JP3734465B2

JP3734465B2 - 高送り切削用ラジアスエンドミル

Info

Publication number: JP3734465B2
Application number: JP2002246972A
Authority: JP
Inventors: 靖坂本
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP2004082275A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、金型等の等高線加工等に用いる高送り切削用ラジアスエンドミルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金型等の等高線加工には、従来よりボールエンドミルが一般に使用されている。最近では、高能率切削の要求が強くなり、上記ボールエンドミルに代えてラジアスエンドミルが使用されてきている。ラジアスエンドミルは、ボールエンドミルと比較して切れ刃が被削材と接触する切れ刃長さが短く、また、ボールエンドミルではエンドミル先端部がエンドミル軸心上になるため切削速度が得られないのに対し、ラジアスエンドミルでは十分な切削速度が得られるため、切削抵抗が小さく、切れ味が良好であり、高能率切削に適している。また、ラジアスエンドミルについては、その使用目的等に応じて多数の改善がなされており、例えば、特開平７−２４６５０８号公報には、コーナＲ刃を補強した例が、また、特開平１１−２１６６０９号公報には、切削性を向上させた例が開示されている。
【０００３】
金型等の加工では、コーナ部の加工や、深彫り加工等の工具突き出し量が大きい加工等があり、切削中にビビリ振動が発生しやすいため、一般にＮＣプログラム上処理しやすい送り速度を下げる方法が採られている。送り速度を下げる方法では、加工能率が下がるだけでなく、ビビリ振動を抑制する効果が少なく、１刃送り量が比例して下がるため、切れ刃と被削材の接触回数が多くなり、摩耗進行が早くなる。また、ビビリ振動抑制効果の高い、切削速度を下げる方法があるが、これだけでは、送り速度が比例的に下がり、何れにしても加工能率が下がるため、最近では、高能率切削を行う手段として、切削速度は下げるが、送り速度は上げる、即ち、１刃送り量を極端に上げる高送り切削が用いられ始めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記ラジアスエンドミルでは、１刃送り量を極端に上げると、コーナＲ刃の境界部付近に切削負荷が集中し、コーナＲ刃の強度が切削負荷に耐えきれず、チッピングや欠損により寿命に至るという課題があった。また、高送り切削を行うと、切削抵抗が大きくなると共に、切り屑の厚みが厚くなり、切り屑が上方に排出されにくく、切り屑を噛み込み、チッピングや欠損が生じ易くなる課題があり、送り速度を下げざる得なくなり、高能率切削と呼べる状態ではなかった。
【０００５】
【本発明の目的】
本発明は、以上のような背景をもとになされたものであり、コーナＲ刃の耐欠損性を向上させると共に、コーナＲ刃で生成された切り屑の排出性を向上させ、高送り切削を可能にするラジアスエンドミルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、エンドミル先端コーナ部にコーナＲ刃を有するラジアスエンドミルにおいて、該コーナＲ刃の該エンドミルの底刃側を第１切れ刃、外周刃側を第２切れ刃とした時、該エンドミルの軸直角断面視で前記第１切れ刃及び第２切れ刃のすくい面を凸状に湾曲させ、前記第２切れ刃は該すくい面に連続して刃底方向に凹状のチップスペースを有することを特徴とする高送り切削用ラジアスエンドミルである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
１刃送り量を極端に上げる高送り切削では、工具軸方向の切り込み量は一般的な部位でコーナＲ半径の３０％前後とされており、１刃送り量を極端に上げる高送り切削を行う場合、第１切れ刃において、強度と良好な切削性を兼ね備える必要がある。そこで、強度と良好な切削性を兼ね備えるために、本発明では、エンドミルの軸直角断面視で、第１切れ刃のすくい面を凸状に湾曲させ、刃先強度が向上すると共に、速やかにすくい面から切り屑が離れ、切削抵抗が低減でき、切削性が良好となる。その反面、切り屑が上方に排出されにくくなることから、第２切れ刃のすくい面に連続して刃底方向に凹状のチップスペースを設けた。第１切れ刃で生成された切り屑は、第２切れ刃の凹状のチップスペースを介して、上方に排出され、切り屑の噛み込みを減少させ、チッピングや欠損を抑制する。縦壁面等の加工において、第２切れ刃も切削に関与する場合があり、また、第１切れ刃で生成された切り屑が第２切れ刃部で噛み込む場合もあり、第２切れ刃のすくい面も、第１切れ刃の様に凸状に湾曲させ、刃先強度を向上させておく必要がある。凹状のチップスペースの幅を漸次小さくしても良く、上述のように第２切れ刃のうち、特に切削に関与する、第１切れ刃で生成された切り屑が噛み込む可能性が高い第１切れ刃近傍の第２切れ刃の強度を向上させることができ、また、外周刃方向に凹状のチップスペースの幅が漸次大きくなり、第１切れ刃で生成された切り屑がスムーズに上方に排出できる。
【０００８】
１刃送り量を極端に上げる高送り切削では、工具軸方向の切り込み量は一般的な部位でコーナＲ半径の３０％前後とされていることから、第２切れ刃の軸方向長さをコーナＲ半径の２０〜６０％としても良く、切削加工時に主に使用される凹状のチップスペースを有さない第１切れ刃の強度を確実に得ることができる。コーナＲ半径の２０％未満では、第１切れ刃で生成された切り屑を上方に排出する効果が少なくなり、６０％を超えると、第２切れ刃の一部でも、切削加工時に主に使用されることになると共に、コーナＲ刃全体の強度が下がるためであり、好ましくは、第２切れ刃の軸方向長さは、コーナＲ半径の５０〜３０％が望ましい。コーナＲ刃の強度を得るために、コーナＲ刃のすくい角は負角が良く、その範囲は０°〜−４５°が良く、好ましくは、強度と切削性を考慮して−１５°〜−３０°が望ましい。また、高能率切削を行うには、刃数の多い方が有利ではあるが、隅コーナ部がある被加工物の場合、４枚刃以上の多刃のエンドミルでは、該コーナ部で同時切削刃が存在し、共振によるビビリ振動が発生しやすくなるため、刃数は３枚刃が良い。以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
図１は、本発明例１であり、ＴｉＡｌＮ被膜をコーティングした超微粒子超硬合金製、刃径１０ｍｍ、コーナＲ半径２ｍｍ、３枚刃のラジアスエンドミルであり、その要部拡大図である。本発明例１のコーナＲ刃１の軸直角断面図を底刃から外周刃方向に図２〜図５に示し、図２、図３は第１切れ刃２、図４、図５は第２切れ刃３である。第１切れ刃２及び第２切れ刃３のすくい面４は凸状に湾曲し、第２切れ刃３はすくい面４に連続して刃底方向に凹状のチップスペース５を有しており、、第２切れ刃３のすくい面４の幅を第１切れ刃２に向かって漸次大きくし、凹状のチップスペース５の幅を漸次小さくしている。第２切れ刃３の軸方向長さは、コーナＲ半径の４０％である０．８ｍｍとし、また、コーナＲ刃のすくい角はエンドミル径方向に−２５°とした。本発明例１を用いて、切削諸元として、被削材にＨＲＣ４０のプリハードン鋼を用い、回転数を１６８０ｍｉｎ^−１、一刃送り量を０．６２５ｍｍ／刃、送り速度で４２００ｍｍ／ｍｉｎ、エンドミル軸方向ピッチ０．６ｍｍで工具突き出し長さを４０ｍｍとして、長さ１００ｍｍ、幅６５ｍｍ、深さ３０ｍｍ、側壁に３°の勾配を有するポケット加工をエアブローで等高線加工を行い、損傷状態を観察した。比較として、従来技術で述べた特開平７−２４６５０８号公報、及び、特開平１１−２１６６０９号公報に記載のラジアスエンドミルを従来例２、３として、本発明例１と同寸法で製作し、上記切削テストに加えた。本発明例１は、１ポケット加工形状を切り屑噛み込みによるビビリ振動はほとんどなく、安定して加工でき、コーナＲ刃のチッピングを発生することも無く、工具摩耗は正常摩耗であり、まだ、十分切削可能な状態であった。これに対し、従来例２、３共に、切削初期で、コーナＲ刃にチッピングが発生し、ビビリ振動が大きくなり、ポケット加工形状の３０％加工した時点、即ち、深さ９ｍｍの時点で、チッピングが大きくなり、寿命となった。
【００１０】
（実施例２）
本発明例１のラジアスエンドミルと同仕様で、第２切れ刃の軸方向長さが、コーナＲ半径に対し、本発明例４として１０％、本発明例５として２０％、本発明例６として３０％、本発明例７として５０％、本発明例８として６０％、本発明例９として７０％、即ち０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．４ｍｍのものを製作し、コーナＲ半径に対し４０％、即ち０．８ｍｍの本発明例１と共に、実施例１と同様の切削テスト及び評価を行った。その結果、本発明例１及び本発明例６、７は、１ポケット加工形状を切り屑の噛み込みによるビビリ振動はほとんどなく、安定して加工でき、チッピングを発生することも無く、工具摩耗は正常摩耗であり、まだ、十分切削可能な状態であった。また、本発明例５、８は、１ポケット加工形状を加工でき、十分切削可能な状態であったが、本発明例４は僅かに切り屑の噛み込みによるビビリ振動が発生し、若干切削音が大きくなり、本発明例７は、僅かに第１切れ刃部に微小チッピングが見られた。、本発明例４、９は、１ポケット加工形状を加工できたが、本発明例４は、切り屑の噛み込みによるビビリ振動が発生し、切削音が大きく、ビビリ振動によるチッピングを生じ、本発明例９は、第１切れ刃と第２切れ刃の境界部付近にチッピングを生じ、何れも寿命となった。
【００１１】
【発明の効果】
以上の結果から、本願発明を適用することにより、コーナＲ刃の耐欠損性を向上させると共に、コーナＲ刃で生成された切り屑の排出性を向上させ、高送り切削を可能にするラジアスエンドミルを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明例１の主要部拡大図を示す。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示す。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図４】図４は、図１のＣ−Ｃ断面図を示す。
【図５】図５は、図１のＤ−Ｄ断面図を示す。
【符号の説明】
１コーナＲ刃
２第１切れ刃
３第２切れ刃
４すくい面
５チップスペース

Claims

エンドミル先端コーナ部にコーナＲ刃を有するラジアスエンドミルにおいて、該コーナＲ刃の該エンドミルの底刃側を第１切れ刃、外周刃側を第２切れ刃とした時、該エンドミルの軸直角断面視で前記第１切れ刃及び第２切れ刃のすくい面を凸状に湾曲させ、前記第２切れ刃は該すくい面に連続して刃底方向に凹状のチップスペースを有することを特徴とする高送り切削用ラジアスエンドミル。
請求項１記載の高送り切削用ラジアスエンドミルにおいて、前記凹状のチップスペースの幅を漸次小さくしたことを特徴とする高送り切削用ラジアスエンドミル。