JPH09300119A - 切削用工具 - Google Patents

切削用工具

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Publication number
JPH09300119A
JPH09300119A JP12118096A JP12118096A JPH09300119A JP H09300119 A JPH09300119 A JP H09300119A JP 12118096 A JP12118096 A JP 12118096A JP 12118096 A JP12118096 A JP 12118096A JP H09300119 A JPH09300119 A JP H09300119A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
cutting
cutting edge
tool
length
Prior art date
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Pending
Application number
JP12118096A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Matsuoka
和彦 松岡
Akira Takakura
章 高倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP12118096A priority Critical patent/JPH09300119A/ja
Publication of JPH09300119A publication Critical patent/JPH09300119A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 1刃にかかる荷重を低減でき、切刃と被削物
との接触長を安定かさせることができる切削用工具の提
供。 【解決手段】 工具に加わる曲げ荷重Wに基づいて刃部
3の軸方向長Hを設定し、その刃長Hに対して切刃形状
を、ネジレ角をもつ複数の切刃の1刃の終点bと次の刃
の始点cとが軸方向でほぼ合うように、設定した切削用
工具。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削用工具に関
し、とくにエンドミルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のエンドミルは、特開平1−127
214号公報に開示されているように、工具径の数倍以
上の軸方向長さの外周刃を持っており、切削負荷を軽減
させるために、外周刃形状を、軸方向直線刃からネジレ
角をもたせた曲線刃に変えている。しかし、従来のフラ
ットエンドミルによる側面加工では、図7に示すよう
に、工具11の剛性などの面から被削物12の深さ方向
に何回かにわけて加工している。そして、図8に示すよ
うに、1刃13による切削とつぎの刃14による切削と
の間には非切削時間があり、切削は断続的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】その結果、従来のエン
ドミルによる側面加工には、つぎの問題がある。 刃の被削物との接触長さ、したがって工具にかかる
力が、1回目(図7でN=1)と最終回(N=n)とで
は大幅に変化するため、切削条件が厳しい、最終回の切
削力に対応できる条件に、切削条件(送り速度を含む)
を合わせることが必要になり、効率が悪くなっている。 また、側面の深さ分と同じだけの外周刃が当たるた
め、工具にかかる荷重が大きく、工具のたおれが生じ、
加工された被削物の側面の垂直度が悪くなり、しかも切
削中の刃の被削物との接触長さが変わるため工具のたお
れ量も変化するので、垂直度の管理も困難である。本発
明の目的は、1刃にかかる荷重を低減でき、切刃と被削
物との接触長さを安定化できる切削用工具を提供するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の切削用工具は、工具に加わる曲げ荷重に基づいて刃
部の軸方向の刃長を設定し、その刃長に対して切刃形状
を、ネジレ角をもつ複数の切刃の1刃の終点とつぎの刃
の始点とが軸方向でほぼ合うように、設定した切削用工
具からなる。
【0005】上記本発明の切削用工具では、工具に加わ
る曲げ荷重に基づいて安定して切削できる刃長を設定す
るので(刃長が短くなる)、そしてその刃長に対して刃
部に1刃の終点と次刃の始点とが軸方向にほぼ合うよう
に複数の刃を設けるので(刃数が増える)、1刃に全長
にわたってかかる力は従来より小さなものとなる。した
がって、切削条件が緩やかになり、切削速度を上げるこ
とができ、能率向上をはかることもできる。また、工具
のたおれも少なくなり、被削面の垂直度も上がる。ま
た、1刃の終点とつぎの刃の始点とが軸方向でほぼ合う
ようにしたので、1刃の切削からつぎの刃の切削に連続
的に移り、刃と被削物との接触長、したがって刃にかか
る力も安定する。その結果、被削面の垂直度のばらつき
も小さくなり、加工精度の管理が容易になる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1、図2に示すように、本発明
実施例の切削工具(フラットエンドミル)は、工具をチ
ャッキングして保持する部分である保持部1と、保持部
1と刃部をつなぐ柄部2と、外周刃4と底刃5(ただ
し、底刃は持たなくてもよい)を持つ刃部3と、からな
っている。刃部3は、底面に形成された凹状の逃がし部
6(切粉を逃がす部分)を有していてもよい。柄部2の
外径Ds は刃部3の外径Dより小であり、柄部2の外周
面には刃は形成されていない。これは、側面の加工時
に、柄部2が被削物と当って加工のじゃまにならないよ
うにするためである。また、保持部1と柄部2と刃部3
は、一体に形成されていてもよいし、一部が残りの部分
と別体に形成されて連結されていてもよい。
【0007】工具径(刃部3の外径)Dと必要工具長さ
(柄部2の長さ+刃部3の長さHの1/2)Lが決まれ
ば、その工具が安定して切削を実行できる切削曲げ荷重
Wが、他の実施事例の工具のたわみ量δから逆算でき
る。そのたわみ量δから曲げ荷重Wを求め、曲げ荷重W
に基づいて刃長(刃部3の軸方向長さ)Hを決める。刃
長Hは、次式によって決められる。 刃長H=刃形状係数×曲げ荷重W/(切込量t × 被
切削抵抗)
【0008】さらに詳しくは、切削中の工具は、切削抵
抗の合力(送り分力、背分力、軸分力の合力)が曲げ荷
重Wとして働き、工具にたわみ(工具自体のたわみとチ
ャッキング部分での傾きを含む)が発生する。そのたわ
み量δは、工具を片持ち梁としてみると、一般的に、次
式であらわすことができる。 δ=W・E・(π・Ds 4 )/(64・L3 ) ただし、E=ヤング率、 Ds は柄部の外径 Ds とLは被削物から制約されて決まるため(通常、L
/Ds >3)、たわみ量を減らすには曲げ荷重Wを減ら
す必要があり、曲げ荷重Wは一般的に次式から求まる。 W=切削幅(H)×切込量(t)×被切削抵抗×条件係
数 このうち、被切削抵抗は被削物の材料で決まり、条件係
数は加工法および工具形状で決まるので、自由に変更で
きる条件は、切削幅(H)のみとなる(tは通常Hに比
べて約10%以下と小さいため、変えても効果が少な
い)。以上のことから、たわみδ=K・Hとなり、切削
が安定するδを決めれば、(δからWを求めて)Hが決
まる。
【0009】上記のようにして刃長Hを決めた後、その
刃長に対して、その刃長に対して切刃形状を、ネジレ角
をもつ複数の切刃の1刃の終点とつぎの刃の始点とが軸
方向でほぼ合うように、設定する。図3、図4はこの設
定を示している。切込量(取代)tを工具の刃部3の1
刃(外周刃)が切削する時、刃の接触部はa〜bであ
り、接触角βは、 β=cos-1{(D/2−t)/(D/2)} から求められる。tは通常、0.2〜0.5mmであ
る。
【0010】βが求まると、刃数zは、z=360°/
βで求められる。z=360°/βが整数の場合は、1
刃の終点bと次の刃の始点cが軸方向に正確に合うが、
z=360°/βが整数でない場合(ただし、その場合
はz>360°/βとしなければならない)は、1刃の
終点と次の刃の始点とが軸方向に少し重なる。この少し
の重なりの場合を含めるために、手段の欄で、1刃の終
点bと次の刃の始点cは軸方向にほぼ合うとした。外周
刃のネジレ角αは、次式より求まる。 α=tan-1{(πD)/(z・H)} これらの刃形条件によって、工具が回転し、接触点aが
bに向かって進行し、1刃の終点b(切削幅Hの頂点)
に達すると、次の刃の始点cに連続的に変化していく。
【0011】刃形条件の1例を示す。工具径D=50m
m、切込量(取代)t=0.3mm、工具長L=200
mm、切削幅H=10mmに対応した工具で試行した結
果、z=12刃、ネジレ角α=52°であった。そし
て、この例における1刃にかかる曲げ荷重を演算により
求めると、図5に示すようになる。なお、図5には4刃
の直線軸方向刃をもつ従来形フラットエンドミルの曲げ
荷重を、比較のために、示してある。1刃にかかる曲げ
荷重は、理論的には端数に逆比例してさがるので、12
刃ある場合4刃に比べて約1/3になる。
【0012】刃部3の逃がし部6は、切粉づまり防止用
につける。底刃5が設けてある場合は、工具の横送りに
よる側壁面の加工と工具の縦送りによる底面の加工と
に、工具を共用できる。図6は、刃部3を柄部2に着脱
可能に取りつけたスローアウエイ(刃の寿命がきたとき
に刃部だけ投げ捨てて交換する)タイプの工具を示して
いる。このように工具の一部のみを他の部分から別体に
製作して、交換を容易にしてもよい。
【0013】つぎに、作用を説明する。上記本発明の切
削用工具では、工具に加わる曲げ荷重に基づいて安定し
て切削できる刃長Hを設定するので、刃長Hが工具径D
に対して相対的に短くなり(従来はHはDの数倍である
が、本発明品では通常HはDより小)、かつ刃部3の全
周にわたって複数の刃が1刃の終点と次刃の始点が軸方
向にほぼ合うように形成されるので、刃数が従来のねじ
り刃に比べて大幅に増える(たとえば、従来の4刃が上
記例では12刃)。刃の長さの減少と、刃数の増大によ
り、1刃に全長にわたってかかる力(曲げ荷重W)は従
来より小さなものになる。したがって、切削条件が緩や
かになり、工具の送り速度を上げることができ、能率向
上をはかることもできる。また、工具のたおれも少なく
なり、被削面の垂直度も上がる。さらに、工具の寿命も
伸びる。
【0014】また、1刃の終点bとつぎの刃の始点cと
が軸方向でほぼ合うようにしたので、1刃の切削からつ
ぎの刃の切削に連続的に移り、刃と被削物との接触長が
ほぼ一定となり、その結果、刃にかかる力も安定する。
その結果、被削面の垂直度のばらつきも小さくなり、加
工精度の管理が容易になる。
【0015】
【発明の効果】本発明の切削用工具によれば、工具に加
わる曲げ荷重に基づいて刃長を設定するので刃長が短く
なり、その刃長に対して刃形条件を、1刃の終点と次刃
の始点とが軸方向にほぼ合うように設定するので刃数が
増え、その結果、1刃に全長にわたってかかる力を低減
することができる。また、1刃の終点とつぎの刃の始点
とが軸方向でほぼ合うようにしたので、1刃の切削から
つぎの刃の切削に連続的に移り、刃と被削物との接触長
が切削中ほぼ一定となり、安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の切削用工具の側面図である。
【図2】図1の切削用工具の底面図である。
【図3】図1の切削用工具の1刃とつぎの刃との位置関
係を示す部分側面図である。
【図4】図3の工具の刃と切込み量との関係を示す底面
図である。
【図5】本発明実施例の1刃にかかる曲げ荷重と従来の
直線刃にかかる曲げ荷重との関係を示すグラフである。
【図6】スローアウエイ形の刃部とした本発明実施例工
具の部分側面図である。
【図7】従来のネジリ刃をもつエンドミルの側面加工中
の概略側面図である。
【図8】図7の底面図である。
【符号の説明】
1 保持部 2 柄部 3 刃部 4 外周刃 5 底刃 6 逃がし部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具に加わる曲げ荷重に基づいて刃部の
    軸方向の刃長を設定し、その刃長に対して切刃形状を、
    ネジレ角をもつ複数の切刃の1刃の終点とつぎの刃の始
    点とが軸方向でほぼ合うように、設定したことを特徴と
    する切削用工具。
JP12118096A 1996-05-16 1996-05-16 切削用工具 Pending JPH09300119A (ja)

Priority Applications (1)

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JP12118096A JPH09300119A (ja) 1996-05-16 1996-05-16 切削用工具

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JP12118096A JPH09300119A (ja) 1996-05-16 1996-05-16 切削用工具

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JPH09300119A true JPH09300119A (ja) 1997-11-25

Family

ID=14804838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12118096A Pending JPH09300119A (ja) 1996-05-16 1996-05-16 切削用工具

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