JPS6130846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、センターカツトエンドミルに関す
る。

一般に、エンドミルを用いて例えばシヤフトの
外周にキー溝を形成する場合には、エンドミル
を、その軸線方向に切り下ろした後、軸線と直交
する方向に横送りするようにしており、このよう
な場合には、切り下ろし切削加工と横送り切削加
工とを行うことができるセンターカツトエンドミ
ルが用いられる。

この種のセンターカツトエンドミルとしては、
例えば第１図および第２図に示すように、エンド
ミル本体１の先端部に内周側チツプ２と外周側チ
ツプ３とがそれぞれ締付けボルト４，４によつて
着脱自在に装着されてなるものが知られている。
そしてこの場合、内周側チツプ２および外周側チ
ツプ３には正方形状のスローアウエイチツプが用
いられており、内周側チツプ２の先端側に位置す
るノーズ部２ａ，２ｂおよび直線部２ｃによつて
底刃の中心部が形成される一方、外周側チツプ３
の先端側に位置するノーズ部３ａ，３ｂおよび直
線部３ｃによつて底刃の外周部が形成され、また
外周側チツプ３の外周側に位置するノーズ部３
ｂ，３ｄおよび直線部３ｅによつて外周刃が形成
されている。

ところで、このようなセンターカツトエンドミ
ルによつて横送り切削加工を行つた場合には、例
えば前述したキー溝の底面と側面との直角度を得
るために、第３図に示すように、外周側チツプ３
の外周刃を形成する直線部３ｅをエンドミル本体
１の軸線Ｏと平行にしており、しかも外周側チツ
プ３に正方形状のチツプを用いている関係上、こ
の外周側チツプ３の底刃を形成する直線部３ｃが
軸線Ｏと直交し、従つて横送り切削において直線
部３ｃに必要とされる逃げ、すなわち、外周側か
ら軸線Ｏ側へ向かうに従つて直線部３ｃを軸線Ｏ
後方へ向かわせるべき逃げが皆無となつてしま
う。このため、直線部３ｃがこするような切削を
行い、加工面が悪化する上、加工硬化が生じ、こ
の加工硬化とこすり切削とが相俟つて、切り下ろ
し切削は横送り切削に比して加工頻度が大幅に少
ないにもかかわらず、直線部３ｃが早期に摩耗し
てしまう。このように、外周刃チツプ３は横送り
切削加工によつてその四つの直線部のうち二つの
直線部３ｃ，３ｅの全域が摩耗してしまうため、
切刃交換を１回しか行えず、スローアウエイタイ
プが持つ経済的効果を充分に得られないという問
題があつた。

一方、切り下ろし切削加工を行つた場合には、
内周側切刃チツプ２によつて形成される底刃の軸
線Ｏ側部分に多大なスラスト荷重が作用し、この
ため特に強度が低いノーズ部２ａが欠損し易いと
いう問題、さらには外周側チツプ３の直線部３ｃ
が軸線Ｏと直交しているため、食い付き時にスラ
スト荷重および切削トルクがエンドミル本体１に
衝撃的に作用するという問題があつた。

この発明は、上記問題を解消するためになされ
たもので、外周側チツプの底刃を形成する直線部
のこすり切削を防止することができ、しかも切刃
チツプの有効利用、内周側チツプのノーズ部の欠
損防止および切り下ろし切削加工における食い付
き時の衝撃の緩和を図ることができるセンターカ
ツトエンドミルを提供することを目的とする。

この発明の特徴は、内周側チツプおよび外周側
チツプとして互いに同形状でかつ同大の菱形状チ
ツプまたは平行四辺形状チツプを用い、内周側チ
ツプの鈍角ノーズ部をエントミル本体の先端中心
部に位置させる一方、外周側チツプの鋭角ノーズ
部を他の全ての切刃部分よりも先方に位置させる
とともに、この鋭角ノーズ部からエンドミル本体
の軸線方向後方に延在する直線部の先端縁と後端
縁とをエンドミル本体の軸線からほぼ等距離離す
ようにした点にある。

以下、この発明の一実施例について第４図ない
し第７図を参照して説明する。なお、第４図はこ
の発明に係るセンターカツトエンドミルの正面
図、第５図はその要部の拡大正面図、第６図は第
５図の底面視図である。

図中符号１１はエンドミル本体で、後端側のシ
ヤンク部１２と先端側の刃部１３とから構成され
ている。刃部１３の先端部には、エンドミル本体
１１の軸線Ｏ方向に延在する切屑排出溝１４，１
５が円周方向に互いにほぼ180゜離間して形成さ
れている。これら切屑排出溝１４，１５の回転方
向を向く壁面の先端部には、それぞれチツプ座１
６，１７が形成されている。これらチツプ座１
６，１７には、互いに同形、同大の菱形状の内周
側チツプ１８と外周側チツプ１９がそれぞれ締付
ボルト２０，２０によつて締め付け固定されてい
る。

ここで、第７図において、内周側チツプ１８の
一の鈍角ノーズ部に符号１８ａを付し、そこから
反時計回りに他の三つのノーズ部にそれぞれ符号
１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを付す。また、ノーズ部
１８ａ，１８ｂ間の直線部に符号１８ｅを付し、
そこから反時計回りに他の三つの直線部にそれぞ
れ符号１８ｆ，１８ｇ，１８ｈを付すとき、この
内周側チツプ１８は、鈍角ノーズ部１８ａがエン
ドミル本体１１の先端中心部に位置させられ、し
かも第７図に示すようにノーズ部１８ａに隣接す
る二つの直線部１８ｅ，１８ｈを延長して形成さ
れる仮想交点Ｓが軸線Ｏから距離l₁だけ離されて
配置されている。この距離l₁は、中心部に生成さ
れるべきコアがノーズ部１８ａによつてねじ切ら
れる程度であることが望ましく、具体的には0.1
mm〜1.25mmとするのが望ましい。また、ノーズ部
１８ａに隣接し、底刃の中心部をを形成する直線
部１８ｅは、軸線Ｏとのなす角のうちその直線部
１８ｅから内周側チツプ１８側へ向かう角の角度
がαとされている。この角度αをあまり小さくす
ると、内、外周側チツプ１８，１９を配置する際
に、内周側チツプ１８のノーズ部１８ｄが外周側
チツプ１９に接触してしまい、チツプ１８，１９
を実際にはエンドミル本体１１に装着することが
できなくなつてしまう。このような事態が生じな
い限り、角度αについては任意に設定することが
できるが、一般的には65゜以上とするのが望まし
く、また後述するように外周側チツプ１９との関
係から、99゜以下とするのが望ましい。なお、こ
の場合、角度αは鋭角とされている。

一方、外周側チツプ１９の一の鋭角ノーズ部に
符号１９ａを付し、そこから反時計回りに他の三
つのノーズ部にそれぞれ符号１９ｂ，１９ｃ，１
９ｄを付す。また、ノーズ部１９ａ，１９ｄ間の
直線部に符号１９ｅを付し、そこから反時計回り
に他の三つの直線部にそれぞれ符号１９ｆ，１９
ｇ，１９ｈを付すとき、この外周側チツプ１９
は、鋭角ノーズ部１９ａがエンドミル本体１１の
先端外周部に位置させられている。しかも、鋭角
ノーズ部１９ａは他の全ての切刃部分よりも軸線
Ｏ方向先方に、すなわち外周側チツプ１９の他の
切刃部分のみならず、内周側チツプ１８の切刃部
分よりも先方に位置させられている。また、ノー
ズ部１９ａに隣接し、軸線方向に延在する直線部
１９ｆ、つまり外周刃を形成する直線部１９ｆ
は、その先端縁１９ｉと後端縁１９ｊとが軸線Ｏ
から等距離離されており、従つて軸線Ｏを含む平
面上の回転軌跡において、この直線部１９ｆは軸
線Ｏとほぼ平行になつている。そして、このよう
に外周側チツプ１９を配置したとき、ノーズ部１
９ａのノーズ角が鋭角であることから、ノーズ部
１９ａに隣接し、底刃の外周部を形成する直線部
１９ｅは、外周側から軸線Ｏ側へ向かうに従つて
軸線Ｏ後方へ向かうようになつており、この直線
部１９ｅと軸線Ｏとのなす角のうち直線部１９ｅ
から外周側チツプ１９側へ向かう角の角度βが鈍
角となつている。そして、角度βが鈍角となるこ
とにより、直線部１９ｅとワークとの間に横送り
切削加工時における逃げ角γが付与されることに
なる。なお、角度βは、外周側チツプ１９におけ
る、ノーズ角、ラジアルレーキ角、アキシヤルレ
ーキ角、芯上り配置、あるいは芯下がり配置等に
よつて適宜変更可能であるが、あまり小さくする
と逃げ角γが小くなり過ぎ、逆にあまり大きくす
るとノーズ部１９ａのノーズ角が小さくなりすぎ
る。そこで角度βとしては94゜〜101゜とするの
が望ましい。

また、これら内周側チツプ１８と外周側チツプ
１９とは、軸線Ｏを含む平面上の回転軌跡におい
て互いの直線部１８ｅ，１９ｅがそれらのほぼ中
央部の点Ｐで交叉するようになつている。この点
Ｐの軸線Ｏからの距離l₂は、エンドミルの直径の
ほぼ1/4とされており、従つて切り下ろし切削加
工時における直線部１８ｅ，１９ｅの切削長さの
比が１対１となり、これによつてバランスカツト
が可能となり、エンドミルの振れを防止して安定
した切り下ろし切削ができるようになつている。
なお、この距離l₂を常に一定に確保するために
は、直線部１８ｅ，１９ｅのなす角を２゜以上と
するのが望ましく、この点から前述した角度αの
最大限を99゜（101゜−２゜＝99゜）とするのが
望ましいのである。

しかして、このようなセンターカツトエンドミ
ルによつて横送り切削加工を行つた場合には、外
周側チツプ１９のノーズ部１９ａが他の全ての切
刃部分よりも軸線Ｏ先方に位置しており、直線部
１９ｅに逃げ角γが付与されているから、直線部
１９ｅがこすり切削を行うことがなく、従つて加
工面の悪化を防止することができる上、加工硬化
を防止することができ、この加工硬化の防止とこ
すり切削の防止とによつて直線部１９ｅの早期摩
耗を防止することができる。

また、第８図に示すように、切り下ろし切削加
工を行つた場合には、多大なスラスト荷重が作用
するエンドミルの中心部に強度の高い鈍角ノーズ
部１８ａを配置しているから、その欠損を防止す
ることができる。しかもこの場合には、ノーズ部
１８ａを軸線Ｏから距離l₁だけ離しているから、
ノーズ部１８ａが切削速度を有することとなり、
ノーズ部１８ａを軸線Ｏと交叉するように配置し
た場合に比してより一層ノーズ部１８ａの欠損を
防止することができる。なお、この場合に中心部
に残る若干の突起については、横送り切削加工時
に削り取られ、実用上支障はない。また、外周側
チツプ１９のノーズ部１９ａを他の切刃部分より
も軸線Ｏ方向先方に位置させているから、ノーズ
部１９ａから直線部１９ｅの内周側へとワーク２
１に徐々に食い付き、これによつて食い付き時の
衝撃荷重を軽減することができる。また、この場
合には、直線部１８ｅ，１９ｅどうしを緩やかに
交叉させているから、それらの切削厚みが点Ｐに
向かつて漸減し、これによつて境界摩耗による異
常摩耗を防止することができる。すなわち、連続
した切刃においてその中途部の一点を境にして切
削量が急激に変化する場合、例えばその一点を境
にして一方の側で通常の量の切削を行い、他方の
側の切削量が零である場合には、その一点および
その極く近傍部分の摩耗量が他の切削を行う切刃
部分の摩耗量よりはるかに大きくなり、いわゆる
境界摩耗が発生することがある。この点、上記の
エンドミルにおいては、直線部１８ｅ，１９ｅを
小さな角度をもつて交叉させているから、各直線
部１８ｅ，１９ｅの点Ｐ近傍における切削量が点
Ｐに向かうにしたがつて漸減して零になり、点Ｐ
において各直線部１８ｅ，１９ｅの切削量が急変
することがない。したがつて、直線部１８ｅ，１
９ｅに境界摩耗が発生するのを防止することがで
きる。

次に、これら内周側チツプ１８と外周側チツプ
１９の各切刃部分の有効利用について第９図ない
し第１２図を参照して説明する。第９図および第
１０図は、切り下ろし切削加工による内周側チツ
プ１８および外周側チツプ１９のそれぞれの摩耗
状況を示したものである。また、第１１図は横送
り切削加工による外周側チツプ１９の摩耗状況を
示している。なお、第１０図に示す摩耗と第１１
図に示す摩耗とは、説明の便宜上分けたものであ
り、実際には同一セツト時の摩耗であるから同時
進行的に生じるものである。第１２図はこれら全
ての切削によつて全切刃が摩耗したスローアウエ
イチツプを示している。以上の摩耗状況から明ら
かなように、内周側チツプ１８では、その４つあ
るノーズ部のうち鈍角ノーズ部１８ａ，１８ｃを
切削に供し、他方、外周側チツプ１９では、鋭角
ノーズ１９ａ，１９ｃを切削に供している。この
ように、内周側チツプ１８と外周側チツプ１９と
では、互いに切削に供するノーズ部が異なるか
ら、内周側チツプ１８を配置交換して外周側チツ
プ１９として用いることができ、また外周側チツ
プ１９を内周側チツプ１８として用いることがで
きる。したがつて、切刃の有効利用を図ることが
できる。

なお、配置交換を行う場合、点Ｐ部分と鋭角ノ
ーズ部において摩耗が重複するが、実用上何ら支
障はない。すなわち、切り下ろし切削加工による
直線部１８ｅ，１９ｅの摩耗量は、切り下ろし切
削加工と横送り切削加工との加工割合が１対９な
いし３対７であり、横送り切削加工による直線部
１９ｆの摩耗量よりも大幅に小さいからである。
この点、前述した従来のセンターカツトエンドミ
ルにおいては、横送り切削によつて外周側チツプ
の底刃を形成する直線部が大きく摩耗するため、
内周側チツプと外周側チツプとの配置交換を行う
ことができない。一方、外周側チツプ１９として
用い場合における鋭角ノーズ部１９ａ，１９ｃの
重複摩耗については、実際上同時進行的に生じる
同一セツトでの重複摩耗であるから、全く問題と
ならない。

また、第１３図ないし第１６図は、それぞれこ
の発明の他の実施例を示し、これらのものにおい
ても上記実施例と同様な効果が得られるのは勿論
である。

第１３図に示すものは、点Ｐから軸線Ｏまでの
距離がエンドミルの直径の1/4である点について
は、上記実施例と同様であるが、内周側テツプ１
８および外周側チツプ１９に対する点Ｐの位置を
それらの中央部ではなく端部にくるようにしたも
のである。

第１４図に示すものは、内周側チツプ１８の鈍
角ノーズ部１８ａが軸線Ｏを越えてオーバーセン
ターとなるようにしたものである。

また、第１５図に示すものは内周側チツプ１８
の直線部１８ｅを軸線Ｏと直交させ、第１６図に
示すものは直線部１８ｅと軸線Ｏとのなす角を鈍
角としている。

さらに、第１７図に示すものは、内周側チツプ
１８と外周側チツプ１９との間に中間チツプ２２
を配置している。この場合、中間チツプ２２の形
状については、菱形状あるいは平行四辺形状に限
られることなく、単なる多角形状とすることがで
きる。

なお、上記実施例においては、内周側チツプ１
８および外周側チツプの形状を菱形状としている
が、平行四辺形状としてもよい。

さらに、これら内周側チツプ１８および外周側
チツプ１９に用いるチツプとしては、ポジテイプ
チツプあるいはネガテイブチツプのいずれでもよ
い。なお、切り下ろし切削加工時における逃げを
外周刃に付与するために、外周刃を形成する直線
部１９ｅの後端縁１９ｉを先端縁１９ｉより若干
軸心Ｏ側に位置させ、直線部１９ｅに若干量のバ
ツクテーパを付与するようにしてもよい。

以上説明したように、この発明のセンターカツ
トエンドミルによれば、内周側チツプおよび外周
側チツプとして互いに同形状でかつ同大の菱形状
チツプまたは平行四辺形状チツプを用い、内周側
チツプの一の鈍角ノーズ部をエンドミル本体の先
端中心部に位置させる一方、外周側チツプの鋭角
ノーズ部を他の全ての切刃部分よりも軸線方向先
方に位置させるとともに、この鋭角ノーズ部から
エンドミル本体の軸線方向後方に延在する直線部
の先端部と後端部とをエンドミル本体から等距離
離し、さらに内周側チツプと外周側チツプとの底
刃を形成する直線部どうしを互いに交叉させた構
成であるから、外周側チツプの底刃を形成する直
線部のこすり切削を防止することができ、しかも
切刃チツプの有効利用、内周側チツプのノーズ部
の欠損防止および切り下ろし切削加工における食
い付き時の衝撃の緩和を図ることができ、さらに
内周側チツプの底刃と外周側チツプ底刃との回転
軌跡における交叉点に向つて各チツプの底刃の切
削量が漸減し、したがつてその交叉点およびその
近傍に境界摩耗による異常摩耗ぎ発生するのを防
止することができ、また内周側チツプと外周側チ
ツプとの各ノーズ部に欠損が生じたとしても、そ
れら各チツプを互いに配置交換して使用すること
ができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセンターカツトエンドミルの一
例を示す一部省略正面図、第２図はその底面視
図、第３図はそのエンドミルによる切り下ろし切
削加工状況を示す図、第４図ないし第８図はこの
発明の一実施例を示し、第４図はその正面図、第
５図は要部の拡大正面図、第６図は第５図の底面
視図、第７図は内周側チツプと外周側チツプの軸
線を含む平面における回転軌跡を示す図、第８図
は切り下ろし切削加工状況を示す図、第９図およ
び第１０図は切り下ろし切削加工による摩耗状況
を示す図、第１１図は横送り切削加工による摩耗
状況を示す図、第１２図はスローアウエイチツプ
における切刃交換および配置交換して使用した後
の摩耗状況を示す図、第１３図はこの発明の他の
実施例を示す第８図と同様の図、第１４図ないし
第１７図はそれぞれこの発明のさらに他の実施例
を示す第７図と同様の図である。 １１……エンドミル本体、１８……内周側チツ
プ、１８ａ……ノーズ部、１８ｅ……直線部、１
９……外周側チツプ、１９ａ……ノーズ部、１９
ｅ，１９ｆ……直線部、１９ｉ……先端縁、１９
ｊ……後端縁、Ｓ……仮想交点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンドミル本体の先端部にノーズ部と直線部
   とを有する複数の多角形状の切刃チツプが着脱自
   在に装着されてなり、前記複数の切刃チツプに
   は、底刃の中心部を形成する内周側チツプと、底
   刃の外周部と外周刃の少なくとも先端部を形成す
   る外周側チツプとがあるセンターカツトエンドル
   ミルにおいて、前記内周側チツプと前記外周側チ
   ツプとは互いに同形状でかつ同大の菱形状チツプ
   または平行四辺形状チツプとされており、前記内
   周側チツプはその一の鈍角ノーズ部が前記エンド
   ミル本体の先端中心部に位置させられ、前記外周
   側チツプは前記エンドミル本体の外周側の外周側
   の鋭角ノーズ部が他の全ての切刃部分よりもエン
   ドミル本体の軸線方向先方に位置させられるとと
   もに、その鋭角ノーズ部から前記エンドミル本体
   の軸線方向後方に延在する直線部の先端縁と後縁
   部とが前記エンドミル本体の軸線からほぼ等距離
   離されており、さらに前記内周側チツプと前記外
   周側チツプとは底刃を形成する直線部どうしが、
   前記エンドミル本体の軸線を含む平面上の回転軌
   跡において互いに交叉するように配置されている
   ことを特徴とするセンターカツトエンドミル。