JP2571107B2

JP2571107B2 - 仕上げ用のエンドミル

Info

Publication number: JP2571107B2
Application number: JP63258267A
Authority: JP
Inventors: 豊穂積; 敬三佐久間; 卓也仙波; 紘一田口
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1988-10-13
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPH02106211A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、半径方向の切込みが0.5mm以下の仕上げ用
のエンドミルに関し、特に切屑壁面の加工精度が向上す
るようにしたものである。

（従来の技術）従来、超硬合金等からなるソリッドエンドミルは、通
常刃先直径がφ30mm程度位であり、溝削り、肩削り、座
ぐり加工などに適用されている。そして、例えば、実公
昭62−34652号公報、実公昭63−7457号公報および第６
図等にみられるものが開示されている。この場合、前者
の公報にみられるエンドミルは、外周刃における逃げ角
の構成を改善して特に刃部の欠損を防止するようにした
ものである。また、後者の公報にみられるエンドミル
は、底刃における逃げ角の構成を改善して、特に穴あけ
加工にも適用できるようにしたものである。そして、第
６図にみられるエンドミルは、一般的なエンドミルの断
面形状を示したものである。

さらに、工具形状に関係するものとして、例えば、実
開昭63−57016号公報，実開昭63−32715号公報，実開昭
63−74917号公報などが開示されている。最初の公報
は、溝底の径を切刃外径の0.7〜0.9倍としたエンドミル
であり、２番目の公報は、工具径の0.1〜1.0％の幅寸法
で、中底角α及び底刃二番角βがともに０゜となる微小
フラット部を設けたものである。第３番目の公報は、先
端部をドリル形状としたエンドミルに関するものであ
る。

（本発明が解決しようとする課題）しかしながら、エンドミル加工例えば金型加工などで
は、技術発展に伴い、研削又は磨きの後工程の手間を極
力減少させることが必要となってきている。したがっ
て、エンドミル加工の精度向上が要求され、このため仕
上げ専用のエンドミルの開発要求が高まってきている。

これに対し、市販のエンドミルや前述した公知公報に
みられるエンドミルは、主に荒削りを対象としたもので
あり、本質的に仕上げ切削用のエンドミルではない。し
たがって、その形状、構造上から、エンドミル自体の剛
性が低く、また片持ち梁りの切削様式から、加工精度特
に切削壁面精度が得られない問題点があった。

さらに、前述した公開公報にみられるエンドミルは、
最初のものでは、焼結素材に中空穴を設けたことによ
り、結果的に中空穴を設けないものよりも芯厚が大きく
なったもので、工具軸の断面積が小さく、このため剛性
が高められていない問題点を有する。２番目のもので
は、底刃による加工面粗さの向上に狙いがあり、底刃の
フラット部が摩耗したときには切削抵抗が増加し、加工
壁面の直角度を問題とする切削では、工具剛性上好まし
くない問題点を有する。３番目のものでは、外周切刃に
対する配慮がなく、このため切削抵抗によって生じるた
わみによる加工壁面の直角度または真直度の向上が得ら
れない問題点を有する。

本発明は、このような高加工精度の要求から横断面形
状、外周刃および底刃の構成を改善することにより、曲
げ剛性、捩れ剛性などの工具剛性を高めた仕上げ用のエ
ンドミルを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的に鑑みなされたもので、略円柱状
をなす工具本体の外周部には、外周刃およびマージンを
それぞれ備えたランド部分が芯厚円周面から凸出するよ
うに設けられており、また、工具本体の先端部には、底
刃が形成されている仕上げ用のエンドミルにおいて、芯
厚円周面、外周刃および底刃が特定形状に形成されるよ
うにしたものである。

すなわち、前記芯厚円周面は、刃先直径円と同心円
で、しかもその直径D₂が刃先直径円D₁に対し、D₂＝（0.
80〜0.99）D₁の範囲内で設定され、芯厚円周面およびラ
ンド部分を含めた横断面積A₂が刃先直径円D₁による仮想
の横断面積A₁に対し、A₂＝（0.85〜0.98）A₁の範囲内に
設定されているものである。これらは、仕上げ専用の配
慮から剛性を高めたものである。

また、前記外周刃は、マージンおよびすくい面の交差
稜として形成され、しかも軸方向のバックテーパが30mm
あたりで0.005mm以下（０を含む）の範囲内で小さく設
定されているものであり、前記底刃は、必要最小限の配
慮から径方向の長さＬが刃先直径D₁に対し、Ｌ＝（0.02
〜（0.10）D₁の範囲内で設定されるとともに、第１すか
し角θ_１、第２すかし角θ_２を形成して、これらの角度
関係をθ_１＜θ_２、θ_１＝30′〜２゜、θ_２＝２゜〜５
゜の範囲内に設定したものである。

さらに、請求項２の発明では、外周刃から芯厚円周面
に至る切削上のすくい面には、芯厚円周面の一部をえぐ
るようにして形成される切屑ポケットが設けられるよう
にしたものである。そして、この切屑ポケットは、工具
剛性を阻害しないように外周刃から切屑ポケットまでの
最大深さＨが刃先直径D₁に対し、Ｈ＝（0.01〜0.11）D₁
の範囲内に小さく設定されるようにしたものである。

（作用）本発明仕上げ用のエンドミルは、直径方向の切込みが
0.5mm以下の仕上げ領域において有効な切削作用をなす
ものである。これは、本発明の仕上げ用のエンドミルで
は、芯厚円筒面による芯厚および断面積が大きく設定さ
れていることから、工具剛性が高められ、工具本体のた
わみ変形を減少させる。

また、本発明仕上げ用のエンドミルは、特に切削壁面
における加工精度が良好となるように作用するものであ
る。これは、前述した芯厚および断面積の設定に加え、
外周切刃稜のバックテーパを小さく設定していることか
らである。また、底刃については、底面の加工面粗さの
確保にあるが、本発明では、必要最小限の切刃長さを確
保したものである。さらに切屑ポケットについても、排
出される切屑の大きさからポケットの最大深さを特定し
て、工具剛性を阻害しなしようにしたものである。

（実施例）以下、本発明仕上げ用のエンドミルにおける一実施例
について図を参照しながら説明する。

第１図乃至３図において（１）は、例えば超硬合金か
らなる仕上げ用のエンドミルであり、工具本体（２）お
よびシャンク部分（３）からなっているものである。

前記工具本体（２）は、その外周部には、芯厚円周面
（４）およびランド部分（５）が形成され、このランド
部分（５）には、軸方向に対し捩れを伴った外周刃
（６）およびマージン（７）がそれぞれ備えられる。こ
の場合、外周刃（６）は、すくい面（８）およびマージ
ン（７）の交差稜として形成されるが、マージン（７）
は、第４図で示される直線傾斜＋円弧状の逃げ面あるい
は第５図で示される直線傾斜による逃げ面の場合ほか、
エキセントリックの逃げ面等適宜のものが適用できるも
のである。

しかして、前記芯厚円周面（４）は、外周刃（６）に
よる刃先直径円と同心円となるものである。これは同心
円とすることによりエンドミルの横断面積を増加させて
曲げ剛性、捩れ剛性などの工具剛性を高める配慮であ
る。例えば、本発明の仕上げ用のエンドミルでは、真円
に対する曲げ剛性、捩れ剛性が90％をこえる値になって
いるものである。そして、芯厚円周面（４）の直径D
₂は、刃先直径D₁に対し、D₂＝（0.80〜0.99）D₁の範囲
内で設定される。D₂が0.88D₁未満であると工具剛性が不
足し、また0.99D₁をこえると切屑の排出性が悪くなり不
可となる。また、芯厚円周面（４）の直径D₂に依存する
芯厚円周面（４）およびランド部分（５）を含めた横断
面積A₂は、刃先直径円D₁による仮想の横断面積A₁に対
し、A₂＝（0.85〜0.98）A₁の範囲内が好適する。この場
合、仮想の横断面積A₂が0.85A₁未満であると工具剛性が
低くなって不都合であり、また0.98A₁をこえるこ切屑の
排出性が悪くなり不都合となる。なお、第６図に示され
るターボフルート形の断面形状では、横断面積A₂が0.65
A₁程度になっているものである。

前記外周刃（６）は、図示の場合30゜の捩れを伴って
いるが、軸方向のバックテーパが30mmあたりで0.005mm
以下（０を含む）の範囲内に設定される。これは、従来
のバックテーパに比べて小さい値になっており、工具本
体（２）の切削力による倒れの量を補正できる範囲から
の配慮である。

また、前記底刃（９）は、第３図でみられるように径
方向の長さＬが刃先直径D₁に対し、Ｌ＝（0.02〜0.10）
D₁の範囲内で設定される。この設定の考え方は、前述し
たように断面形状を大きくしたこと、バックテーパを小
さくしたことなどから刃先の強度が高められているため
底刃（９）の長さを短くしたものである。すなわち、底
刃（９）の長さを短くしたのは、底刃（９）が摩耗する
と、その摩耗量に応じて摩擦抵抗が大きくなり、結果的
に工具本体（２）のたわみ量が大きくなるからである。
そして、工具本体（２）のたわみ量が大きいと加工精度
が低下するため、底刃（９）をできる限り小さくしたも
のである。

さらに、この底刃（９）は、第１すかし角θ_１および
第２すかし角θ_２が設定されているものである。この場
合、第１すかし角θ_１および第２すかし角θ_２の関係
は、θ_１＜θ_２で、θ_１＝30′〜２゜、θ_２＝２゜〜５
゜の範囲内に設定されている。これは、刃先強度を保持
するためおよび底刃（９）の長さを実質的に小さくする
ための配慮である。したがって、実公昭63−7457号公報
にみられる穴あけ用途のものとは異なり、角度範囲が小
さくなっている。要すれば、底刃（９）は、必要最小限
の範囲で設けたものである。

また、第５図に示されるものは、芯厚円周面（４）の
直径D₂を幾分大きくするとともに、すくい面（８）側に
形成される切屑ポケット（10）も大きくしたものであ
る。すなわち、第５図に示される切屑ポケット（10）
は、外周刃（６）からの最大深さＨが刃先直径D₁に対
し、Ｈ＝（0.01〜0.11）D₁の範囲内で設定されているも
のである。また、この場合切屑ポケット（10）の立上り
傾斜角βは、切屑の排出性から一般的には、45゜を最大
限にして設定される。そして、第５図に基づく仕上げ用
のエンドミルでは、例えば第１表で示されるような断面
形状を採用することができる。この場合、第１表では、
逃げ面の逃げ角αを15゜、切屑ポケット（10）の立上り
傾斜角βを30゜に設定したものである。

なお、第６図に示されるターボフルート形の従来品
は、断面積比でいえば、約65％に相当するものであり、
本発明品の断面積比が相当に大きくなっていることが判
る。これは、前述したように、径方向の切込みで0.5mm
以下の仕上げ用を配慮したことからである。

（切削例）本発明仕上げ用のエンドミルにおける切削例を以下に
説明する。

工具形状は、刃先直径D₁がD₁＝φ10mmで、軸方向の切
刃長さを40mmとした４枚刃構成のものであり、またフラ
イス盤（5.5kw）に取付けるにあたっては、チャックに
対する突出し長さを46mmとした。この場合、本発明品Ａ
が、第４図にみられる断面形状のもので、本発明品Ｂ
は、第５図にみられる断面形状のものである。なお、本
発明品Ａの芯厚円周面（４）の直径D₂については、D₂＝
9mm、逃げ面の弧状部分の半径Ｒについては、Ｒ＝5.075
mmに設定した。また、本発明品Ｂは、第１表のNO.6を使
用した。

そして、切削結果は、第２表に示されるとおりであ
り、本発明品Ａおよび本発明品Ｂは、ともに良好な切削
状態を示した。この場合切削は、湿式切削であり、ダウ
ンカットにより行なった。

これに対し、第６図にみられる従来品Ｃについても、
同一条件で切削したが、いずれも直角度が35μｍをこえ
加工精度および面粗さの点で不具合であった。

（発明の効果）本発明は、以上説明したように断面形状、刃先構成等
を改善した仕上げ用のエンドミルを提供するものである
から、直角度、面粗さともに良好となるため、仕上げ専
用のエンドミルとして適用できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明仕上げ用のエンドミルにおける一実施
例を示す正面図、第２図は、その底面図、第３図は、底
刃部分における一部拡大正面図、第４図は、拡大した横
断面図、第５図は、変形例を示す拡大した横断面図、第
６図は、従来例を示す拡大した横断面図である。（１）……仕上げ用のエンドミル、（２）……工具本
体、（４）……芯厚円周面、（５）……ランド部分、（６）……外周刃、（７）……
マージン、（８）……すくい面、（９）……底刃、（10）……切屑
ポケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐久間敬三福岡県福岡市東区八田３丁目４―５ (72)発明者仙波卓也福岡県福岡市東区美和台１丁目39―10 (72)発明者田口紘一福岡県福岡市中央区薬院２丁目90―202 審査官関口勇 (56)参考文献実開昭63−57016（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−32715（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−74917（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】略円柱状をなす工具本体（２）の外周部に
は、外周刃（６）およびマージン（７）をそれぞれ備え
たランド部分（５）が芯厚円周面（４）から凸出するよ
うに設けられており、また、工具本体（２）の先端部に
は、底刃（９）が形成されている仕上げ用のエンドミル
において、前記芯厚円周面（４）は、刃先直径円と同心円で、しか
もその直径D2が刃先直径円D₁に対し、D₂＝（0.80〜0.9
9）D₁の範囲内に設定されるとともに、芯厚円周面
（４）およびランド部分（５）を含めた横断面積A₂が刃
先直径円D₁による仮想の横断面積A₁に対し、A₂＝（0.85
〜0.98）A₂の範囲内に設定されており、前記外周刃（６）は、マージン（７）およびすくい面
（８）の交差稜として形成され、しかも軸方向のバック
テーパが30mmあたりで0.005mm（０を含む）範囲内に設
定され、前記底刃（９）は、径方向の長さＬが刃先直径D₁に対
し、Ｌ＝（0.02〜0.10）D₁の範囲内に設定され、しかも
第１すかし角θ_１および第２すかし角θ_２がθ_１＜θ_２
の関係でθ_１＝30′〜２゜、θ_２＝２゜〜５゜の範囲内
に設定されていることを特徴とする仕上げ用のエンドミ
ル。
【請求項２】芯厚円周面（４）には、その一部をえぐる
ようにして形成される切屑ポケット（10）がすくい面
（８）に隣接するように設けられ、しかも外周刃（６）
から切屑ポケット（10）までの最大深さＨが刃先直径D₁
に対し、Ｈ＝（0.01〜（0.11）D₁の範囲内に設定されて
いる請求項１記載の仕上げ用のエンドミル。