JP4796678B2 - 先端逃げ面の研削形成方法及び回転切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、先端逃げ面の研削形成方法及び回転切削工具に関するものである。

例えば特許文献１に開示されるような一般的な３つ以上の底刃を有する多刃ボールエンドミルは、工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が複数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には夫々底刃が設けられた構成であり、この先端逃げ面は、高速で回転している回転砥石を接触させ、前記回転砥石の移動軌跡を転写することで研削形成される。

具体的には、回転砥石を、先端逃げ面と切り屑排出溝のすくい面との交差稜線部に設けられる底刃に対して直角に交差させるようにして（底刃と回転砥石の回転軸を略平行とした状態）、工具本体と回転砥石とを相対的に移動させることで研削形成される。

特開２００５−２２４８９８号公報

しかしながら、例えば４枚刃以上のボールエンドミル若しくは切削抵抗を低減させるため、底刃を工具本体の円周方向に等分割でなく不等分割に配置した３枚刃ボールエンドミルにおいては、回転砥石を底刃に対して直角に交差させるようにして先端逃げ面を研削形成する場合、一の先端逃げ面の工具中心側を研削形成する際、該一の先端逃げ面に係る底刃以外の他の底刃にも回転砥石が接触してしまい、底刃の工具中心側における切削作用が低下するという問題点が生じる。

本発明は、上述のような問題点を解決すると共に、切削加工面粗さを改善したもので、一の先端逃げ面の工具中心側を回転砥石により研削形成する際、回転砥石の回転方向を底刃に対して９０°より小さい角度で交差させることにより、他の底刃を研削することがないだけでなく、切削加工面粗さを低減することが可能な極めて実用性に秀れた先端逃げ面の研削形成方法及び回転切削工具を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が多数形成され、この切り屑排出溝２のすくい面３と前記工具本体１の先端逃げ面４との交差稜線部には夫々底刃５が設けられる３枚刃以上の回転切削工具の前記先端逃げ面４を回転砥石６を用いて研削形成する先端逃げ面の研削形成方法であって、一の先端逃げ面４の工具中心側の所定範囲を研削形成する際、前記回転砥石６が研削形成する前記一の先端逃げ面４に係る一の底刃５以外の他の底刃５に干渉しないように該回転砥石６の回転方向Ａを前記一の底刃５に対して９０°より小さい交差角度αとして研削することを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法に係るものである。

また、請求項１記載の先端逃げ面の研削形成方法であって、前記交差角度αを３０°〜６５°に設定したことを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の先端逃げ面の研削形成方法であって、前記一の先端逃げ面４にして工具中心Ｏから少なくとも工具外径の０．５％以下の領域を、前記交差角度αとして研削形成することを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の先端逃げ面の研削形成方法であって、前記交差角度αは、前記研削形成に際し、工具中心側ほど小さくなるように変化せしめられることを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法に係るものである。

また、工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が多数形成され、この切り屑排出溝２のすくい面３と前記工具本体１の先端逃げ面４との交差稜線部には夫々底刃５が設けられ、前記先端逃げ面４が回転砥石６によって研削形成された３枚刃以上の回転切削工具であって、一の前記先端逃げ面４の工具中心側の所定範囲は、前記回転砥石６の回転方向Ａを前記一の先端逃げ面４に係る一の底刃５に対して９０°より小さい交差角度αで研削形成され該交差角度αに沿った方向の研削目が設けられていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

また、請求項５記載の回転切削工具であって、前記交差角度αは３０°〜６５°に設定されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

また、請求項５，６いずれか１項に記載の回転切削工具であって、前記一の先端逃げ面４にして工具中心Ｏから少なくとも工具外径の０．５％以下の領域が、前記交差角度αで研削形成されていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

また、請求項５〜７いずれか１項に記載の回転切削工具であって、前記交差角度αは、前記研削形成に際し、工具中心側ほど小さくなるように変化せしめられていることを特徴とする回転切削工具に係るものである。

本発明は上述のようにしたから、一の先端逃げ面を研削形成する際、該一の先端逃げ面に係る一の底刃以外の他の底刃を研削することがないだけでなく、該一の底刃に対して研削方向を９０°より小さい交差角度とすることで、切削加工面粗さを低減することが可能な極めて実用性に秀れた先端逃げ面の研削形成方法及び回転切削工具となる。

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。

３枚刃以上の回転切削工具の一の先端逃げ面４の工具中心側の所定範囲を研削形成する際、回転砥石６を、該回転砥石６が前記一の先端逃げ面４に係る一の底刃５以外の他の底刃５に干渉しないように該回転砥石６の回転方向を該一の底刃５に対して９０°より小さい交差角度αとし（回転砥石６の回転軸を前記一の底刃５と平行でなく該一の底刃５に対して傾斜せしめた状態で）、前記工具本体１と前記回転砥石６とを相対的に移動させて研削することで、回転砥石６を他の底刃５から逃がしながら一の先端逃げ面４の工具中心側を研削形成することが可能となり、よって、一の先端逃げ面４を研削形成する際に前記他の底刃５との干渉を工具中心近傍のみとすることができる（工具中心近傍は干渉が避けられない。）。

また、先端逃げ面４の工具中心側を、回転砥石６の回転方向を底刃５に対し直角でなく所定角度傾斜させた状態で交差せしめて研削形成するから、当該工具を用いて切削加工したワークの切削加工面粗さを低減することが可能となる。即ち、先端逃げ面の研削面粗さが同一でも、ワークの切削加工面粗さが改善される。これは、ワークの切削加工仕上がり面が、工具中心近傍の最突出部の回転軌跡形状が転写される作用とワーク加工時のワークのスプリングバックがあるため、研削方向を９０°より小さくすると逃げ面と加工面がこすれあって仕上がり面を改善するように作用するためである。

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。

本実施例は、工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝２が多数形成され、この切り屑排出溝２のすくい面３と前記工具本体１の先端逃げ面４との交差稜線部には夫々底刃５が設けられる３枚刃以上のボールエンドミルの前記工具本体１の先端面に回転砥石６を用いて先端逃げ面４を研削形成する該先端逃げ面４の研削形成方法であって、一の先端逃げ面４の工具中心側の所定範囲を研削形成する際、前記回転砥石６が研削形成する前記一の先端逃げ面４により形成される一の底刃５以外の他の底刃５に干渉しないように該回転砥石６の回転方向Ａを前記一の底刃５に対して９０°より小さい交差角度αで交差せしめた状態で、前記工具本体１と前記回転砥石６とを相対的に移動させて研削形成するものである。

具体的には、図１に図示したように、工具本体１の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の４つの切り屑排出溝２が形成され、この切り屑排出溝２のすくい面３と前記工具本体１の外周面との交差稜線部に外周刃７が形成され、この切り屑排出溝２のすくい面３と前記工具本体１の先端逃げ面４との交差稜線部には夫々１／４円弧状の底刃５（ボール刃）が設けられた超硬合金から成る４枚刃ボールエンドミルの先端逃げ面４を、回転砥石６（一般的なダイヤモンド研削砥石）を用いて研削形成する場合について説明する。図中、符号Ｘは工具の回転方向である。尚、４枚刃ボールエンドミルに限らず、３枚刃や５枚刃以上のボールエンドミルであっても同様である。

また、本実施例においては、工具本体１には、上記切り屑排出溝２（及びギャッシュ）が形成された後、上記先端逃げ面４が形成され、更に上記外周刃７が形成される。

本実施例においては、図２に図示したように、一の先端逃げ面４にして工具中心Ｏから少なくとも工具外径（外周刃の回転軌跡の径）の０．５％以下の領域を、回転砥石６が前記一の先端逃げ面４により形成される一の底刃５以外の他の底刃５（一の先端逃げ面４の工具回転方向後方側の底刃５）に干渉しないように、該回転砥石６の回転方向Ａを前記一の底刃５に対して３０°〜６５°の交差角度αで交差せしめた状態で、回転砥石６を一の底刃５の延設方向に沿って移動させることで研削形成する。

発明者等は、交差角度αについて、実験の結果、３０°未満では底刃５のバックアップ量が不足し、強度不足となるため、微小チッピングが生じ易くなり、また、６５°以上では、この先端逃げ面４の工具中心側に転写される砥石の研削面粗さが低下することによる切削加工面粗さの改善作用が小さくなることを確認した。

具体的には、図３，４に図示したように切刃近傍を微視的に見ると交差角度αが０°に近づく程、研削目の方向が底刃15と平行に近づくため、底刃15のバックアップ量が不足し、刃こぼれが生じ易くなる。特に、３０°未満では刃こぼれによる切削加工面粗さの顕著な悪化が確認された。更に、交差角度αが０°に近づく程、砥石の平面度が先端逃げ面14に転写されるため、砥石にゆがみ・ダレ等の形状崩れがある場合、所定の狙った逃げ角が安定して形成できず（図４拡大部参照）、所定のクリアランスが確保できなくなったり、所望の底刃剛性を確保できなくなるデメリットが生じることが確認された。尚、図中、符号ａは回転砥石16の回転方向、ｂは回転砥石16の移動方向、13はすくい面である。

また、図５，６に図示したように交差角度αが９０°の場合には、一の底刃15の延設方向に沿って回転砥石16のＲ形状が転写され、回転砥石16の最突出部で研削が行われるため、砥石形状のゆがみ・ダレ等の影響がなく、先端逃げ面14が安定したコンケーブ形状（図６拡大部参照）となる利点がある一方、切削した場合の加工面粗さが大きいことが確認された。

この点、図７に図示したように、交差角度αを０°よりは大きく９０°より小さい角度とすると、先端逃げ面の研削面粗さは同等だが、ワークの切削加工面粗さが改善される。これは、ワークの切削加工仕上がり面が、工具中心近傍の最突出部の回転軌跡形状が転写される作用とワーク加工時のワークのスプリングバックがあるため、研削方向を９０°より小さくすると逃げ面と加工面がこすれあって仕上がり面を改善するように作用するためである。具体的には、３０°〜４５°の範囲で切削加工面粗さが大きく改善され、特に３０°近傍では顕著に改善されることが確認された。

以上の点を鑑み、本実施例においては、交差角度αを３０°〜６５°（好ましくは３０°〜４５°）に設定している。

また、本実施例においては、工具中心Ｏから工具外径の０．５％以下の領域（工具中心側領域）を、上記交差角度αを９０°以下にして研削し、残余の領域（工具外周側領域）を、上記交差角度を９０°として研削している。それ以上の広い領域について交差角度αを９０°より小さくしても良いが、最も多用される平面仕上げ加工には、切削作用をしない領域であるから、効果を発揮しないこととなる。

また、工具中心側領域を研削する際、工具中心側ほど交差角度αが小さくなるようにこの回転砥石６の傾斜角度を変化させながら研削している。本実施例においては、最も工具中心側において交差角度αが４５°となるように回転砥石６の傾斜角度を設定し、工具中心Oから工具外径の５％の位置まで交差角度αを徐々に大きくし、それより外側では交差角度αを９０°としている。

即ち、本実施例においては、工具中心側の交差角度αを４５°とし、工具中心Ｏから工具外径の５％の位置まで回転砥石６を移動しながら交差角度が徐々に大きくなる方向に変化させて９０°まで到達させ、より工具外周側では交差角度αを９０°に保ちながら先端逃げ面４を形成している。

従って、本実施例は、交差角度αを、先端側ほど小さくし、最先端部で４５°とすることで、焼入れ鋼等の高硬度の難削材で仕上げ加工に使用すると、高精度の優れた切削加工面粗さを得ることが可能で、面粗さの品質寿命の長いボールエンドミルを得ることが可能となる。

尚、本実施例においては、上述のように工具中心側領域を研削する際、交差角度αを徐々に変化させながら研削するようにしているが、一定の交差角度αで研削しても良い。

また、本実施例においては、工具本体１を移動させながら研削を行っているが、回転砥石６を移動させながら研削しても、双方を移動させながら行っても良い。

また、本実施例はボールエンドミルについて説明しているが、スクエアエンドミルやラジアスエンドミルの先端逃げ面に上記方法を用いて加工を施すことも可能であり、この場合も本実施例と略同等の効果を得ることが可能である。

本実施例は上述のようにしたから、３枚刃以上のボールエンドミルの一の先端逃げ面４の工具中心側の所定範囲を研削する際、回転砥石６を、該回転砥石６が前記一の先端逃げ面４により形成される一の底刃５以外の他の底刃５に干渉しないように該一の底刃５に対して３０°〜６５°で交差せしめた状態で、前記工具本体１と前記回転砥石６とを相対的に移動させて研削形成することで、回転砥石６を、研削対象である一の先端逃げ面４により形成される一の底刃５以外の他の底刃５から逃がしながら一の先端逃げ面４の工具中心側を研削形成することが可能となり、一の先端逃げ面４を研削加工する際に前記他の底刃５との干渉を先端（工具中心）近傍のみとすることができる。

また、ボールエンドミルにおいて加工面を仕上げる先端逃げ面４の工具中心側を、回転砥石６の回転方向を底刃５に対し直角でなく所定角度傾斜させた状態で交差せしめ、工具本体１と回転砥石６とを相対的に移動させて研削することで、切削加工面粗さを低減することが可能となる。

従って、本実施例は、一の先端逃げ面を研削形成する際、該一の先端逃げ面により形成される一の底刃以外の他の底刃を研削することがないだけでなく、切削加工面粗さを低減することが可能な極めて実用性に秀れたものとなる。

本実施例に係る４枚刃ボールエンドミルの概略説明正面図である。 本実施例に係る４枚刃ボールエンドミルの要部の概略説明斜視図である。 回転砥石と底刃との交差関係（平行）を説明する概略説明平面図である。 図３の交差関係で形成された逃げ面形状の概略説明側面図である。 回転砥石と底刃との交差関係（直角）を説明する概略説明平面図である。 図５の交差関係で形成された逃げ面形状の概略説明側面図である。 本実施例の回転砥石と底刃との交差関係を説明する概略説明平面図である。

１ 工具本体
２ 切り屑排出溝
３ すくい面
４ 先端逃げ面
５ 底刃
６ 回転砥石
Ａ 回転方向
Ｏ 工具中心
α 交差角度

Claims (8)

1. 工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が多数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には夫々底刃が設けられる３枚刃以上の回転切削工具の前記先端逃げ面を回転砥石を用いて研削形成する先端逃げ面の研削形成方法であって、一の先端逃げ面の工具中心側の所定範囲を研削形成する際、前記回転砥石が研削形成する前記一の先端逃げ面に係る一の底刃以外の他の底刃に干渉しないように該回転砥石の回転方向を前記一の底刃に対して９０°より小さい交差角度として研削することを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法。
2. 請求項１記載の先端逃げ面の研削形成方法であって、前記交差角度を３０°〜６５°に設定したことを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法。
3. 請求項１，２いずれか１項に記載の先端逃げ面の研削形成方法であって、前記一の先端逃げ面にして工具中心から少なくとも工具外径の０．５％以下の領域を、前記交差角度として研削形成することを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載の先端逃げ面の研削形成方法であって、前記交差角度は、前記研削形成に際し、工具中心側ほど小さくなるように変化せしめられることを特徴とする先端逃げ面の研削形成方法。
5. 工具本体の外周に、工具先端から基端側に向かう螺旋状の切り屑排出溝が多数形成され、この切り屑排出溝のすくい面と前記工具本体の先端逃げ面との交差稜線部には夫々底刃が設けられ、前記先端逃げ面が回転砥石によって研削形成された３枚刃以上の回転切削工具であって、一の前記先端逃げ面の工具中心側の所定範囲は、前記回転砥石の回転方向を前記一の先端逃げ面に係る一の底刃に対して９０°より小さい交差角度で研削形成され該交差角度に沿った方向の研削目が設けられていることを特徴とする回転切削工具。
6. 請求項５記載の回転切削工具であって、前記交差角度は３０°〜６５°に設定されていることを特徴とする回転切削工具。
7. 請求項５，６いずれか１項に記載の回転切削工具であって、前記一の先端逃げ面にして工具中心から少なくとも工具外径の０．５％以下の領域が、前記交差角度で研削形成されていることを特徴とする回転切削工具。
8. 請求項５〜７いずれか１項に記載の回転切削工具であって、前記交差角度は、前記研削形成に際し、工具中心側ほど小さくなるように変化せしめられていることを特徴とする回転切削工具。

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