KR102164730B1

KR102164730B1 - 볼 엔드 밀

Info

Publication number: KR102164730B1
Application number: KR1020197020854A
Authority: KR
Inventors: 가츠토시 마에다; 미츠히로 요코카와
Original assignee: 가부시키가이샤 몰디노
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2020-10-13
Also published as: US11351619B2; EP3597338A1; JP7024779B2; CN110446575B; US20200047263A1; WO2018168341A1; JPWO2018168341A1; EP3597338B1; KR20190096399A; EP3597338A4; CN110446575A

Abstract

본 발명에 관련된 볼 엔드 밀은, 축상으로 형성된 엔드 밀 본체 (2) 와, 상기 엔드 밀 본체 (2) 의 선단부에, 축선 (O) 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 상기 축선 (O) 둘레의 회전 궤적이 상기 축선 (O) 상에 중심을 갖는 반구상을 형성하는 복수의 볼록 원호상의 바닥날 (9) 과, 복수의 상기 바닥날 (9) 에 대해, 상기 축선 (O) 둘레 중 엔드 밀 회전 방향으로 각각 인접 배치되는 복수의 개쉬 (7) 를 구비한다. 복수의 상기 바닥날 (9) 에는, 상기 축선 (O) 에 직교하는 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가, 복수의 상기 바닥날 (9) 중에서 가장 길게 된 제 1 바닥날과, 상기 제 1 바닥날에 대해, 상기 엔드 밀 회전 방향으로 서로 이웃하고, 상기 제 1 바닥날보다 상기 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 된 제 2 바닥날과, 상기 제 2 바닥날에 대해, 상기 엔드 밀 회전 방향으로 서로 이웃하고, 상기 제 2 바닥날보다 상기 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 된 제 3 바닥날이 포함된다. 상기 제 3 바닥날의 개쉬 (7C) 에 대해, 상기 제 2 바닥날의 개쉬 (7B) 의 깊이가 깊고, 상기 제 2 바닥날의 개쉬 (7B) 에 대해, 상기 제 1 바닥날의 개쉬 (7A) 의 깊이가 깊다.

Description

볼 엔드 밀

본 발명은 볼 엔드 밀에 관한 것이다.

본원은, 2017년 3월 13일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2017-047579호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 예를 들어 하기 특허문헌 1 에 나타내는 바와 같은 볼 엔드 밀이 알려져 있다.

볼 엔드 밀은, 축상 (軸狀) 으로 형성된 엔드 밀 본체를 갖고 있다. 엔드 밀 본체의 축선 방향의 선단부에는 날부가 형성되고, 엔드 밀 본체 중 날부 이외의 부위는 섕크부로 되어 있다. 또, 날부에는, 절삭 부스러기 배출홈, 개쉬, 외주날 및 바닥날 (선단날) 이 각각 복수 형성되어 있다.

볼 엔드 밀의 복수의 바닥날 중, 적어도 1 개의 바닥날은, 날 길이 방향의 선단이 축선 부근까지 연장된 긴 날로 되어 있다. 복수의 바닥날의 축선 둘레의 회전 궤적은, 축선 상에 중심을 갖는 반구상을 형성한다. 절삭 가공시에 있어서 볼 엔드 밀은, 엔드 밀 본체의 축선 둘레 중 엔드 밀 회전 방향으로 회전하면서, 축선에 교차하는 방향으로 이송이 부여됨으로써, 피삭재에 절입해 나간다.

일본 공개특허공보 2003-39223호

그러나, 종래의 볼 엔드 밀에서는, 하기의 과제를 갖고 있었다.

바닥날에 의해 절삭되어 발생한 절삭 부스러기는, 그 바닥날의 엔드 밀 회전 방향으로 인접 배치되는 개쉬 내를 통과하여 배출되는데, 이 개쉬 내에 절삭 부스러기 막힘이 발생하는 경우가 있었다.

특히 6 장 날 이상의 다날 (多刃) 의 볼 엔드 밀의 경우, 바닥날의 수가 많은만큼, 각 개쉬의 용적은 작아져, 개쉬 내에 절삭 부스러기가 막히기 쉽다. 절삭 부스러기 막힘이 발생하면, 피삭재의 가공면 정밀도를 양호하게 유지하는 것이 어려워진다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 개쉬의 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있어, 가공면 정밀도를 향상시킬 수 있는 볼 엔드 밀을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

(1) 본 발명의 일 양태의 볼 엔드 밀은, 축상으로 형성된 엔드 밀 본체와, 상기 엔드 밀 본체의 선단부에, 축선 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 상기 축선 둘레의 회전 궤적이 상기 축선 상에 중심을 갖는 반구상을 형성하는 복수의 볼록 원호상의 바닥날과, 복수의 상기 바닥날에 대해, 상기 축선 둘레 중 엔드 밀 회전 방향으로 각각 인접 배치되는 복수의 개쉬를 구비한 볼 엔드 밀로서, 복수의 상기 바닥날에는, 상기 축선에 직교하는 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가, 복수의 상기 바닥날 중에서 가장 길게 된 제 1 바닥날과, 상기 제 1 바닥날에 대해, 상기 엔드 밀 회전 방향으로 서로 이웃하고, 상기 제 1 바닥날보다 상기 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 된 제 2 바닥날과, 상기 제 2 바닥날에 대해, 상기 엔드 밀 회전 방향으로 서로 이웃하고, 상기 제 2 바닥날보다 상기 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 된 제 3 바닥날이 포함되고, 상기 제 3 바닥날의 개쉬에 대해, 상기 제 2 바닥날의 개쉬의 깊이가 깊고, 상기 제 2 바닥날의 개쉬에 대해, 상기 제 1 바닥날의 개쉬의 깊이가 깊고, 상기 엔드 밀 본체의 외주에는, 상기 축선 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 각각이 상기 바닥날의 상기 직경 방향의 외측의 단 가장자리에 접속됨과 함께, 상기 단 가장자리로부터 상기 엔드 밀 본체의 기단측을 향하여 연장되는 복수의 외주날이 구비되고, 상기 엔드 밀 본체를 정면에서 보아, 상기 제 1 바닥날은, 상기 외주날과의 접속 부분으로부터 상기 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단이, 상기 축선을 넘은 위치에 배치되고, 상기 엔드 밀 본체를 정면에서 보아, 상기 제 2 바닥날은, 상기 외주날과의 접속 부분으로부터 상기 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단이, 상기 축선을 넘지 않는 위치에 배치되고, 상기 엔드 밀 본체를 정면에서 보아, 상기 제 3 바닥날은, 상기 외주날과의 접속 부분으로부터 상기 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단이, 상기 축선을 넘지 않는 위치에 배치되고, 또한 상기 제 2 바닥날의 선단보다 직경 방향의 외측에 배치되어 있다.

본 발명의 볼 엔드 밀은, 축선 둘레의 회전 궤적이 반구상을 형성하는 복수의 바닥날로서, 제 1 바닥날, 제 2 바닥날 및 제 3 바닥날을 구비하고 있다. 제 1 바닥날, 제 2 바닥날 및 제 3 바닥날은, 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 이 순서로 짧게 되어 있다. 요컨대, 제 1 ∼ 제 3 바닥날 중, 제 1 바닥날의 날 길이가 가장 길고, 제 3 바닥날의 날 길이가 가장 짧다.

제 1 바닥날의 날 길이를 가장 길게, 제 3 바닥날의 날 길이를 가장 짧게 함으로써, 엔드 밀 선단면의 중심부 부근 (축선 부근) 에도 개쉬를 형성할 수 있어, 절삭 부스러기 배출성을 높일 수 있다. 또, 각 바닥날의 절삭량이 상이하기 때문에, 절삭 중의 채터링 진동이 억제되는 경향이 있다.

또, 이들 바닥날에는, 각 바닥날의 엔드 밀 회전 방향으로 인접하여 개쉬가 각각 배치된다. 개쉬의 직경 방향 내측을 향한 개쉬 길이는, 그 개쉬가 인접하는 바닥날의 날 길이에 대응하고 있다. 이 때문에, 제 1 바닥날의 개쉬, 제 2 바닥날의 개쉬 및 제 3 바닥날의 개쉬는, 개쉬 길이가 이 순서로 짧아진다. 요컨대, 제 1 ∼ 제 3 바닥날의 각 개쉬 중, 제 1 바닥날의 개쉬의 길이가 가장 길고, 제 3 바닥날의 개쉬의 길이가 가장 짧다.

또한, 바닥날의 날 길이가 길어질수록, 1 회의 절입 (단위 절입) 당 절삭량이 증가하기 때문에, 절삭 부스러기의 배출성을 확보하는 것이 어려워진다. 요컨대, 개쉬 길이가 길어질수록, 절삭 부스러기의 배출성을 확보하는 것이 어렵다.

그래서 본 발명에서는, 제 3 바닥날의 개쉬에 대해, 제 2 바닥날의 개쉬의 깊이가 깊고, 제 2 바닥날의 개쉬에 대해, 제 1 바닥날의 개쉬의 깊이가 깊다는 특별한 구성을 채용하고 있다.

요컨대, 제 3 바닥날의 개쉬, 제 2 바닥날의 개쉬 및 제 1 바닥날의 개쉬가, 이 순서로 깊게 되어 있다. 따라서, 제 1 ∼ 제 3 바닥날 중, 날 길이가 긴 것일수록 개쉬의 용적 (단면적) 이 커진다. 바꾸어 말하면, 절삭량이 많은 바닥날이 될수록 개쉬 용적을 크게 확보할 수 있다. 따라서, 절삭 부스러기 배출성이 안정적으로 높아진다.

또한, 「개쉬의 깊이」란, 축선 둘레로 바닥날이 회전하여 얻어지는 반구상의 회전 궤적 (가상 반구면) 과, 개쉬 바닥면 중 상기 회전 궤적으로부터의 거리가 가장 먼 부분 (개쉬 최심부) 사이의 상기 거리를 가리킨다.

보다 상세하게는, 바닥날이, 축선 상에 중심점을 갖는 가상 반구면을 따라 연장되어 있다. 그리고, 상기 가상 반구면에 대해, 개쉬 바닥면 중, 상기 중심점을 중심으로 하는 방사 방향의 가장 내측에 위치하는 부분과, 상기 가상 반구면 사이의 상기 방사 방향을 따른 거리가 「개쉬의 깊이」이다.

이상으로부터 본 발명의 볼 엔드 밀에 의하면, 개쉬의 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있어, 절삭 부스러기 막힘을 방지하여 가공면 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 외주날과의 접속 부분으로부터 직경 방향 내측을 향하여 연장되는 제 1 바닥날의 날 길이 방향의 선단이, 축선을 넘은 위치에 배치되어 있기 때문에, 엔드 밀 본체의 축선 방향의 최선단 위치 (요컨대 축선 상) 에 있어서도, 제 1 바닥날에 의해 피삭재에 절삭 가공을 실시할 수 있다. 따라서, 가공면 정밀도를 높이면서, 다양한 절삭 가공의 종류나 형태에 대응하기 쉽다.

(2) 상기 볼 엔드 밀에 있어서, 상기 제 1 바닥날, 상기 제 2 바닥날 및 상기 제 3 바닥날의 세트가, 상기 축선을 중심으로 하여 180 °회전 대칭으로 2 세트 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 바닥날이 6 장 날로 된 볼 엔드 밀이 되어, 절삭의 가공 능률을 높일 수 있다. 그리고 이와 같은 다날의 볼 엔드 밀이어도, 본 발명에 의하면, 절삭 부스러기 배출성이 안정적으로 확보된다.

(3) 상기 볼 엔드 밀에 있어서, 상기 제 1 바닥날의 개쉬, 상기 제 2 바닥날의 개쉬 및 상기 제 3 바닥날의 개쉬가, 서로 모두 연통되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 제 1 ∼ 제 3 바닥날의 각 개쉬가, 서로 모두 연통되어 있기 때문에, 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있다는 상기 서술한 효과가, 보다 현저한 것이 된다.

삭제

(5) 상기 볼 엔드 밀에 있어서, 복수의 상기 외주날은, 상기 축선 둘레로 서로 등 (等) 피치로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 복수의 외주날이 등피치로 배치되어 있기 때문에, 볼 엔드 밀의 제조시에 있어서, 이들 외주날을 성형하기 쉬워, 제조 용이성이 높아진다.

(6) 상기 볼 엔드 밀에 있어서, 상기 바닥날은, 상기 축선 상에 중심점을 갖는 가상 반구면을 따라 연장되어 있고, 상기 바닥날 상의 소정의 점 및 상기 축선을 포함하는 기준면 내에 있어서, 상기 중심점과 상기 소정의 점을 지나는 가상 직선이, 상기 축선에 대해 경사지는 각도를 방사 각도라고 정의했을 때에, 소정의 상기 방사 각도에 있어서, 상기 제 1 바닥날, 상기 제 2 바닥날 및 상기 제 3 바닥날의 상기 축선 둘레의 각 회전 궤적 중, 상기 중심점을 중심으로 하는 방사 방향의 가장 외측에 위치하는 회전 궤적과, 가장 내측에 위치하는 회전 궤적 사이의 상기 방사 방향을 따른 거리가, 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

이 경우, 소정의 방사 각도에 있어서의 바닥날의 흔들림을 5 ㎛ 이하로 제어함으로써, 1 날 이송량이 작아도 각 바닥날이 각각 동일한 기능을 할 수 있어, 우수한 가공면 정밀도를 달성할 수 있다.

(7) 상기 볼 엔드 밀에 있어서, 상기 소정의 방사 각도는, 40 °∼ 50 °인 것이 바람직하다.

소정의 방사 각도가 40 °∼ 50 °의 범위인 바닥날은, 특히 사용 빈도가 높은 경향이 있기 때문에, 이 범위에 있어서 각 바닥날의 흔들림을 억제함으로써 가공면 정밀도를 보다 높일 수 있다.

본 발명의 볼 엔드 밀에 의하면, 개쉬의 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있어, 가공면 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 볼 엔드 밀의 주요부 (날부) 를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 볼 엔드 밀의 측면도 (평면도) 이다.
도 3 은 도 1 의 볼 엔드 밀의 정면도이다.
도 4 는 도 1 의 볼 엔드 밀의 개쉬 깊이 및 방사 각도를 설명하기 위한 모식도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 볼 엔드 밀 (1) 에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 금속 재료 등으로 이루어지는 피삭재에 대해, 예를 들어 마무리 가공이나 중 (中) 마무리 가공 등의 절삭 가공 (전삭 (轉削) 가공) 을 실시하는 절삭 공구 (전삭 공구) 이다.

도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 축상으로 형성되고, 예를 들어 초경합금이나 고속도 공구강 등으로 이루어지는 엔드 밀 본체 (2) 를 갖고 있다.

엔드 밀 본체 (2) 는 개략 원기둥상으로 형성되어 있다. 엔드 밀 본체 (2) 의 축선 (O) 방향을 따른 적어도 선단부에는, 날부 (3a) 가 형성되어 있다. 엔드 밀 본체 (2) 중, 날부 (3a) 이외의 부위는 섕크부 (3b) 로 되어 있다.

볼 엔드 밀 (1) 은, 엔드 밀 본체 (2) 에 있어서 원기둥상의 섕크부 (3b) 가 머시닝 센터 등의 공작 기계의 주축에 장착되고, 그 주축에 의해 축선 (O) 둘레 중 엔드 밀 회전 방향 (T) 으로 회전한다. 볼 엔드 밀 (1) 은, 상기 회전과 함께 축선 (O) 방향으로의 절입이나 축선 (O) 에 직교하는 직경 방향으로의 이송이 부여되어, 피삭재에 절입해 나가, 피삭재를 절삭 가공한다.

볼 엔드 밀 (1) 은, 피삭재에 대해 예를 들어 곡면 가공, 포켓 가공, 심굴 (深掘) 가공, R 가공 (볼록 R, 오목 R), 모따기 가공, 구멍 가공 등의 각종 가공을 실시한다.

구체적으로, 본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 예를 들어 4 ∼ 6 축의 다축 제어의 머시닝 센터 등의 공작 기계의 주축에 착탈 가능하게 장착되어, 피삭재의 절삭에 사용된다.

볼 엔드 밀 (1) 에 의해 피삭재를 절삭 가공할 때에는, 그 볼 엔드 밀 (1) 의 날부 (3a) 및 피삭재의 절삭면 (피가공부) 을 향하여, 예를 들어 쿨런트가 공급된다. 쿨런트로는, 예를 들어, 유성 또는 수용성의 절삭액제나 압축 에어 등이 사용된다. 쿨런트는, 예를 들어 공작 기계의 주축으로부터 엔드 밀 본체 (2) 의 내부를 통과하여 날부 (3a) 및 가공면에 공급되어도 되고, 엔드 밀 본체 (2) 의 외부로부터 날부 (3a) 및 가공면에 공급되어도 된다.

본 실시형태에서는, 엔드 밀 본체 (2) 의 축선 (O) 을 따른 방향 (즉 축선 (O) 이 연장되는 방향) 을, 축선 (O) 방향이라고 한다. 또, 축선 (O) 방향 중, 섕크부 (3b) 로부터 날부 (3a) 를 향하는 방향을 선단측이라고 하고, 날부 (3a) 로부터 섕크부 (3b) 를 향하는 방향을 기단측이라고 한다.

또, 축선 (O) 에 직교하는 방향을 직경 방향이라고 한다. 직경 방향 중, 축선 (O) 에 접근하는 방향을 직경 방향의 내측이라고 하고, 축선 (O) 으로부터 이간되는 방향을 직경 방향의 외측이라고 한다.

또, 축선 (O) 둘레로 주회 (周回) 하는 방향을 둘레 방향이라고 한다. 둘레 방향 중, 절삭시에 공작 기계의 주축에 의해 엔드 밀 본체 (2) 가 회전하는 방향을 엔드 밀 회전 방향 (T) 이라고 하고, 이것과는 반대의 회전 방향을, 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측 (즉 반 (反) 엔드 밀 회전 방향) 이라고 한다.

본 실시형태에서는, 엔드 밀 본체 (2) 의 날부 (3a) 의 심 두께가, 날부 (3a) 의 외경 (날 직경) 의 60 ％ 이상이고, 바람직하게는 65 ％ 이상이다. 또, 날부 (3a) 의 축선 (O) 방향을 따른 길이 (날 길이) 가, 날 직경에 대해 1.5 배 이하이고, 바람직하게는 1.0 배 이하이다.

날부 (3a) 의 외주에는, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 복수의 절삭 부스러기 배출홈 (4) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 이들 절삭 부스러기 배출홈 (4) 이, 서로 둘레 방향으로 등간격을 두고 배치되어 있다. 또, 본 실시형태의 예에서는, 날부 (3a) 의 외주에 절삭 부스러기 배출홈 (4) 이 6 개 형성되어 있다.

절삭 부스러기 배출홈 (4) 은, 엔드 밀 본체 (2) 의 축선 (O) 방향의 선단측으로부터 기단측을 향함에 따라 둘레 방향을 향하여 연장되어 있다. 본 실시형태에서는, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 이, 엔드 밀 본체 (2) 의 선단면 (즉 날부 (3a) 에 있어서 축선 (O) 방향의 선단측을 향하는 볼록 반구면) 에 개구되고, 그 선단면으로부터 엔드 밀 본체 (2) 의 기단측을 향함에 따라 서서히 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하여 비틀려, 나선상으로 연장되어 있다.

절삭 부스러기 배출홈 (4) 은, 날부 (3a) 의 기단측의 단부에 있어서, 엔드 밀 본체 (2) 의 외주에 끊겨 있다. 바꾸어 말하면, 엔드 밀 본체 (2) 에 있어서, 축선 (O) 방향을 따른 절삭 부스러기 배출홈 (4) 이 형성된 영역이, 날부 (3a) 로 되어 있다.

각 절삭 부스러기 배출홈 (4) 은, 엔드 밀 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면을 갖고 있다. 이 벽면 중, 절삭날에 인접하는 부분이 레이크면이다.

구체적으로는, 절삭날의 레이크면 중, 그 절삭날의 후술하는 외주날 (5) 및 바닥날 (9) 에 인접하는 부분이 각각, 외주날 (5) 의 레이크면 (11) 및 바닥날 (9) 의 레이크면 (12) 으로 되어 있다. 바닥날 (9) 의 레이크면 (12) 은, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 중 개쉬 (7) 에 형성되어 있다.

절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 축선 (O) 방향의 선단부에는, 홈상의 개쉬 (7) 가 형성되어 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 엔드 밀 본체 (2) 를 축선 (O) 방향의 선단으로부터 기단측을 향하여 본 엔드 밀 본체 (2) 를 정면에서 보아, 개쉬 (7) 는 직경 방향을 따르도록 연장되어 있다. 개쉬 (7) 는, 직경 방향 내측의 단부가 축선 (O) 근방에 배치되어 있고, 이 직경 방향 내측의 단부로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라 서서히 축선 (O) 방향의 기단측을 향하여 연장되어 있다.

개쉬 (7) 의 수는, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 수에 대응하고 있고, 본 실시형태의 예에서는 6 개의 개쉬 (7) 가 형성되어 있다. 이들 개쉬 (7) 에는, 후술하는 바닥날 (9) 의 종류 (즉 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C)) 에 따라, 복수 종류의 개쉬 (7A ∼ 7C) 가 포함된다. 이들 개쉬 (7A ∼ 7C) 에 대해서는, 별도로 후술한다.

도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 날부 (3a) 에는, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 복수의 절삭날이 형성되어 있다. 이들 절삭날은 각각, 외주날 (5) 및 바닥날 (9) 을 갖고 있다. 절삭날은, 외주날 (5) 과 바닥날 (9) 이 서로 접속됨으로써, 전체적으로 대략 J 자상으로 형성되어 있다.

절삭날의 수는, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 수에 대응하고 있고, 본 실시형태의 예에서는 6 개 (6 세트) 의 절삭날이 형성되어 있다. 요컨대, 본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 6 장 날의 볼 엔드 밀이다.

절삭날 중, 바닥날 (즉 선단날, 볼 날) (9) 은, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 선단부에 위치하는 개쉬 (7) 의 엔드 밀 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면과, 엔드 밀 본체 (2) 의 선단면의 교차 능선에 형성되어 있다.

바닥날 (9) 은, 개쉬 (7) 의 상기 벽면의 선단 외주 가장자리를 따라 연장되어 있고, 엔드 밀 본체 (2) 의 선단 외주측을 향하여 볼록해지는 원호상으로 형성되어 있다. 바닥날 (9) 은, 그 선단 (직경 방향 내단) 으로부터 직경 방향 외측을 향함에 따라, 엔드 밀 본체 (2) 의 기단측을 향하여, 또한 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하여 연장되어 있다.

바닥날 (9) 은, 개쉬 (7) 의 엔드 밀 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 중, 선단 외주측의 단부에 위치하는 레이크면 (12) 과, 날부 (3a) 의 선단면 중, 그 개쉬 (7) 의 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측에 인접하는 선단 플랭크면 (8) 의 교차 능선에 형성되어 있다.

날부 (3a) 의 선단면에는, 둘레 방향으로 서로 이웃하는 개쉬 (7) (절삭 부스러기 배출홈 (4)) 끼리의 사이에, 선단 플랭크면 (8) 이 각각 형성되어 있다. 선단 플랭크면 (8) 은, 바닥날 (9) 로부터 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향함에 따라 기단 내주측을 향하여 경사져 있다. 이로써 바닥날 (9) 에는 플랭크각이 부여되어 있다. 본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 플랭크각이 5 °∼ 15 °이다.

복수 (본 실시형태의 예에서는 6 개) 의 바닥날 (9) 은, 엔드 밀 본체 (2) 의 축선 (O) 방향의 선단부에, 축선 (O) 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 각각이 볼록 원호상으로 형성되어 있다. 또한 복수의 바닥날 (9) 은, 축선 (O) 둘레의 회전 궤적이 축선 (O) 상에 중심을 갖는 반구상을 형성하도록 (그리도록) 형성되어 있다.

복수의 바닥날 (9) 에는, 서로 날 길이가 상이한 복수 종류의 바닥날이 포함되어 있고, 구체적으로는 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 3 종류의 바닥날이 포함된다.

이들 바닥날 (9A ∼ 9C) 중, 제 1 바닥날 (9A) 은, 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가, 복수의 바닥날 (9) 중에서 가장 길게 되어 있다.

도 3 에 나타내는 엔드 밀 본체 (2) 를 정면에서 보아, 제 1 바닥날 (9A) 은, 외주날 (5) 과의 접속 부분 (즉 제 1 바닥날 (9A) 에 있어서의 직경 방향 외측의 단 가장자리) 으로부터 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단 (21) 이, 축선 (O) 을 넘은 위치에 배치되어 있다.

요컨대 제 1 바닥날 (9A) 은, 직경 방향 내측을 향하여 연장되는 날 길이 방향의 선단 (21) 이, 축선 (O) 에 도달되어 있음과 함께, 축선 (O) 을 넘은, 그 앞까지 연장되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서 제 1 바닥날 (9A) 은, 축선 (O) 의 바로 위는 지나고 있지 않다.

제 2 바닥날 (9B) 은, 제 1 바닥날 (9A) 에 대해, 엔드 밀 회전 방향 (T) 으로 서로 이웃하고, 제 1 바닥날 (9A) 보다 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 되어 있다.

도 3 에 나타내는 엔드 밀 본체 (2) 를 정면에서 보아, 제 2 바닥날 (9B) 은, 외주날 (5) 과의 접속 부분 (즉 제 2 바닥날 (9B) 에 있어서의 직경 방향 외측의 단 가장자리) 으로부터 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단 (22) 이, 축선 (O) 을 넘지 않는 위치에 배치되어 있다.

요컨대 제 2 바닥날 (9B) 은, 직경 방향 내측을 향하여 연장되는 날 길이 방향의 선단 (22) 이, 축선 (O) 에 도달되어 있지 않다.

제 3 바닥날 (9C) 은, 제 2 바닥날 (9B) 에 대해, 엔드 밀 회전 방향 (T) 으로 서로 이웃하고, 제 2 바닥날 (9B) 보다 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 되어 있다.

도 3 에 나타내는 엔드 밀 본체 (2) 를 정면에서 보아, 제 3 바닥날 (9C) 은, 외주날 (5) 과의 접속 부분 (즉 제 3 바닥날 (9C) 에 있어서의 직경 방향 외측의 단 가장자리) 으로부터 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단 (23) 이, 축선 (O) 을 넘지 않는 위치에 배치되어 있다.

요컨대 제 3 바닥날 (9C) 은, 직경 방향 내측을 향하여 연장되는 날 길이 방향의 선단 (23) 이, 축선 (O) 에 도달되어 있지 않다. 또, 제 3 바닥날 (9C) 의 선단 (23) 은, 제 2 바닥날 (9B) 의 선단 (22) 보다 직경 방향의 외측에 배치되어 있다 (즉 축선 (O) 으로부터의 거리가 멀다).

제 2 바닥날 (9B) 의 선단 (22) 은, 축선 (O) 으로부터의 직선 거리가 공구 직경 (d) 의 0.05d ∼ 0.15d 의 범위에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 공구 직경 (d) 이란, 날부 (3a) 의 외경 (날 직경) 을 가리킨다. 상기 직선 거리가 0.05d 미만이면, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 를 형성하는 것이 곤란해진다. 또, 상기 직선 거리가 0.15d 보다 커지면 절삭 성능이 저하된다.

제 3 바닥날 (9C) 의 선단 (23) 은, 축선 (O) 으로부터의 직선 거리가 공구 직경 (d) 의 0.15d ∼ 0.3d 의 범위에 형성하는 것이 바람직하다. 상기 직선 거리가 0.15d 미만이면, 제 2 바닥날 (9B) 과의 날 길이의 차가 지나치게 작아져서 채터링 진동이 발생하기 쉬워진다. 또, 상기 직선 거리가 0.3d 보다 커지면 절삭 성능이 저하된다.

본 실시형태에서는, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 세트가, 축선 (O) 을 중심으로 하여 180 °회전 대칭으로 2 세트 형성되어 있다.

도 4 는, 축선 (O) 을 포함하는 볼 엔드 밀 (1) 의 종단면도이며, 날부 (3a) 를 간략화하여 나타내고 있다. 도 4 에 있어서, 바닥날 (9) 은, 축선 (O) 상에 중심점 (C) 을 갖는 가상 반구면 (RL) 을 따라 연장되어 있다.

여기서, 바닥날 (9) 상의 소정의 점 (A) 및 축선 (O) 을 포함하는 가상 평면을, 기준면 (Pr) 이라고 정의한다. 기준면 (Pr) 은, 엔드 밀 회전 방향 (T) (요컨대 주운동 방향) 에 수직인 면이다. 또, 기준면 (Pr) 내에 있어서, 중심점 (C) 과 소정의 점 (A) 을 지나는 가상 직선 (VL) 이, 축선 (O) 에 대해 경사지는 각도를 방사 각도 (θ) 라고 정의한다. 그 때문에, 방사 각도 (θ) 는, 소정의 점 (A) 이 축선 (O) 상에 배치되는 경우에는 0 °가 되고, 소정의 점 (A) 이 중심점 (C) 과 축선 (O) 방향의 동일 위치에 배치되는 경우에는 90 °가 된다.

본 실시형태에서는, 소정의 방사 각도 (θ) 에 있어서, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 축선 (O) 둘레의 각 회전 궤적 중, 중심점 (C) 을 중심으로 하는 방사 방향 (도 4 에 있어서 가상 직선 (VL) 이 연장되는 방향) 의 가장 외측에 위치하는 회전 궤적 (도시 생략) 과, 가장 내측에 위치하는 회전 궤적 (도시 생략) 사이의 방사 방향을 따른 거리가 5 ㎛ 이하이다. 바람직하게는, 상기 거리가 3 ㎛ 이하이다. 요컨대, 소정의 방사 각도 (θ) 에 있어서의 바닥날 (9) 의 R 정밀도의 최대값과 최소값의 차가 5 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 3 ㎛ 이하이다.

또한, 상기 소정의 방사 각도 (θ) 는, 바람직하게는 40 °∼ 50 °이다.

또한, 도 4 에 나타내는 가상 반구면 (RL) 은, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 을 포함한 바닥날 (9) 전체가 축선 (O) 둘레로 회전함으로써 형성되는 (그려지는) 반구상의 회전 궤적을 나타내고 있다. 그 때문에, 가상 반구면 (RL) 에는, 제 1 바닥날 (9A) 의 축선 (O) 둘레의 회전 궤적, 제 2 바닥날 (9B) 의 축선 (O) 둘레의 회전 궤적, 및 제 3 바닥날 (9C) 의 축선 (O) 둘레의 회전 궤적이 포함되어 있으며, 이들 각 회전 궤적을 평균화한 회전 궤적을 가상 반구면 (RL) 으로서 나타내고 있다.

실제로는, 제 1 바닥날 (9A) 의 축선 (O) 둘레의 회전 궤적과, 제 2 바닥날 (9B) 의 축선 (O) 둘레의 회전 궤적과, 제 3 바닥날 (9C) 의 축선 (O) 둘레의 회전 궤적은, 상기 서술한 바와 같이 중심점 (C) 을 중심으로 하는 방사 방향으로 약간 어긋나 있다. 상기 서술한 설명은, 이 어긋남에 관한 설명이다.

또 특별히 도시하고 있지 않지만, 기준면 (Pr) 에 수직이고 가상 직선 (VL) 을 포함하는 가상 평면 내에 있어서, 기준면 (Pr) 에 대해 바닥날 (9) 의 레이크면 (12) 이 경사지는 각도인 진 (眞) 레이크각을, 방사 방향 레이크각이라고 정의한다.

본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각은 0 °∼ 5 °이다. 또, 바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각은, 바닥날 (9) 의 선단 (방사 각도 (θ) ＝ 0 °부근) 으로부터 외주날 (5) 에 접속되는 직경 방향의 외측 가장자리 (방사 각도 (θ) ＝ 90 °부근) 를 향함에 따라 커진다.

도 3 에 있어서, 엔드 밀 본체 (2) 의 선단부에는, 복수의 바닥날 (9) 에 대해, 엔드 밀 회전 방향 (T) 에 각각 개쉬 (7) 가 인접 배치되어 있다. 복수의 개쉬 (7) 에는, 서로 길이 (홈 길이) 가 상이한 복수 종류의 개쉬가 포함되어 있다. 구체적으로는, 복수의 개쉬 (7) 에는, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A), 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 의 3 종류의 개쉬가 포함된다.

본 실시형태에서는, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A), 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 의 세트가, 축선 (O) 을 중심으로 하여 180 °회전 대칭으로 2 세트 형성되어 있다.

도 3 에 나타내는 엔드 밀 본체 (2) 를 정면에서 보아, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 에 대해 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 의 길이가 짧고, 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 에 대해 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 의 길이가 짧다.

또, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A), 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 는, 서로 모두 연통되어 있다.

본 실시형태의 예에서는, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 의 선단과, 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 의 선단이 서로 접속되어 있다. 또, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 중, 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 와 접속되는 선단으로부터 엔드 밀 본체 (2) 의 기단측을 향하여 이간된 부분에 대해, 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 의 선단이 접속되어 있다.

요컨대, 개쉬 (7A) 에 대해 개쉬 (7B, 7C) 가 연통되어 있고, 개쉬 (7A) 를 통해 개쉬 (7B, 7C) 끼리도 연통되어 있다.

여기서, 도 4 는, 개쉬 (7A ∼ 7C) 끼리를 비교하기 쉽게 하기 위해, 이들 개쉬 (7A ∼ 7C) 를 동일한 가상 평면 (축선 (O) 을 포함하는 엔드 밀 본체 (2) 의 종단면) 상에 나타낸 모식도이다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 에 대해, 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 의 깊이는 깊고, 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 에 대해, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 의 깊이는 깊다.

또한, 「개쉬 (7) 의 깊이」란, 축선 (O) 둘레로 바닥날 (9) 이 회전하여 얻어지는 반구상의 회전 궤적 (가상 반구면 (RL)) 과, 개쉬 (7) 의 바닥면 중 상기 회전 궤적 (가상 반구면 (RL)) 으로부터의 거리가 가장 먼 부분 (개쉬 (7) 의 최심부) 사이의 상기 거리를 가리킨다.

요컨대, 가상 반구면 (RL) 에 대해, 개쉬 (7) 바닥면 중 중심점 (C) 을 중심으로 하는 방사 방향의 가장 내측에 위치하는 부분과, 가상 반구면 (RL) 사이의 방사 방향을 따른 거리가 「개쉬의 깊이」이다.

구체적으로는, 도 4 에 있어서 부호 RL 로 나타내는 것이, 바닥날 (9) 이 축선 (O) 둘레로 회전하여 얻어지는 회전 궤적 (가상 반구면) 이고, 부호 D 로 나타내는 거리가, 바닥날 (9) 의 회전 궤적 (가상 반구면 (RL)) 으로부터 개쉬 (7) 의 최심부까지의 개쉬 깊이 (도시된 예에서는 개쉬 (7A) 의 깊이) 이다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 절삭날 중, 외주날 (5) 은, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 개쉬 (7) 이외의 부분 (개쉬 (7) 보다 엔드 밀 본체 (2) 의 기단측에 위치하는 부분) 에 있어서 엔드 밀 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면과, 엔드 밀 본체 (2) 의 외주면의 교차 능선에 형성되어 있다.

외주날 (5) 은, 바닥날 (9) 의 직경 방향 외측의 단 가장자리 (이 단 가장자리는, 바닥날 (9) 의 기단측의 단 가장자리이기도 하다) 에 접속되어 있음과 함께, 상기 단 가장자리로부터 축선 (O) 방향의 기단측 (즉 엔드 밀 본체 (2) 의 기단측) 을 향하여 연장되어 있다. 구체적으로, 외주날 (5) 은, 바닥날 (9) 에 접속되는 그 외주날 (5) 의 선단으로부터 기단측을 향함에 따라 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하여 연장되어 있다.

본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 비틀림각이 15 °∼ 30 °이다.

외주날 (5) 은, 절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 개쉬 (7) 이외의 부분에 있어서 엔드 밀 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 중, 직경 방향 외측의 단부에 위치하는 레이크면 (11) 과, 날부 (3a) 의 외주면 중, 그 절삭 부스러기 배출홈 (4) 의 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측에 인접하는 외주 플랭크면 (6) 의 교차 능선에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 레이크각이 －10 °∼ 0 °이다.

날부 (3a) 의 외주면에는, 둘레 방향으로 서로 이웃하는 절삭 부스러기 배출홈 (4) 끼리의 사이에, 외주 플랭크면 (6) 이 각각 형성되어 있다.

외주 플랭크면 (6) 은, 외주날 (5) 로부터 엔드 밀 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향함에 따라 직경 방향의 내측을 향하여 경사져 있다. 이로써 외주날 (5) 에는 플랭크각이 부여되어 있다. 본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 플랭크각이 5 °∼ 15 °이다.

복수 (본 실시형태의 예에서는 6 개) 의 외주날 (5) 은, 엔드 밀 본체 (2) 의 외주에, 축선 (O) 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 서로 대략 평행하게 연장되어 있다. 각 외주날 (5) 은, 둘레 방향 위치가 대응하는 각 바닥날 (9) 의 직경 방향의 외측의 단 가장자리에, 각각 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 외주날 (5) 이, 축선 (O) 둘레로 서로 등피치로 배치되어 있다. 복수의 외주날 (5) 이 축선 (O) 둘레로 회전하여 얻어지는 회전 궤적은, 축선 (O) 을 중심으로 하는 원기둥상이 된다.

(볼 엔드 밀의 작용 효과)

이상 설명한 본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 축선 (O) 둘레의 회전 궤적이 반구상을 형성하는 복수의 바닥날 (9) 로서, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 을 구비하고 있다.

제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 은, 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 이 순서로 짧게 되어 있다. 요컨대, 제 1 ∼ 제 3 바닥날 (9A ∼ 9C) 중, 제 1 바닥날 (9A) 의 날 길이가 가장 길고, 제 3 바닥날 (9C) 의 날 길이가 가장 짧다. 제 1 바닥날 (9A) 의 날 길이를 가장 길게, 제 3 바닥날 (9C) 의 날 길이를 가장 짧게 함으로써, 엔드 밀 선단면의 중심부 부근 (축선 (O) 부근) 에도 개쉬 (7) 를 형성할 수 있어, 절삭 부스러기 배출성을 높일 수 있다. 또, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 절삭량이 상이하기 때문에, 절삭 중의 채터링 진동이 억제되는 경향이 있다.

또, 이들 바닥날 (9A ∼ 9C) 에는, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 엔드 밀 회전 방향 (T) 에 인접하여 개쉬 (7A ∼ 7C) 가 각각 배치된다.

개쉬 (7A ∼ 7C) 의 직경 방향 내측을 향한 개쉬 길이는, 그 개쉬 (7A ∼ 7C) 가 인접하는 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 날 길이에 대응하고 있다. 이 때문에, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A), 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 는, 개쉬 길이가 이 순서로 짧아진다. 요컨대, 제 1 ∼ 제 3 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 각 개쉬 (7A ∼ 7C) 중, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 의 길이가 가장 길고, 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 의 길이가 가장 짧다.

또한 바닥날 (9) 의 날 길이가 길어질수록, 1 회의 절입 (단위 절입) 당 절삭량이 증가하기 때문에, 절삭 부스러기의 배출성을 확보하는 것이 어려워진다. 요컨대, 개쉬 (7) 길이가 길어질수록, 절삭 부스러기의 배출성을 확보하는 것이 어렵다.

그래서 본 실시형태에서는, 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 에 대해, 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 의 깊이가 깊고, 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 에 대해, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 의 깊이가 깊다는 특별한 구성을 채용하고 있다.

요컨대, 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C), 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 및 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A) 가, 이 순서로 깊게 되어 있다. 따라서, 제 1 ∼ 제 3 바닥날 (9A ∼ 9C) 중, 날 길이가 긴 것일수록 개쉬 (7) 의 용적 (단면적) 이 커진다. 바꾸어 말하면, 절삭량이 많은 바닥날 (9) 이 될수록 개쉬 용적을 크게 확보할 수 있다. 따라서, 절삭 부스러기 배출성이 안정적으로 높아진다.

이상으로부터 본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 에 의하면, 개쉬 (7) 의 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있어, 절삭 부스러기 막힘을 방지하여 가공면 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또 본 실시형태에서는, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 세트가, 축선 (O) 을 중심으로 하여 180 °회전 대칭으로 2 세트 형성되어 있기 때문에, 하기의 작용 효과를 발휘한다.

즉 이 경우, 바닥날 (9) 이 6 장 날로 된 볼 엔드 밀 (1) 이 되어, 절삭의 가공 능률을 높일 수 있다. 그리고 이와 같은 다날의 볼 엔드 밀 (1) 이어도, 본 실시형태에 의하면 절삭 부스러기 배출성이 안정적으로 확보된다.

또 본 실시형태에서는, 제 1 바닥날 (9A) 의 개쉬 (7A), 제 2 바닥날 (9B) 의 개쉬 (7B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 개쉬 (7C) 가, 서로 모두 연통되어 있기 때문에, 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있다는 상기 서술한 효과가, 보다 현저한 것이 된다.

또 본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 엔드 밀 본체 (2) 를 정면에서 보아, 제 1 바닥날 (9A) 이, 외주날 (5) 과의 접속 부분 (즉 제 1 바닥날 (9A) 의 직경 방향 외측의 단 가장자리) 으로부터 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단 (21) 이, 축선 (O) 을 넘은 위치에 배치되어 있다. 이로써, 엔드 밀 본체 (2) 의 축선 (O) 방향의 최선단 위치 (요컨대 축선 (O) 상) 에 있어서도, 제 1 바닥날 (9A) 에 의해 피삭재에 절삭 가공을 실시할 수 있다. 따라서, 가공면 정밀도를 높이면서, 다양한 절삭 가공의 종류나 형태에 대응하기 쉽다.

또 본 실시형태에서는, 엔드 밀 본체 (2) 의 외주에, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 형성된 복수의 외주날 (5) 이, 축선 (O) 둘레로 서로 등피치로 배치되어 있다. 따라서, 볼 엔드 밀 (1) 의 제조시에 있어서, 이들 외주날 (5) 을 성형하기 쉬워, 제조 용이성이 높아진다.

또 본 실시형태에서는, 소정의 방사 각도 (θ) 에 있어서, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 축선 (O) 둘레의 각 회전 궤적 중, 중심점 (C) 을 중심으로 하는 방사 방향의 가장 외측에 위치하는 회전 궤적과, 가장 내측에 위치하는 회전 궤적 사이의 방사 방향을 따른 거리 (요컨대 R 정밀도의 최대값과 최소값의 차) 가 5 ㎛ 이하이고, 바람직하게는 3 ㎛ 이하이다.

바닥날 (9A ∼ 9C) 의 흔들림 정밀도가 충분하지 않으면, 1 날 이송량이 작은 경우에는, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 이 충분히 기능하지 않고 가공면 정밀도가 저하되는 경향이 있다.

그 때문에, 보다 우수한 가공면 정밀도를 달성하기 위해서는, 소정의 방사 각도 (θ) 에 있어서의 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 R 정밀도의 최대값과 최소값의 차 (즉 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 흔들림) 를 5 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 흔들림을 5 ㎛ 이하로 제어함으로써, 1 날 이송량이 작아도 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 이 각각 동일한 기능을 할 수 있어, 우수한 가공면 정밀도를 달성할 수 있다.

상기 효과를 보다 각별한 것으로 하려면, 소정의 방사 각도 (θ) 에 있어서의 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 R 정밀도의 최대값과 최소값의 차 (즉 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 흔들림) 를 3 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 흔들림을 3 ㎛ 이하로 함으로써, 1 날 이송량을 낮췄다고 해도, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 이 기능하게 되기 때문에, 이송 속도가 지나치게 빨라지는 것을 방지할 수 있다.

1 날 이송량과 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 이 기능하기 위한 흔들림의 관계는, 이론 커스프 하이트의 계산으로부터 간이하게 구할 수 있다.

예를 들어, 볼 반경이 4 ㎜ 인 볼 엔드 밀에 있어서, 1 날 이송량이 0.25 ㎜/t (tooth) 일 때에는, 바닥날의 흔들림이 8.0 ㎛ 이하가 아니면 각 바닥날이 기능하지 않게 된다.

그래서 본 실시형태와 같이, 바닥날 (9) 의 흔들림을 5.0 ㎛ 이하로 하는 경우에는, 1 날 이송량을 0.2 ㎜/t 로 해도, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 을 기능시킬 수 있어, 1 날 이송량을 낮출 수 있다. 1 날 이송량을 낮춤으로써 절삭 저항이 저감되기 때문에, 보다 고정밀도의 가공이 가능해진다.

또한, 바닥날 (9) 의 흔들림이 4.0 ㎛ 이하인 경우에는, 1 날 이송량이 0.17 ㎜/t 이상에서, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 을 기능시킬 수 있어 바람직하다. 나아가서는, 바닥날 (9) 의 흔들림이 3.0 ㎛ 이하인 경우에는, 1 날 이송량이 0.15 ㎜/t 이상에서, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 을 기능시킬 수 있어 바람직하다.

통상, 6 장 날과 같은 다날의 볼 엔드 밀에 있어서는, 제조시에 지석의 간섭이 발생하기 쉬운 점에서 각 바닥날의 흔들림을 보다 억제하는 것은 곤란하다.

본 실시형태와 같이, 6 장 날 볼 엔드 밀의 바닥날 (9) 의 흔들림이 5 ㎛ 이하, 나아가서는 4 ㎛ 이하, 3 ㎛ 이하가 되도록 양산 베이스로 달성하려면, 제조시의 지석의 간섭을 억제하기 위해, 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 길이를, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B), 제 3 바닥날 (9C) 의 순서로 짧게 하고, 또한 이것들을, 축선 (O) 을 중심으로 대칭으로 형성한 날형이 유효하다.

또한, 날부 (3a) 의 선단 부근에서는 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 이 형성되어 있지 않기 때문에, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 R 정밀도를 정확하게 측정하는 것은 곤란해진다.

이 때문에, 본 실시형태에서 설명한 바와 같이, 소정의 방사 각도 (θ) 를 40 °∼ 50 °로 설정하는 것이 바람직하다. 요컨대, 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 R 정밀도의 측정을, 날부 (3a) 의 선단으로부터 축선 (O) 에 대해 40 °∼ 50 °의 지점에서 측정하면 된다. 이 범위의 바닥날 (9A ∼ 9C) 은, 특히 사용 빈도가 높은 경향이 있기 때문에, 각 바닥날 (9A ∼ 9C) 의 흔들림을 억제함으로써 가공면 정밀도를 보다 높일 수 있다.

또 본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각이 0 °∼ 5 °이다.

바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각이 0 °미만이면, 예리함이 나빠져 절삭 저항이 증대되어 휨이 발생하기 때문에, 고정밀도 가공에 영향을 미친다. 또, 바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각이 5 °보다 커지면, 바닥날 (9) 의 날끝각이 작아져 날끝 강도가 저하된다.

본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각을 0 °∼ 5 °로 하고 있기 때문에, 상기 서술한 문제가 잘 발생하지 않는다.

또 본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 방사 방향 레이크각이, 바닥날 (9) 의 선단 (방사 각도 (θ) ＝ 0 °부근) 으로부터 직경 방향의 외측 가장자리 (방사 각도 (θ) ＝ 90 °부근) 를 향함에 따라 커진다. 이와 같은 바닥날 (9) 로 함으로써, 그 바닥날 (9) 의 선단부에서의 강성을 높일 수 있고, 또한, 칩 포켓 (절삭 부스러기 배출홈 (4)) 이 커지는 외주날 (5) 과의 접속 부분 부근에 있어서는, 예리함을 높여 절삭 효율을 향상시킬 수 있다.

또 본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 플랭크각이 5 °∼ 15 °이다.

바닥날 (9) 의 플랭크각이 5 °미만이면, 피삭재의 가공면이 선단 플랭크면 (8) 에 스치기 쉬워지고, 또 이것들 사이에 절삭 부스러기가 끼이거나 하여, 치핑이나 결락이 발생하기 쉬워진다. 또, 바닥날 (9) 의 플랭크각이 15 °보다 커지면, 바닥날 (9) 의 날끝각이 작아져 날끝 강도가 저하된다.

본 실시형태에서는, 바닥날 (9) 의 플랭크각을 5 °∼ 15 °로 하고 있기 때문에, 상기 서술한 문제가 잘 발생하지 않는다.

또 본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 레이크각이 －10 °∼ 0 °이다.

외주날 (5) 의 레이크각이 －10 °미만이면, 바닥날 (9) 의 레이크면 (12) 과 외주날 (5) 의 레이크면 (11) 의 접속 부분에 단차가 생기기 쉬워지고, 절삭 부스러기의 흐름이 나빠져, 절삭 부스러기 막힘 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 또, 외주날 (5) 의 레이크각이 0 °보다 커지면, 외주의 날 홈 (엔드 밀 제조시에 절삭 부스러기 배출홈 (4) 을 성형할 때에 형성되는 홈줄) 이 바닥날 (9) 의 레이크면 (12) 에 간섭하여, 바닥날 (9) 의 강성에 영향을 미쳐 치핑이 발생하기 쉬워진다.

본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 레이크각을 －10 °∼ 0 °로 하고 있기 때문에, 상기 서술한 문제가 잘 발생하지 않는다.

또 본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 플랭크각이 5 °∼ 15 °이다.

외주날 (5) 의 플랭크각이 5 °미만이면, 기립벽 가공시에 있어서, 피삭재의 가공면이 외주 플랭크면 (6) 에 스치기 쉬워지고, 또 이것들 사이에 절삭 부스러기가 끼이거나 하여, 치핑이나 결락이 발생하기 쉬워진다. 또, 외주날 (5) 의 플랭크각이 15 °보다 커지면, 외주날 (5) 의 날끝각이 작아져 날끝 강도가 저하되어, 치핑이나 결락이 발생하기 쉬워지고, 또 제조시에 있어서는, 인접하는 외주날 (5) 의 날끝에 지석이 간섭하기 쉬워지기 때문에, 엔드 밀의 제조가 곤란해진다.

본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 플랭크각을 5 °∼ 15 °로 하고 있기 때문에, 상기 서술한 문제가 잘 발생하지 않는다.

또 본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 비틀림각이 15 °∼ 30 °이다.

외주날 (5) 의 비틀림각이 15 °미만이나 30 °를 초과하는 경우에는, 바닥날 (9) 과 외주날 (5) 의 접속부에 단차가 생기기 쉬워져, 피삭재의 가공면에 줄무늬 (절삭흔) 가 발생하기 쉬워진다.

본 실시형태에서는, 외주날 (5) 의 비틀림각을 15 °∼ 30 °로 하고 있기 때문에, 상기 서술한 문제가 잘 발생하지 않는다.

또 본 실시형태에서는, 엔드 밀 본체 (2) 의 날부 (3a) 의 심 두께가, 날부 (3a) 의 외경 (날 직경) 의 60 ％ 이상이고, 바람직하게는 65 ％ 이상이다. 또, 날부 (3a) 의 축선 (O) 방향을 따른 길이 (날 길이) 가, 날 직경에 대해 1.5 배 이하이고, 바람직하게는 1.0 배 이하이다.

볼 엔드 밀 (1) 에 의한 가공면 정밀도를 보다 향상시키려면, 공구의 강성을 보다 높이는 것이 바람직하다. 공구의 강성을 높이기 위해서는, 심 두께를 60 ％ 이상으로 하는 것이 효과적이고, 심 두께를 65 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 날부 (3a) 의 날 길이에 대해서는, 날 직경에 대해 1.5 배 이하로 하는 것이 효과적이고, 1.0 배 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 고속 이송에서 사용해도, 예를 들어 찢김이 없는 우수한 가공면을 달성할 수 있다. 또한, 이 볼 엔드 밀 (1) 은, 5 축 가공에서 사용하는 것이 바람직하다. 또, 본 실시형태의 볼 엔드 밀 (1) 은, 이송 속도를 10000 ㎜/min 이상으로 사용하는 것이 바람직하고, 이송 속도를 15000 ㎜/min 이상으로 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 전술한 실시형태에서는, 복수의 외주날 (5) 이, 엔드 밀 본체 (2) 의 외주에 있어서 축선 (O) 둘레로 서로 등피치로 (등간격을 두고) 배치되어 있는 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수의 외주날 (5) 은, 엔드 밀 본체 (2) 의 외주에 있어서 축선 (O) 둘레로 서로 부등피치로 (부등 간격을 두고) 배치되어 있어도 된다. 복수의 외주날 (5) 이 부등피치로 배치된 경우에는, 그 외주날 (5) 을 사용한 절삭시에 있어서의 공진 (채터링 진동 등) 이 억제된다.

또, 전술한 실시형태에서는, 엔드 밀 본체 (2) 의 날부 (3a) 에 6 개 (6 세트) 의 절삭날이 형성된 6 장 날의 볼 엔드 밀 (1) 에 대해 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 엔드 밀 본체 (2) 의 날부 (3a) 에 3 개 (3 세트) 의 절삭날이 형성된 3 장 날의 볼 엔드 밀 (1) 이어도 되고, 이 경우, 3 개의 바닥날 (9) 로서, 제 1 바닥날 (9A), 제 2 바닥날 (9B) 및 제 3 바닥날 (9C) 의 세트가 1 세트 형성된다.

그 외에, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서, 전술한 실시형태, 변형예 및 단서 등으로 설명한 각 구성 (구성 요소) 을 조합해도 되고, 또, 구성의 부가, 생략, 치환, 그 밖의 변경이 가능하다. 또 본 발명은, 전술한 실시형태에 의해 한정되지는 않으며, 특허 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

산업상 이용가능성

본 발명의 볼 엔드 밀은, 개쉬의 절삭 부스러기 배출성을 안정적으로 높일 수 있어, 가공면 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 산업상 이용가능성을 갖는다.

1 : 볼 엔드 밀
2 : 엔드 밀 본체
5 : 외주날
7 : 개쉬
7A : 제 1 바닥날의 개쉬
7B : 제 2 바닥날의 개쉬
7C : 제 3 바닥날의 개쉬
9 : 바닥날 (선단날. 볼 날)
9A : 제 1 바닥날
9B : 제 2 바닥날
9C : 제 3 바닥날
21 : 제 1 바닥날의 날 길이 방향의 선단
A : 바닥날 상의 소정의 점
C : 중심점
D : 개쉬의 깊이
O : 축선
Pr : 기준면
RL : 가상 반구면 (바닥날의 회전 궤적)
T : 엔드 밀 회전 방향
VL : 가상 직선
θ : 방사 각도

Claims

축상으로 형성된 엔드 밀 본체와,
상기 엔드 밀 본체의 선단부에, 축선 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 상기 축선 둘레의 회전 궤적이 상기 축선 상에 중심을 갖는 반구상을 형성하는 복수의 볼록 원호상의 바닥날과,
복수의 상기 바닥날에 대해, 상기 축선 둘레 중 엔드 밀 회전 방향으로 각각 인접 배치되는 복수의 개쉬를 구비한 볼 엔드 밀로서,
복수의 상기 바닥날에는,
상기 축선에 직교하는 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가, 복수의 상기 바닥날 중에서 가장 길게 된 제 1 바닥날과,
상기 제 1 바닥날에 대해, 상기 엔드 밀 회전 방향으로 서로 이웃하고, 상기 제 1 바닥날보다 상기 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 된 제 2 바닥날과,
상기 제 2 바닥날에 대해, 상기 엔드 밀 회전 방향으로 서로 이웃하고, 상기 제 2 바닥날보다 상기 직경 방향의 내측을 향한 날 길이가 짧게 된 제 3 바닥날이 포함되고,
상기 제 3 바닥날의 개쉬에 대해, 상기 제 2 바닥날의 개쉬의 깊이가 깊고,
상기 제 2 바닥날의 개쉬에 대해, 상기 제 1 바닥날의 개쉬의 깊이가 깊고,
상기 엔드 밀 본체의 외주에는, 상기 축선 둘레로 서로 간격을 두고 배치되고, 각각이 상기 바닥날의 상기 직경 방향의 외측의 단 가장자리에 접속됨과 함께, 상기 단 가장자리로부터 상기 엔드 밀 본체의 기단측을 향하여 연장되는 복수의 외주날이 구비되고,
상기 엔드 밀 본체를 정면에서 보아, 상기 제 1 바닥날은, 상기 외주날과의 접속 부분으로부터 상기 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단이, 상기 축선을 넘은 위치에 배치되고,
상기 엔드 밀 본체를 정면에서 보아, 상기 제 2 바닥날은, 상기 외주날과의 접속 부분으로부터 상기 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단이, 상기 축선을 넘지 않는 위치에 배치되고,
상기 엔드 밀 본체를 정면에서 보아, 상기 제 3 바닥날은, 상기 외주날과의 접속 부분으로부터 상기 직경 방향의 내측을 향하여 연장됨과 함께, 그 날 길이 방향의 선단이, 상기 축선을 넘지 않는 위치에 배치되고, 또한 상기 제 2 바닥날의 선단보다 직경 방향의 외측에 배치되어 있는, 볼 엔드 밀.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 바닥날, 상기 제 2 바닥날 및 상기 제 3 바닥날의 세트가, 상기 축선을 중심으로 하여 180 °회전 대칭으로 2 세트 형성되어 있는, 볼 엔드 밀.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 바닥날의 개쉬, 상기 제 2 바닥날의 개쉬 및 상기 제 3 바닥날의 개쉬가, 서로 모두 연통되어 있는, 볼 엔드 밀.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 외주날은, 상기 축선 둘레로 서로 등피치로 배치되어 있는, 볼 엔드 밀.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥날은, 상기 축선 상에 중심점을 갖는 가상 반구면을 따라 연장되어 있고,
상기 바닥날 상의 소정의 점 및 상기 축선을 포함하는 기준면 내에 있어서, 상기 중심점과 상기 소정의 점을 지나는 가상 직선이, 상기 축선에 대해 경사지는 각도를 방사 각도라고 정의했을 때에,
소정의 상기 방사 각도에 있어서, 상기 제 1 바닥날, 상기 제 2 바닥날 및 상기 제 3 바닥날의 상기 축선 둘레의 각 회전 궤적 중, 상기 중심점을 중심으로 하는 방사 방향의 가장 외측에 위치하는 회전 궤적과, 가장 내측에 위치하는 회전 궤적 사이의 상기 방사 방향을 따른 거리가, 5 ㎛ 이하인, 볼 엔드 밀.
제 6 항에 있어서,
상기 소정의 방사 각도는, 40 °∼ 50 °인, 볼 엔드 밀.