JPH0360909A - ボールエンドミル - Google Patents
ボールエンドミルInfo
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- JPH0360909A JPH0360909A JP19749389A JP19749389A JPH0360909A JP H0360909 A JPH0360909 A JP H0360909A JP 19749389 A JP19749389 A JP 19749389A JP 19749389 A JP19749389 A JP 19749389A JP H0360909 A JPH0360909 A JP H0360909A
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- Japan
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- cutting edge
- curvature
- end mill
- ball end
- edge
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
- B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
- B23C5/1009—Ball nose end mills
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はボールエンドミルに係り、特に、切刃を仕上げ
切削に適した形状に改良したボールエンドミルに関する
。
切削に適した形状に改良したボールエンドミルに関する
。
第９図に示すように、金型等の曲面加工にはボールエン
ドミルの使用が不可欠である。ボールエンドミルの刃先
形状は、回転することによって球面を形成するように構
成されており、第６．７．８図にその一般的な形状のボ
ールエンドミルの刃先部を示している。通常は、先端の
アール状切刃（球面切削を行う切刃）１１の二番面１２
が第６図に示すようにエンドミル先端部で交差してつな
がり、その部分では切刃が形成されず、先端芯厚部分１
３即ちドリルで言うチゼル部と同様の部分が形成される
。そしてこの先端芯厚部分１３は、凸曲面ではあるが球
面よりも僅かに窪んでいて平坦に近い曲面となっており
、真の球面の一部を構成しないという欠点がある。この
欠点は、先端芯厚部分１３の幅ｔがＯとなるような切刃
形状とすることによって補うことは可能であるが、併し
乍らその場合には、両切刃の連続する部分が、工具の先
端頂部でワークに対して１点で接触する箇所となり、極
めて耐摩耗性に乏しい箇所となる。したがって、使用中
の摩耗によりその部分の切刃がすぐに摩損してしまい、
切刃の不連続部を生じる（両切刃の間が開いて隙間を生
じる）ことになる。これら各図において、１４は三番面
、１５はギャッシュ、１６は外周切刃である。 そこで、上述のような問題の解決手段として、第１０図
及び第１１図に示すような、両切刃の連続する部分を先
端頂部からずらし、軸心頂部を通る長刃２１と、残りの
部分の短刃２２とからアール状切刃を構成することが有
効である。 ところが、長刃２１と短刃２２とが分離される切欠部２
３では、長刃２１及び短刃２２の端部に切刃コーナ部２
４が形成されるため、仕上げ面にこのコーナ部２４の軌
跡が「すじ」になって生じる。 また、このコーナ部２４にチッピングが生じるとその悪
影響はさらに著しくなり、極端な場合にはそのチッピン
グ部に溶着が発生する。
ドミルの使用が不可欠である。ボールエンドミルの刃先
形状は、回転することによって球面を形成するように構
成されており、第６．７．８図にその一般的な形状のボ
ールエンドミルの刃先部を示している。通常は、先端の
アール状切刃（球面切削を行う切刃）１１の二番面１２
が第６図に示すようにエンドミル先端部で交差してつな
がり、その部分では切刃が形成されず、先端芯厚部分１
３即ちドリルで言うチゼル部と同様の部分が形成される
。そしてこの先端芯厚部分１３は、凸曲面ではあるが球
面よりも僅かに窪んでいて平坦に近い曲面となっており
、真の球面の一部を構成しないという欠点がある。この
欠点は、先端芯厚部分１３の幅ｔがＯとなるような切刃
形状とすることによって補うことは可能であるが、併し
乍らその場合には、両切刃の連続する部分が、工具の先
端頂部でワークに対して１点で接触する箇所となり、極
めて耐摩耗性に乏しい箇所となる。したがって、使用中
の摩耗によりその部分の切刃がすぐに摩損してしまい、
切刃の不連続部を生じる（両切刃の間が開いて隙間を生
じる）ことになる。これら各図において、１４は三番面
、１５はギャッシュ、１６は外周切刃である。 そこで、上述のような問題の解決手段として、第１０図
及び第１１図に示すような、両切刃の連続する部分を先
端頂部からずらし、軸心頂部を通る長刃２１と、残りの
部分の短刃２２とからアール状切刃を構成することが有
効である。 ところが、長刃２１と短刃２２とが分離される切欠部２
３では、長刃２１及び短刃２２の端部に切刃コーナ部２
４が形成されるため、仕上げ面にこのコーナ部２４の軌
跡が「すじ」になって生じる。 また、このコーナ部２４にチッピングが生じるとその悪
影響はさらに著しくなり、極端な場合にはそのチッピン
グ部に溶着が発生する。
【発明が解決しようとする課題】
長刃と短刃との組み合わせによりアール状切刃を構成す
るのは、その回転により球面を形成する切刃形状を維持
して切削精度を高めるためである。 金型などの高精度な型部分は、機械加工後に磨き仕上げ
工程を要するが、機械加工時の精度が劣っていれば仕上
げ工程に要する時間が長くなる。その時間を如何に短く
するかは、ボールエンドミルによる機械加工の精度を如
何に高めるかに依存することになる。したがって本発明
の目的は、上述のような長刃と短刃とからなるアール状
切刃を持ったボールエンドミルに関して、その各切刃コ
ーナ部による悪影響を除去し、且つ機械加工時の精度を
極力高められるボールエンドミルを提供することにある
。
るのは、その回転により球面を形成する切刃形状を維持
して切削精度を高めるためである。 金型などの高精度な型部分は、機械加工後に磨き仕上げ
工程を要するが、機械加工時の精度が劣っていれば仕上
げ工程に要する時間が長くなる。その時間を如何に短く
するかは、ボールエンドミルによる機械加工の精度を如
何に高めるかに依存することになる。したがって本発明
の目的は、上述のような長刃と短刃とからなるアール状
切刃を持ったボールエンドミルに関して、その各切刃コ
ーナ部による悪影響を除去し、且つ機械加工時の精度を
極力高められるボールエンドミルを提供することにある
。
本発明に係るボールエンドミルは、上述のごとき従来技
術の課題を解決し、その目的を達成するために以下のよ
うな構成を備えている。 即ち、球面切削を行うアール状切刃が、回転中心軸を通
過する一つの長刃と、少なくとも一つの短刃とからなる
ボールエンドミルにおいて、上記長刃と短刃とを分離す
る切欠部の切刃コーナ部に、二番面から連続する曲面で
面取りが施され、上記長刃及び短刃の、上記球面中心に
対する放射方向すくい角が一１５°以上００以下に設定
されている。
術の課題を解決し、その目的を達成するために以下のよ
うな構成を備えている。 即ち、球面切削を行うアール状切刃が、回転中心軸を通
過する一つの長刃と、少なくとも一つの短刃とからなる
ボールエンドミルにおいて、上記長刃と短刃とを分離す
る切欠部の切刃コーナ部に、二番面から連続する曲面で
面取りが施され、上記長刃及び短刃の、上記球面中心に
対する放射方向すくい角が一１５°以上００以下に設定
されている。
本発明に係るボールエンドミルでは、回転体として得ら
れる球面上の頂点は、長刃の切刃稜線上の１点が位置す
ることにより、工具の軸心頂部まで精度の高い球面が確
保される。特に軸心頂部までチップポケットが得られる
ことは、切り屑の排出性と共にその部分の切削性を高め
る。 また、切欠部における長刃及び短刃の切刃コーナ部が球
面に対するエツジを形成することはないので、仕上げ面
に「すじ」の軌跡を残ず、さらには面取りが施されるこ
とによってチッピングの発生を防止する。 上述のすくい角が一１５°以上００以下とされているこ
とによって、仕上げ面に対して圧縮方向に切削抵抗が発
生し、仕上げ面粗さを改善する。 ただし、すくい角を過度に負にすると切削抵抗の増大と
ともにむしれ切削が誘発されるため、その限界は一１５
°とするのが好ましい。通常のボールエンドミルでは、
すくい角は正の値のものが殆どであるが、本発明のボー
ルエンドミルは、これを仕上げ切削（軽切削）にのみ使
用すれば切削抵抗が不必要に大きくなることはなく、む
しろ切刃剛性を高めることによる切刃エツジのマイクロ
チッピング防止効果が得られる。特に、工具の軸心頂部
においては、切刃のすくい角が負の値に設定されること
によって、この部分の切刃の強度向上及びチッピング防
止に対する効果は顕著である。なお、従来のボールエン
ドミルにおけるこのすくい角は、ある程度の切り込み量
が確保できるように切削性を高めるため、通常では６°
〜１５°程度に設定されている。
れる球面上の頂点は、長刃の切刃稜線上の１点が位置す
ることにより、工具の軸心頂部まで精度の高い球面が確
保される。特に軸心頂部までチップポケットが得られる
ことは、切り屑の排出性と共にその部分の切削性を高め
る。 また、切欠部における長刃及び短刃の切刃コーナ部が球
面に対するエツジを形成することはないので、仕上げ面
に「すじ」の軌跡を残ず、さらには面取りが施されるこ
とによってチッピングの発生を防止する。 上述のすくい角が一１５°以上００以下とされているこ
とによって、仕上げ面に対して圧縮方向に切削抵抗が発
生し、仕上げ面粗さを改善する。 ただし、すくい角を過度に負にすると切削抵抗の増大と
ともにむしれ切削が誘発されるため、その限界は一１５
°とするのが好ましい。通常のボールエンドミルでは、
すくい角は正の値のものが殆どであるが、本発明のボー
ルエンドミルは、これを仕上げ切削（軽切削）にのみ使
用すれば切削抵抗が不必要に大きくなることはなく、む
しろ切刃剛性を高めることによる切刃エツジのマイクロ
チッピング防止効果が得られる。特に、工具の軸心頂部
においては、切刃のすくい角が負の値に設定されること
によって、この部分の切刃の強度向上及びチッピング防
止に対する効果は顕著である。なお、従来のボールエン
ドミルにおけるこのすくい角は、ある程度の切り込み量
が確保できるように切削性を高めるため、通常では６°
〜１５°程度に設定されている。
以下に本発明の好適な一実施例について、第１図ないし
第５図を参照して説明する。第１図は本実施例のボール
エンドミルを切刃先端側から軸方向に向かって見た切刃
形状を示す図、第２図はその側面から見た図、第３図は
第２図のＩ［Ｉ−ＩＩＩ線矢視断面図、第４図は第２図
の■の部分を拡大して示す断面図である。本実施例のボ
ールエンドミルは、長刃ｌと短刃２とが１枚ずつの２枚
刃である。 長刃１と短刃２との間の切欠部３は、第４図によく示さ
れるように、その切刃コーナ部に相当する部分に曲率半
径がＲ，、Ｒ，の曲面となるように面取りが施されてい
る。図において曲率半径Ｒ１が短刃例の面取り、Ｒ７が
長刃側の面取り、Ｐ、、Ｐ。 はそれぞれの曲率中心である。図中Ｒは、アール状切刃
の回転によって形成される球面の曲率半径であり、その
曲率中心をＰとする。長刃１及び短刃２の各二番面４，
５と各面取りの曲面とは、その移行点において共通接線
を有しており、相互に滑らかに連続して両者間に稜線は
形成されない。 なお、第４図では長刃側の上記移行点がボールエンドミ
ルの回転中心軸６上にあるが、移行点はこれを越えて長
刃側に形成されてはならない。 第３図に、短刃２を例に採り、その任意の１点について
、上記球面の曲率中心Ｐからの放射方向に関するすくい
角θを示した。本実施例においては一１５°の負のすく
い角が与えられている。 以上のような構成を有する本発明のボールエンドミルに
ついて、第５図に示すような形状の被削材の仕上げ切削
を行い、その仕上げ面粗さをテストしてみた結果、Ｒｗ
ａｘが２μｍ以下の極めて良好な仕上げ面が得られた。 ◆ボールエンドミル：球面半径・・・５ ｍｊＩ。 直径・・・１０ｆｆｊ！、刃長・・・１５朋、全長・・
・７０ｘｍ、柄径・・・１Ｑｉｘ、材質・・・超硬合金
＋ＴｉＮコーティング、タイプ・・・ソリッドタイプ ・被削材：５ＫＤ６１（ＨＲＣ４０）。 ａ＝１００ｆｆｘ、ｂ＝２０ｘｘ、ｃ＝７５ｘｉ。 ｄ＝３Ｑｘ４ ｅ＝２５ｚ４ ｒ＝２５ｚｉ、
α＝４５゜・被削条件二回転数・・・２２０ Ｏｒｐｍ
、送り・・・３００ ＊ｘ／ ｍｉｎ、切り込み（Ｚ軸
方向）・・０ 、１ ｘｍ。 ビックフィード（Ｙ軸方向）・・・０．０７１ｍ、 使
用フライス盤・・・ＮＣフライス盤（主軸モータ３．７
ｋｗ１５．５ｋｗ） 以上の説明は、超硬合金にコーティングを施した２枚刃
のソリッドタイプをモデルとしたが、材質としてはその
他に、高速度工具鋼は勿論、より高速化してサーメット
やＣＢＮ（六方晶形窒化硼素）、さらにはダイヤモンド
焼結体等の一般的に工具に用いられている材質が可能で
あり、刃数についても３枚以上の多刃のものが可能であ
る。その場合は１枚のみが長刃で、残りが短刃となる。 タイプとしても、ソリッドタイプの他にロー付はタイプ
やスローアウェイタイプが可能である。
第５図を参照して説明する。第１図は本実施例のボール
エンドミルを切刃先端側から軸方向に向かって見た切刃
形状を示す図、第２図はその側面から見た図、第３図は
第２図のＩ［Ｉ−ＩＩＩ線矢視断面図、第４図は第２図
の■の部分を拡大して示す断面図である。本実施例のボ
ールエンドミルは、長刃ｌと短刃２とが１枚ずつの２枚
刃である。 長刃１と短刃２との間の切欠部３は、第４図によく示さ
れるように、その切刃コーナ部に相当する部分に曲率半
径がＲ，、Ｒ，の曲面となるように面取りが施されてい
る。図において曲率半径Ｒ１が短刃例の面取り、Ｒ７が
長刃側の面取り、Ｐ、、Ｐ。 はそれぞれの曲率中心である。図中Ｒは、アール状切刃
の回転によって形成される球面の曲率半径であり、その
曲率中心をＰとする。長刃１及び短刃２の各二番面４，
５と各面取りの曲面とは、その移行点において共通接線
を有しており、相互に滑らかに連続して両者間に稜線は
形成されない。 なお、第４図では長刃側の上記移行点がボールエンドミ
ルの回転中心軸６上にあるが、移行点はこれを越えて長
刃側に形成されてはならない。 第３図に、短刃２を例に採り、その任意の１点について
、上記球面の曲率中心Ｐからの放射方向に関するすくい
角θを示した。本実施例においては一１５°の負のすく
い角が与えられている。 以上のような構成を有する本発明のボールエンドミルに
ついて、第５図に示すような形状の被削材の仕上げ切削
を行い、その仕上げ面粗さをテストしてみた結果、Ｒｗ
ａｘが２μｍ以下の極めて良好な仕上げ面が得られた。 ◆ボールエンドミル：球面半径・・・５ ｍｊＩ。 直径・・・１０ｆｆｊ！、刃長・・・１５朋、全長・・
・７０ｘｍ、柄径・・・１Ｑｉｘ、材質・・・超硬合金
＋ＴｉＮコーティング、タイプ・・・ソリッドタイプ ・被削材：５ＫＤ６１（ＨＲＣ４０）。 ａ＝１００ｆｆｘ、ｂ＝２０ｘｘ、ｃ＝７５ｘｉ。 ｄ＝３Ｑｘ４ ｅ＝２５ｚ４ ｒ＝２５ｚｉ、
α＝４５゜・被削条件二回転数・・・２２０ Ｏｒｐｍ
、送り・・・３００ ＊ｘ／ ｍｉｎ、切り込み（Ｚ軸
方向）・・０ 、１ ｘｍ。 ビックフィード（Ｙ軸方向）・・・０．０７１ｍ、 使
用フライス盤・・・ＮＣフライス盤（主軸モータ３．７
ｋｗ１５．５ｋｗ） 以上の説明は、超硬合金にコーティングを施した２枚刃
のソリッドタイプをモデルとしたが、材質としてはその
他に、高速度工具鋼は勿論、より高速化してサーメット
やＣＢＮ（六方晶形窒化硼素）、さらにはダイヤモンド
焼結体等の一般的に工具に用いられている材質が可能で
あり、刃数についても３枚以上の多刃のものが可能であ
る。その場合は１枚のみが長刃で、残りが短刃となる。 タイプとしても、ソリッドタイプの他にロー付はタイプ
やスローアウェイタイプが可能である。
第１図は本実施例のボールエンドミルを切刃先端側から
軸方向に向かって見た切刃形状を示す図、第２図は第１
図を側面から見た図、第３図は第２図の■−■線矢視断
面図、第４図は第２図の■の部分を拡大して示す断面図
、第５図は本実施例のボールエンドミルを用いて切削テ
ストを行った被削体のモデル形状を示す図、第６図は従
来の一般的ボールエンドミルを切刃先端側から軸方向に
向かって見た切刃形状を示す図、第７図は第６図を側面
から見た図、第８図は第６図を正面から見た図、第９図
は一般的なボールエンドミルによる加工状況を示す図、
第１０図は長刃及び短刃を持った従来タイプのボールエ
ンドミルを切刃先端側から軸方向に向かって見た切刃形
状を示す図、第１１図は第１．０図を側面から見た図で
ある。 ■・・・長刃、２・・・短刃、３・・・切欠部、４，５
・・・二番面、６・・・回転中心軸 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所代 理
人 弁理士 青い 葆 （外１名）第１図 コ 第３図 第２図 第４図 第５図 第１０図 ｔ＠１１図 第６図 第７図 ２
軸方向に向かって見た切刃形状を示す図、第２図は第１
図を側面から見た図、第３図は第２図の■−■線矢視断
面図、第４図は第２図の■の部分を拡大して示す断面図
、第５図は本実施例のボールエンドミルを用いて切削テ
ストを行った被削体のモデル形状を示す図、第６図は従
来の一般的ボールエンドミルを切刃先端側から軸方向に
向かって見た切刃形状を示す図、第７図は第６図を側面
から見た図、第８図は第６図を正面から見た図、第９図
は一般的なボールエンドミルによる加工状況を示す図、
第１０図は長刃及び短刃を持った従来タイプのボールエ
ンドミルを切刃先端側から軸方向に向かって見た切刃形
状を示す図、第１１図は第１．０図を側面から見た図で
ある。 ■・・・長刃、２・・・短刃、３・・・切欠部、４，５
・・・二番面、６・・・回転中心軸 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所代 理
人 弁理士 青い 葆 （外１名）第１図 コ 第３図 第２図 第４図 第５図 第１０図 ｔ＠１１図 第６図 第７図 ２
Claims (1)
- （１）、球面切削を行うアール状切刃が、回転中心軸（
６）を通過する一つの長刃（１）と、少なくとも一つの
短刃（２）とからなるボールエンドミルにおいて、 上記長刃（１）と短刃（２）とを分離する切欠部（３）
の切刃コーナ部に、二番面から連続する曲面で面取りが
施され、 上記長刃（１）及び短刃（２）の、上記球面中心に対す
る放射方向すくい角（θ）が−１５゜以上０゜以下に設
定されたことを特徴とするボールエンドミル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19749389A JPH0360909A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | ボールエンドミル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19749389A JPH0360909A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | ボールエンドミル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360909A true JPH0360909A (ja) | 1991-03-15 |
| JPH0561047B2 JPH0561047B2 (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=16375389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19749389A Granted JPH0360909A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | ボールエンドミル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0360909A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1125667A2 (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Ball end mill |
| JP2002254234A (ja) * | 2001-02-23 | 2002-09-10 | Hitachi Tool Engineering Ltd | ボールエンドミル |
| JP2003225821A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-12 | Osg Corp | 多刃ボールエンドミル |
| JP2007075993A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Franken Gmbh & Co Kg Fabrik Fuer Praezisionswerkzeuge | ラジアスカッタ、特にボールカッタまたは環状カッタ |
| US20120039677A1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Kennametal Inc. | Contour end mill |
| US20140003873A1 (en) * | 2011-02-16 | 2014-01-02 | Hitachi Tool Engineering, Ltd. | End mill for cutting of high-hardness materials |
| CN104023886A (zh) * | 2012-03-29 | 2014-09-03 | 三菱综合材料株式会社 | 球头立铣刀 |
| JP2021104573A (ja) * | 2019-12-27 | 2021-07-26 | 日進工具株式会社 | ボールエンドミル |
| US11253933B2 (en) | 2017-02-14 | 2022-02-22 | 3M Innovative Properties Company | Non-orthogonal cube corner elements and arrays thereof made by end milling |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5852011U (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-08 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車の暖房用保温装置 |
| JPS6212503U (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-26 | ||
| JPS62203709A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Toshiaki Hosoi | ボ−ルエンドミル |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP19749389A patent/JPH0360909A/ja active Granted
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