JPWO2020166421A1 - エンドミル - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2019年2月14日に、日本に出願された特願2019−024409号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、上述の構成のエンドミルによれば、ギャッシュの底面が50°以下であるため、エンドミルの剛性を十分に確保して加工時のエンドミルの振動および破損を抑制できる。
また、上述の構成のエンドミルによれば、平面視における子刃の径方向内端と軸線との距離が、エンドミル本体の外径の9%以下である。子刃の開始位置が軸線から離れすぎると、切刃の回転軌跡において親刃のみで切削する領域が広くなり、親刃への負荷が大きくなり親刃に損傷を生じる虞がある。すなわち、上述の構成によれば、親刃の損傷を抑制することができる。
また、上述の構成のエンドミルによれば、平面視において、子刃の径方向内端と親刃の第2の逃げ面の径方向内端との軸線周りの角度は、60°以下である。このため、軸線の近傍において親刃の第1の逃げ面の幅(すなわち刃厚)を十分に確保して、親刃の剛性を十分に確保し親刃の振動を抑制することができる。
図1は、本実施形態のエンドミル1の平面図である。図2および図3は、互いに直交する方向から見たエンドミル1の側面図である。
また、本明細書において、「平面視」とは図1に示すように軸線Oの軸方向から見た状態であり、図2および図3に示すように「側面視」とは軸方向と直交する方向から見た状態を意味する。
なお、本実施形態の切刃9の回転軌跡の曲率半径Rは、エンドミル本体2の直径と略等しい。このような切刃9の曲率半径Rを採用することで、上述の効果をより十分に得ることができる。
第1の逃げ面11および第2の逃げ面12は、それぞれ刃先14から回転方向後方側へ向かうに従い基端側に向かって所定の逃げ角で傾斜する。第2の逃げ面12の逃げ角は、第1の逃げ面11の逃げ角より大きい。
本実施形態では、親刃9Aおよび子刃9Bの組が、軸線Oを中心として180°回転対称に2組設けられている。
親刃9Aにおいて、第2の逃げ面12Aの開始位置を軸線Oから外径Dの10%以上離すことで、第1の逃げ面11Aの幅TAを十分に確保することができる。結果的に、親刃9Aの刃厚を大きくし親刃9Aの剛性を十分に確保できる。一方で、第2の逃げ面12Aの開始位置を軸線Oから離しすぎると製造が困難となる。すなわち、第2の逃げ面12Aの開始位置を軸線Oから外径Dの20%以下とすることで、エンドミル1を容易に製造することができる。
子刃9Bにおいて、第2の逃げ面12Bの開始位置を軸線Oから外径Dの20%以上離すことで、第1の逃げ面11Bの幅TBを十分に確保することができる。結果的に、子刃9Bの刃厚を大きくし子刃9Bの剛性を十分に確保できる。一方で、第2の逃げ面12Bの開始位置を軸線Oから離しすぎると製造が困難となる。すなわち、第2の逃げ面12Bの開始位置を軸線Oから外径Dの30%以下とすることで、エンドミル1を容易に製造することができる。
ギャッシュ開き角θは、40°以上60°以下であることが好ましい。
本実施例では、上記実施形態に基づき、後段の表1に示す複数のサンプルを製造した。各サンプルのエンドミルは、工具径Dが10mmかつ、切刃の回転軌跡の曲率半径Rが10mmであり、各パラメータが異なる。また、各サンプルのエンドミルは、2枚の親刃9Aと2枚の子刃9Bを有する4枚刃である。
また、表1には、工具径の1/2と、切刃の回転軌跡の曲率半径が一致する従来のエンドミルの実施結果を合わせて記載する。従来のエンドミルは、2枚刃のエンドミルである。
・被削材:日立金属工具鋼株式会社製、DAC(JIS G4404 SKD61相当材、硬度43HRC)
・機械:オークマ株式会社製、HSK−A63
・切削条件:回転数n=8800回転/分
送り速度Vf=2220mm/分
ピックフィード0.2mm
取りしろ0.1mm
溶性の切削油剤を用いた湿式加工
なお、本実施例の加工対象は金型用途であるため、算術平均粗さRaが、0.15μm以下かつ最大高さRzが1.5μm以下の表面性状の好ましい範囲として、加工面を評価する。
サンプルA−2、A−3のエンドミルによる加工では、表面粗さを好ましい範囲内とすることができた。一方で、サンプルA−1のエンドミルによる加工では、傾斜角αが小さすぎるために切削時に切屑詰まりが発生し、加工面の表面性状が悪化したと考えられる。また、サンプルA−4のエンドミルによる加工では、傾斜角αが大きくギャッシュが広すぎることで、刃先の剛性が低減し振動の影響により表面性状が悪化したと考えられる。
サンプルB−2、B−3のエンドミルによる加工では、表面粗さを好ましい範囲内とすることができた。一方で、サンプルB−1のエンドミルによる加工では、ギャッシュ開き角θが小さすぎるために切削時に切屑詰まりが発生し、加工面の表面性状が悪化したと考えられる。また、サンプルB−4のエンドミルによる加工では、ギャッシュ開き角θが大きすぎるために切刃9の幅刃が狭くなることで、刃先の剛性が低減し振動の影響により表面性状が悪化したと考えられる。
サンプルC−3、C−4のエンドミルによる加工では、表面粗さを好ましい範囲内とすることができた。一方で、サンプルC−1のエンドミルは、子刃9Bの開始位置が軸線Oに一致する。サンプルC−1のエンドミルによる加工では、一対の子刃9B同士が軸線Oにおいて互いに繋がっているために、切削時に切屑詰まりが発生し加工面の表面性状が悪化したと考えられる。サンプルC−2のエンドミルによる加工では、軸線Oの近傍のポケットが狭いために切削時に切屑詰まりが発生し加工面の表面性状が悪化したと考えられる。また、サンプルC−5のエンドミルによる加工では、親刃9Aのみで切削する領域が広くなり親刃9Aの損傷が生じる虞がある。このため、表面性状の悪化が見られなかったが、サンプルC−5のエンドミルの評価を×とした。
サンプルD−2、D−3のエンドミルによる加工では、表面粗さを好ましい範囲内とすることができた。一方で、サンプルD−1のエンドミルによる加工では、距離HAが小さすぎるために親刃9Aの刃厚が低下し親刃9Aの剛性が低減するため振動の影響により表面性状が悪化したと考えられる。また、サンプルD−4のエンドミルによる加工では、親刃9Aの第2の逃げ面12Aの開始位置を軸線Oから離しすぎているために振動の影響により表面性状が悪化したと考えられる。加えて、サンプルD−4のエンドミルは、製造が困難となりエンドミルが高価となってしまう。
サンプルE−2、E−3のエンドミルによる加工では、表面粗さを好ましい範囲内とすることができた。一方で、サンプルE−1のエンドミルによる加工では、刃先14の湾曲が不十分であるため、切削抵抗が大きくなり振動の影響により表面性状が悪化したと考えられる。また、サンプルE−4のエンドミルによる加工では、刃先の湾曲が大きすぎて製造することができなかった。このため、サンプルE−4のエンドミルの評価を×とした。
2…エンドミル本体
7,7A,7B…ギャッシュ
7c…底面
9…切刃
9A…親刃
9B…子刃
11,11A,11B…第1の逃げ面
12,12A,12B…第2の逃げ面
14…刃先
D…外径
E…最大突出寸法
HA,HB…距離
L…仮想線
O…軸線
R…曲率半径
T…エンドミル回転方向
Claims (6)
- 軸線回りに回転される軸状であり先端部に径方向に沿って延び周方向に沿って並ぶ複数のギャッシュが設けられたエンドミル本体と、
前記ギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面の先端側辺稜部に設けられる複数の切刃と、を備え、
前記切刃の回転軌跡は、側面視において円弧中心が前記軸線上に位置する先端側凸の円弧状であり、
前記切刃の回転軌跡の曲率半径は、前記エンドミル本体の外径の1/2より大きく、
前記切刃の刃先は、平面視において回転方向側に凸状に湾曲し、前記刃先の径方向両端を結ぶ仮想線に対する回転方向側への最大突出寸法が、前記エンドミル本体の外径の3%以上4%以下であり、
複数の前記切刃には、周方向に等間隔に並ぶ複数の親刃と、周方向においてそれぞれ前記親刃同士の間に配置され前記親刃よりも径方向の内側へ向けた刃長が短い子刃と、が含まれる、
エンドミル。 - 前記ギャッシュの先端側を向く底面は、前記軸線と直交する平面に対し、40°以上50°以下で傾斜する、
請求項1に記載のエンドミル。 - 平面視における前記子刃の径方向内端と前記軸線との距離が、前記エンドミル本体の外径の4%以上9%以下である、
請求項1又は2に記載のエンドミル。 - 前記親刃は、
回転方向先端稜線に設けられる前記刃先と、
前記刃先の回転方向後方に隣接する第1の逃げ面と、
前記第1の逃げ面の回転方向後方に隣接する第2の逃げ面と、を有し、
前記親刃において、平面視における前記第2の逃げ面の径方向内端と前記軸線との距離が、前記エンドミル本体の外径の10%以上20%以下である、請求項1〜3の何れか一項に記載のエンドミル。 - 平面視において、前記子刃の径方向内端と、前記親刃の前記第2の逃げ面の径方向内端と、が前記軸線を中心としてなす角度は、40°以上60°以下である、請求項4に記載のエンドミル。
- 前記子刃は、
回転方向先端稜線に設けられる前記刃先と、
前記刃先の回転方向後方に隣接する第1の逃げ面と、
前記第1の逃げ面の回転方向後方に隣接する第2の逃げ面と、を有し、
前記子刃において、平面視における前記第2の逃げ面の径方向内端と前記軸線との距離が、前記エンドミル本体の外径の20%以上30%以下である、請求項1〜5の何れか一項に記載のエンドミル。
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