JPH01321108A

JPH01321108A - スモールリリーフ付き切削工具

Info

Publication number: JPH01321108A
Application number: JP14934488A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Watanabe; 浩志渡辺
Original assignee: NISSHIN KOGU SEISAKUSHO KK
Current assignee: NISSHIN KOGU SEISAKUSHO KK
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-27
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0790410B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、例えば、エンドミル、サイドカッター、リ
ーマ、ドリル等のようにマージンを有する切削工具と、
バイト等のように単に二番角を付した切削工具の改良に
関するものである。

［従来の技術とその課麗］一般に、切削工具には切刃の後方側に直ちに二番角を付
したものと、切刃の後方側にマージンを形成したものが
ある。

前者の例として例えばバイトでは、切削開始後瞬時にし
て切刃が欠損することが多々ある。また、例えばフライ
スでは、切刃に衝撃力が繰り返し印下される断続切削と
なるため、切刃のチッピングや欠損が生じ易く、その工
具寿命を著しく短縮している場合が多い。

また、後者の例として例えばリーマやエンドミルがある
。第６図はマージンを有する従来の切削工具における切
刃１と直交する断面を示すもので、切刃ｌの回転方向後
方の所定幅の部分にはマージン２が形成され、マージン
２の後ろ側の部分には所定の逃げ角が付された二番取り
面３が形成されている。

ここで、マージン２は、二番取りされていない円柱曲面
に形成されたもので、加工穴の内壁面に食い込むことな
くこれと摺接することによって、切削工具のびびり振動
を防止したり、穴明は加工にあっては、バニシング作用
により加工穴の寸法精度や面粗度を向上させるという機
能を有する。

しかしながら、実際の切削加工においては、マージン２
の存在が逆に種々の悪影響を及ぼす場合がある。

たとえば、被削材がマージン２の後部に溶着し、この溶
着が進んで付着物４として凝着することがある。このよ
うな付着物４はｗＩＩＩＲ刃先とほぼ同じもので、極め
て硬く被削材の内壁面に深い筋傷を生じさせるばかりで
なく、特に、切削工具がリーマの場合には、被削材に深
く食い込んでリーマが被削材から抜けなくなったり、場
合によっては折損事故につながることがある。しかも、
前述の通り、マージン２に凝着した付着物４は極めて硬
く、除去するのｌこ多大な労力を要するばかりでなく、
マージン２の研磨表面の微細な凹凸の中に深く付着して
いるため、油砥石等で除去しても切削加工を行ったとき
に再度凝着してしまうなど、その使用上製品不良や切削
工具の使用不能といった重大な支障を来すことが多い。

さらに、マージン２と被削材の内壁面との摩擦による発
熱が著しいため切削速度を高めることができず、また、
通常の切削速度であっても切削油によってはマージンの
発熱を抑えることができない場合がある。

ここで、マージン２が上記のような悪影響を及ぼすのは
次の理由による。

すなわち、被剛材のほとんどは弾性材であるため、穿設
された穴はその直後に収縮して切削工具を締め付ける。

この場合、マージン２が被剛材から受ける圧縮力は、マ
ージン２の稜線部である切刃ｌ近傍では切刃ｌの切削作
用により除去されるが、回転方向後方へ向かうにしたが
って大きくなる。しかも、マージン２には被削材を冷却
したり溶着を防止する切削油がとどきにくいため発熱し
易く被剛材との親和力が高まり、マージン２において僅
かでも溶着が起こるとそれが急速に進行して凝着現象を
起こしてしまうのである。

さらに、被削材を横送りして切削加工を行う場合には、
マージン２はトロコイド曲線を描いて移動するため、上
記のような不具合は工具を軸線方向へ送って加工する場
合よりも顕著に現れる。たとえば、切削代０．２ｍｍ／
ｒｅｖで加工を行うと、被剛材に対するマージン２の逃
げ角がマイナス３３″となり、マージン２の後部は稜線
部の切刃ｌに対して約０．００６７ｍｍ先行することに
なる。このため、被削材の収縮による圧縮力に横送りに
よる圧縮力が加算され、マージン２に多大な圧縮力が作
用するのである。

［発明の目的］この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、７ライ
ス等の二番角を有する切削工具にあっては切刃のチッピ
ング等を有効に防止することができ、リーマ等のマージ
ンを有する切削工具にあっては、マージンへの被削材の
溶着、凝着を防止することｌこより、種々のトラブルを
解消することができる切削工具を提供することを目的と
している。

［課題を解決するための手段］この発明の切削工具は、マージンまたは切刃の後方側に
、所定の逃げ角を有する第１２番取り面を形成するとと
もに、この第１２番取り面の後方側に第１２番取り面の
逃げ角よりも大きな逃げ角を有する第２二番取り面を形
成し、上記マージン幅を０．０５ｍｍ以下、マージンま
たは切刃と直交する断面視における第１２番取り面の逃
げ角を１°〜５°、マージン幅に第１２番取り面の幅を
加えてなる逃げ幅を０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとしたも
のである。

［実施例］第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示すもので
あり、第２図はエンドミルを示す斜視図である。図にお
いて符号ｌＯは工具本体である。

工具本体ｌＯは軸線回りに回転される円柱状をなすもの
で、その先端部には、軸線部から外周側へ向けて延在す
る３つのチップポケット１１が円周方向へ等間隔に形成
され、各チップポケット１１の回転方向を向く壁面の先
端稜線部には切刃１２が形成されている。また、工具本
体ｌＯの外周には３つのねじれ溝１３が形成され、各ね
じれ溝１３の先端部は上記チップポケット１１に連続さ
せられている。

ここで、ねじれ溝１３の回転方向を向く壁部は、第１図
に示すように、すくい面１４とされている。

そして、すくい面１４の外周稜線部には切刃１５が形成
され、切刃１５の後方の所定幅の部分には、マージン１
６、第１二番取り面１７および第１二番取り面１８とか
らなるスモールリリーフ１９が形成されている。

マージン１６は二番取りされていない円柱曲面をなすも
ので、そのマージン幅Ｔは０．０５ｍｍ以下に設定され
ている。ただし、マージン幅Ｔはゼロ（すなわち、マー
ジンが存在しない）であっても差し支えない。また、第
１二番取り面１７は、マージン１６の後方の所定幅の部
分に平坦に形成されており、逃げ角αが付されている。

また、第１二番取り面１７の後方には、逃げ角αよりも
大きな逃げ角βが付された平坦な第２二番取り面１８が
形成されている。

ここで、第１二番取り面１７の逃げ角αは、１°〜５°
に設定されている。また、マージン幅Ｔ方向において、
マージン幅Ｔに第１二番取り面１７の幅を加えてなる逃
げ輻Ｗは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍに設定されている。

さらに、第２二番取り面１８の逃げ角βは８°〜２０°
に設定されている。なお、第１図中逃げ角α、βの基準
となる線分ａは、マージン１６の最も後端側における接
線である。

ここで、上記数値限定の根拠につき、具体的実験結果を
まじえて説明する。

■マージン幅Ｔを０．０５ｍｍ以下とした理由：マージ
ン幅Ｔが０．０５ｍｍを上回ると、被削材との摩擦が激
しくなるために被削材の溶着が生じ易くなるからである
。

■　第１二番取り面１７の逃げ角αを１°〜５″とした
理由：第１表に逃げ角σを種々選定して穴明は加工を行った場
合の結果を示す。

第　　１　　表第１表から判るように、逃げ角αが３０′のときは、従
来のエンドミルで穴明は加工を行う場合と同様に、切刃
１５が切削作用を行わず、第１二番取り面１７との摩擦
により穴内壁面に筋が生じている。しかし、逃げ角αが
１．０°の場合には、切刃１５がやや切削的な作用を行
う結果、穴の内壁面に筋が生じていない。つまり、逃げ
角αを１０以上とすることにより、切刃１５の切削作用
により穴の内壁面から受ける圧縮力を除去することがで
きるのである。

しかしながら、被削材を横送りして切削加工を行う場合
には、前述のようにエンドミル外周がトロコイド曲線を
描いて移動するため、逃げ角σはもっと大きく設定する
必要がある。現在行われている一般的な切削加工では、
切削代を１．０ｍｍ／　ｒ　ｅ　ｖまで高めることがあ
るが、この場合において逃げ角αがゼロと仮定すると、
第１二番取り面１７の被削材に対する逃げ角がマイナス
３５′となる。このため、第１二番取り面１７の二番当
たりを防止するためには、余裕をみて逃げ角σを５°と
する必要がある。この値は現在行われている切削加工に
おいて被削材の溶着を防止し得る十分な値であるが、逃
げ角αを不必要に大きくすることは、同時に刃先強度の
低下によるチッピングや工具のびびり振動という新たな
問題を生じさせる原因となる。したがって、逃げ角αは
、第１二番取り面１７と穴内壁面との摩擦を防止し得る
最小限の値とする必要があり、上記のような高送り切削
を考慮して５°を上限とした。

■　マージン輻Ｔに第１逃げ面１７の幅を加えてなる逃
げ幅Ｗを０．０５ｍｍ−０，５ｍｍに設定した理由二逃げ幅Ｗが０．０５ｍｍを下回ると刃先強度が低下し、
切刃１５のチッピングが生じ易くなるからである。特に
、横送り切削では切刃１５が断続的に切削を行うため、
その際の衝撃力により切刃１５が欠損し易くなる。一方
、逃げ輻Ｗが０．５ｍｍを上回るど一１後述するように
、摩耗深さに対する摩耗幅が広くなってしまうため、寿
命が低下するからである。

また、第２二番取り面１８の逃げ角βを８°〜２０６に
設定したのは、逃げ角βが８°を下回ると、上記と同様
に摩耗深さに対する摩耗幅が広くなってしまうからであ
り、逃げ角βが２０°を上回ると、鋼等の重切削のよう
に多大な切削抵抗が作用する場合の刃先剛性が不足して
しまうからである。

しかして、上記構成のエンドミルにあっては、切刃１５
の後方にスモールリリーフ１９を形成しているから、工
具外周部と穴内壁面との摩擦を少なくすることができる
。したがって、マージン１６や第１二番取り面１７への
被削材の溶着を防止することができ、付着物に起因する
穴内壁面への筋の発生等の重大なトラブルを有効に防止
することができる。また、発熱量が少ないから高速切削
に対応することができるとともに、通常の切削速度にお
いても切削油の冷却効果を高めることができる。

ところで、前述のとおり、従来のフライスなどのように
切刃の後方に直ちに二番角が付された切削工具（すなわ
ち、マージンが形成されていない切削工具）では、断続
切削により繰り返し中下される衝撃力によって切刃が欠
損し易いという欠点があった。しかしながら、そのよう
な切削工具についても、上記のようなスモールリリーフ
１９を形成することにより、切刃の楔角が大きくなるた
め刃先強度が増加し、したがって、７ライスとしての機
能を損なうことなく切刃のチッピングや欠は等の発生を
未然に防止することができる。そして、この結果、切刃
のすくい角や第２二番取り面１８の逃げ角βを従来工具
のすくい角や二番角よりも大きく設定することができる
ので、切刃の切れ味を高めるとともに二番当たりを有効
に防止することができ、刃先強度の増加との相乗効果に
より切削性能を大幅に向上させることができる。さらに
、切刃部をＣＢＮ等のような硬度の高い材料で構成して
も何ら支障なく切削加工を行うことが可能となる。

さらに、上記エンドミルでは、マージン輻Ｔに第１二番
取り面１７の幅を加えてなる逃げ輻Ｗを０．５ｍｍ以下
としているため、第１図および第４図に示すように、工
具外周部が図中−点鎖線で示す箇所まで従来のエンドミ
ルと同じように摩耗した場合であっても、従来のエンド
ミルに比して摩耗幅りが狭い。このため、工具寿命を大
幅に延長することができる。

第４図に本発明のスモールリリーフ付きエンドミル（た
だし、逃げ角σは１０３０″）と従来のエンドミルによ
りに切削加工を行った場合の、切削距離と外周摩耗の幅
との関係を示す。図中■は本発明のスモールリリーフ付
き超硬エンドミル、■は従来の超硬エンドミル、■は超
硬合金製でかつ表面にチタンコーティングを施した従来
のエンドミルであり、■、■とも外周部に従来と同様の
マージンを有している。また、切削条件は、工具外径：
　１６ｍｍ、被削材：Ｆｅ１２、その他の送り等は同一
である。

第４図から判るように、スモールリリーフ付きエンドミ
ル■では外周摩耗が著しく軽減される。

また、本発明のエンドミル■は、■の３倍、■の４倍の
寿命を有することが確認された。さらに、■、■ではマ
ージンに作用する圧縮力が大きいため、発熱によりエン
ドミルの外周部のほぼ全体が黒色に焼けているのに対し
、スモールリリーフ付きエンドミル■では切刃近傍が焼
けているだけであった。

また、第５図に被削材材質を５５０Ｃとして切削加工を
行った場合の切削距離と外周摩耗の輻との関係を示す。

なお、工具外径はいずれも２０ｍｍで、切削条件は同一
である。図中■は本発明のスモールリリーフ付き超硬エ
ンドミル、■は外周部に従来と同様のマージンを有する
超硬エンドミル、■は外周切刃の後方側に直ちに二番角
を付した超硬エンドミルである。

第５図から、スモールリリーフ付きエンドミル■は、被
削材が抗張力の高い５ｓｏｃであっても、従来のマージ
ンを有するエンドミル■よりも外周摩耗が著しく軽減さ
れることが判る。また、スモールリリーフ付きエンドミ
ル■では、切削距離が短いうちは二番角を付した従来の
エンドミル■よりも摩耗幅が広いが、切削距離が長くな
るにつれて従来のエンドミル■に比して摩耗幅が格段に
狭くなっており、スモールリリーフ１９の効果が顕著に
現れている。

また、本発明をリーマに適用し、逃げ角σが１０のもの
と１°３０′のものにより穴明は加工を行った。

逃げ角、がｌ＠のリーマでは、第１２番取り面１７と穴
内壁面との間に若干の摩擦が生じていたが、切削油の使
用により工具外周への切粉の付着等の問題は一切生じな
かった。また、逃げ角αが１６３０′のリーマでは、穴
内壁面との摩擦はなかったが、僅かながらびびり振動が
発生した。しかし、そのびびり振動は穴の寸法精度や面
粗度に何ら影響を与えず、従来のリーマよりも滑らかな
加工面が得られた。

なお、上記実施例では、第１２番取り面１７を平坦に形
成しているが、第３図に示すような凸曲面や凹曲面に形
成しても良い。また、本発明はエンドミル、リーマおよ
びドリルに限るものではなく、その他、バイト、スロー
アウェイチップ、サイドカッター、フライス等の種々の
切削工具にスモールリリーフを形成しても同様の効果を
奏することは勿論である。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明のスモールリリーフ付き切
削工具では、マージンまたは切刃の後方側に、所定の逃
げ角を有する第１２番取り面を形成するとともに、この
第１２番取り面の後方側に第１２番取り面の逃げ角より
も大きな逃げ角を有する第２二番取り面を形成し、上記
マージン幅を０．０５ｍｍ以下、マージンまたは切刃と
直交する断面視における第１２番取り面の逃げ角を１゜
〜５°、マージン幅に第１２番取り面の幅を加えてなる
逃げ幅をＯ１０５ｍｍ＝０．５ｍｍとしたものであるか
ら、７ライス等のように切刃の後方に直ちに二番角が付
された切削工具にあっては切刃のチッピング等の発生を
未然に防止することができる。これによって、第２二番
取り面の逃げ角を従来よりも大きく設定することができ
るので、二番当たりを有効に防止することができる。ま
た、切刃部をＣＢＮ等のような硬度の高い材料で構成し
ても何ら支障なく切削加工を行うことが可能となる。

また、リーマ等のマージンを有する切削工具にあっては
、工具外周と被削材との摩擦を少なくすることができ、
したがって、工具外周の発熱を少なくするとともに、工
具外周への被削材の溶着を未然に防止することができる
。これによって、被剛材への傷の発生等のトラブルを未
然に防止することができ、また、工具寿命を大幅に延長
することができる等積々の優れた効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はマージンに直交する断面の詳細を示す第２
図におけるＩ−Ｉ線断面図、第２図はエンドミルを示す
斜視図、第３図は第１図に示す切削工具の変形例を示す
第２図における■−■線断面図、第４図および第５図は
切削距離と外周摩耗幅との関係を示す線図、第６図は従
来の切削工具のマージンに直交する断面図である。ｌ・・・・・・切刃、２・・・・・・マージン、３・・・・・・二番取り面、１０・・・・・・工具本体、１３・・・・・・ねじれ溝、１５・・・・・・切刃、１６・・・・・・マージン、１７・・・・・・第１番取り面、１８・・・・・・第２二番取り面。出願人　　株式会社日進工具製作所第１図１ど　　１１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マージンまたは切刃の後方側に所定の逃げ角を有
する第１二番取り面を形成するとともに、この第１二番
取り面の後方側に第１二番取り面の逃げ角よりも大きな
逃げ角を有する第２二番取り面を形成してなり、上記マ
ージン幅を０．０５ｍｍ以下、マージンまたは切刃と直
交する断面視における第１二番取り面の逃げ角を１°〜
５°、マージン幅に第１二番取り面の幅を加えてなる逃
げ幅を０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとしたことを特徴とす
るスモールリリーフ付き切削工具。
（２）前記第２二番取り面の逃げ角を８°〜２０°とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のスモ
ールリリーフ付き切削工具。