
加工時間：１２分
[Processing conditions]
Tool shape: Undercut shape Work material: Hardened steel (60HRC)
Coolant: Oil mist Rotational speed: 30,000 min -1
Feeding speed: 375mm/min
Radial depth of cut: 0.005mm
Axial depth of cut: 0.005mm
Processing shape: 4 mm × 4 mm × 0.005 mm
Processing time: 12 minutes
［結果］
図１６は半球形状ボールエンドミルで加工した底面の状態を示すものであり、図１７は本実施例で加工した底面の状態を示すものである。なお、各図において、（ａ）は加工後の工具状態、（ｂ）は底面の加工状態である。
[result]
FIG. 16 shows the state of the bottom surface machined with a hemispherical ball end mill, and FIG. 17 shows the state of the bottom surface machined in this example. In each figure, (a) shows the state of the tool after processing, and (b) shows the state of processing of the bottom surface.
図１６（ｂ）に示すように、半球形状ボールエンドミルで加工した底面はムシレが発生しているのに対し、図１７（ｂ）に示すように、本実施例で加工した底面はムシレがなく鏡面に仕上げられている。これは、本実施例にはクーラント供給溝７が形成されており、刃部２へのクーラントの回り込み、浸透性が向上したためと考える。 As shown in FIG. 16(b), the bottom surface machined with the hemispherical ball end mill has bulges, whereas as shown in FIG. It has a mirror finish. This is thought to be because the coolant supply groove 7 is formed in this embodiment, and the coolant flows around the blade portion 2 and the permeability is improved.
なお、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be appropriately designed.
１ 工具本体
２ 加工部，刃部
３ 球面部
３ａ 円弧部
４ 第一平面部
５ 第二平面部
６ 稜線，切れ刃
７ クーラント供給溝
ａ 工具回転軸
ｒ 工具半径
REFERENCE SIGNS LIST 1 tool body 2 processing portion, blade portion 3 spherical portion 3a arc portion 4 first plane portion 5 second plane portion 6 ridgeline, cutting edge 7 coolant supply groove a tool rotation axis r tool radius
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