WO2006103799A1

WO2006103799A1 - ラジアスエンドミル

Info

Publication number: WO2006103799A1
Application number: PCT/JP2005/020301
Authority: WO
Inventors: Wataru Aoki
Original assignee: Osg Corporation; Btt Corporation
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2006-10-05
Also published as: EP1759795B1; JPWO2006103799A1; CN100537093C; CN1972774A; US7699565B2; US20080273932A1; KR100902267B1; DE602005021633D1; EP1759795A1; JP4325760B2; EP1759795A4; KR20070052745A

Abstract

　切削抵抗を軽減し耐久性の向上を図るとともに、切り屑の薄肉化、軽量化を図り、切り屑を円滑に排出させて切り屑の干渉によるラジアスエンドミルの破損及び加工面の不良を防止する。　ラジアスエンドミルは、全体形状が略円柱形状をし、外周部１に形成されたスパイラル形状の外周刃２と、端面部３に形成された底刃４と、外周刃２と底刃４とが交わる角部に形成されたＲ刃５とを備える。底刃４の稜線６は、端面部３の中心ＯからＲ刃５の稜線７と交わる自由端Ｘまで、平面視において凸円弧状の曲率円により構成されている。

Description

明細書

ラジアスエンドミル技術分野

[0001] 本発明は、ラジアスエンドミル、詳しくは、工作機械を用いた金型加工、主に鍛造型、プレス型、ダイキャスト型、榭脂型などの 3次元曲面加工に用いられ、全体形状が略円柱形状をし、底刃と外周刃とが交わる角部に R刃（ほぼ円弧状の切れ刃）を備えるラジアスエンドミルに関する。

背景技術

[0002] 金型加工における製作時間の短縮や環境問題の改善には、加工時間が長く電解液を使用しなければならな、放電加工を減らし、できるだけ NCマシンによる直彫カロェを行うことが望ましい。しかし、加工深さが深くなり、工具突出長が長くなるほど、切削加工が困難となり、放電加工への依存度が高くなつてくる。また、工具突出長が長くなると、回転数が高いほどビビリが発生するため、回転数を下げて加工するようにしているが、同時に送り速度も下げているため、非常に効率の悪い加工しかできず、直彫力卩ェの効果はあまり望めなかった。

[0003] 近年、このような問題に対する解決策として、 1刃当たりの切削量を大幅に増やすことができる非常に剛性の高いラジアスエンドミルが開発され、低い回転数でも速い送り速度での切削が可能になり、直彫加工の効果も現れるようになった。

[0004] しかし、従来のラジアスエンドミルは、その要部を斜視図として表した図 9、及び、底刃の稜線及び R刃の稜線を平面図及び側面図として表した図 10に示すように、底刃 4の稜線 6は、端面部 3の中心 Oから R刃 5の稜線 7と交わる自由端 Xまで、直線により構成されている。

[0005] また、 R刃 5の稜線 7は、底刃 4の稜線 6が R刃 5の稜線 7と交わる自由端 Xから、 R刃 5の稜線 7が外周刃 2の稜線 8と交わる自由端 Yまで、側面視において、所定の曲率を有する凸円弧状の曲率円により構成されており、また、 R刃 5の R中心位置は、図 1 0に示すように、自由端 Xから R刃 5の半径寸法分、回転軸方向（深さ方向）に離れた位置にある仮想横断面 CS上に位置し、かつ、外周部 1の直径寸法 Dから R刃 5の半径寸法の 2倍（ = 2R)を減じた値（ = D— 2R)を直径とする仮想円 C上の所定範囲に位置する。例えば、図 10において、稜線 7上の点 al, a3に対応する稜線 7の中心位置は、それぞれ bl, b3となり、稜線 7の中心位置は、仮想円 C上の所定範囲（点 bl から点 b3までの範囲）に位置している。

[0006] そして、切削加工時、図 11に示すように、底刃 4は、その稜線 6が直線であることから、ワークの任意箇所 pi, p2に対して垂直方向（直交方向）から入るようになる。また、各刃ごとの切削加工をミクロ的に考察した場合、底刃 4及び R刃 5は、ワークの任意箇所 pi, p2, p3, p4に対して略同時に切削加工を行っていることになり、また、隣り合う刃間の切削加工をミクロ的に考察した場合、断続的な切削加工が行われていることになる。

[0007] したがって、底刃 4の稜線 6が直線であるため、底刃 4の稜線 6の全長が短ぐまた、底刃 4の稜線 6が直線であることから R刃 5の稜線 7の全長が短いものとなること、また、上述したように、底刃 4が常にワークの任意箇所 pi, p2に対して垂直方向力入るとともに、ワークの任意箇所 pi, p2, p3, p4に対して各刃ごとの切削加工にあっては略同時に、隣り合う刃間の切削加工にあっては断続的に切削加工が行われるようになることから、底刃 4及び R刃 5の切削負担が大きいものとなり、ラジアスエンドミルの耐久性の向上には限界があった。

[0008] また、従来のラジアスエンドミルによると、 1刃当たりの切削量を大幅に増やしたときに排出される切り屑は、図 12に示すように、非常に分厚ぐ重い物となり、ラジアスェンドミルの軸方向に大きな切削分力が発生することや、加工深さが深い加工では、切り屑が排出しきれずに、残った切り屑が切れ刃と工作物とに干渉することから、ラジアスエンドミルの破損ゃカ卩工面の不良を招いていた。また、上記切り屑の排出を促すために、切削油剤を使用しなければならず、環境問題を含んでいた。なお、従来からのラジアスエンドミルについての先行文献として、例えば、特許文献 1がある。

特許文献 1 :特開 2004— 141975公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、ラジアスエンドミルの切削抵抗を軽減し耐久性の向上を図るとともに、切り屑の薄肉ィ匕、軽量化を図り、切削油剤を使用しなくても切り屑を円滑に排出させて切り屑の干渉によるラジアスエンドミルの破損及び加工面の不良を防止することができ、また、環境にやさしい切削加工ができるラジアスエンドミルを提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0010] 本発明のラジアスエンドミルは、全体形状が略円柱形状をし、外周部に形成されたスパイラル形状の外周刃と、端面部に形成された底刃と、前記外周刃と前記底刃とが交わる角部に形成された R刃とを備えるラジアスエンドミルにぉヽて、前記底刃の稜線は、前記端面部の中心力前記 R刃の稜線と交わる自由端まで、平面視において凸円弧状の曲率円により構成されていることを特徴とする。

[0011] 本発明によると、底刃の稜線を平面視において凸円弧状の曲率円により構成したことにより、稜線が直線により構成された底刃を備えた従来のラジアスエンドミルと比べ、底刃の稜線の全長が長くなる。このため、底刃の切削負担が分散されて軽減され、耐久性が向上する。また、底刃は、その稜線が凸円弧状曲線であることから、切削加ェ時、ワークの任意箇所に対して、従来のラジアスエンドミルの底刃のように垂直方向力入るのではなぐ斜め方向力斜め切りするように入るため、切削抵抗が減少し、切り屑の薄肉化及び軽量ィ匕を図ることができるとともに、切り屑の薄肉化及び軽量ィ匕に伴い切り屑を円滑に外部に排出可能になり、切り屑の干渉によるラジアスェンドミルの破損及びカ卩工面の不良を防止することができる。

[0012] ここで、前記底刃稜線の曲率半径を、前記外周部の直径寸法 Dの 1Z4倍に設定すると、底刃稜線の全長が最大となり、ベストモードとなる力前記底刃稜線の曲率半径は、前記外周部の直径寸法 Dの 1Z2倍から 1Z4倍までの範囲に設定すればよい。曲率半径を DZ2以下に設定した理由は、 DZ2よりも大きく設定すると、底刃の稜線が直線である場合と比べ、稜線の全長の増大が余り大きくならず、十分な性能の向上が期待できないためである。

[0013] また、曲率半径を DZ4以上かつ DZ2以下に設定した場合、前記 R刃の R中心位置は、前記底刃の稜線が該 R刃の稜線と交わる自由端から、該 R刃の稜線が前記外周刃の稜線と交わる自由端まで、平面視及び側面視において、前記底刃の稜線の曲率と同一の曲率を有する凸円弧状の曲率円により構成され、また、前記 R刃の R中心位置は、前記底刃の稜線の自由端力前記 R刃の半径寸法分、回転軸方向に離れた位置にある仮想横断面上に位置すると共に、前記外周部の直径寸法 Dから前記 R刃の半径寸法の 2倍（ = 2R)を減じた値（ = D— 2R)を直径とする仮想円上に位置し、かつ、該仮想円上の 1Z24円（内角 15度)から 1Z6円（内角 60度）の範囲に位置する。

[0014] R刃の稜線を上記のように構成することにより、 R刃の稜線の全長が大幅に増大する。このため、底刃の稜線の全長の増大による作用効果と同様、 R刃の切削負担が分散されて軽減され、耐久性が向上する。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

[0016] 図 1は、本発明の一実施形態に係る三枚刃ラジアスエンドミルの要部斜視図、図 2 は、同ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図、図 3は、同ラジアスエンドミルの R 刃の説明図、図 4は、同ラジアスエンドミルの作用の説明図、図 5は、同ラジアスェンドミルを使用したときに生じた切り屑の斜視図、図 6は、変形例に係る三枚刃ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図、図 7は、他の実施形態に係る二枚刃ラジアスェンドミルの底刃及び R刃の説明図、図 8は、変形例に係る二枚刃ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図をそれぞれ示す。

[0017] 図 1において、三枚刃ラジアスエンドミルは、全体形状が略円柱形状をしている。外周部 1には、スパイラル形状の外周刃 2が形成されている。端面部 3には、底刃 4が形成されている。外周刃 2と底刃 4とが交わる角部には、 R刃 5が形成されている。

[0018] 底力 4の稜線 6及び R刃 5の稜線 7は、平面視で図 2の左部に示すように表され、底刃 4の稜線 6は、端面部 3の中心 Oから破線で図示した仮想円 Cに至る範囲にあり、また、 R刃 5の稜線 7は、仮想円 C上力も外周部 1に至る範囲にある。

[0019] 底刃 4の稜線 6は、端面部 3の中心 O力 R刃 5の稜線 7と交わる自由端 X(仮想円 C 上の点）まで、平面視において凸円弧状の曲率円により構成されている。底刃 4の稜線 ₆の曲率半径は、本実施形態の場合、外周部 1の直径寸法 Dの 1Z4倍つまり DZ 4に設定されている。また、底刃 4の稜線 6の高さ位置は、図 2の右部に示すように、端面部 3の中心 Oに向力うに従って僅かではあるが徐々に低くなつている。換言すると、端面部 3は、略すり鉢状になっている。

[0020] R刃 5の稜線 7は、図 2に示すように、自由端 Xから、 R刃 5の稜線 7が外周刃 2の稜線 8と交わる自由端 Yまで、平面視及び側面視において、底刃 4の稜線 6の曲率と同一の曲率を有する凸円弧状の曲率円により構成される。

[0021] また、 R刃 5の R中心位置は、図 2に示すように、自由端 Xから R刃 5の半径寸法分、回転軸方向（深さ方向）に離れた位置にある仮想横断面 CS上に位置し、かつ、外周部 1の直径寸法 Dから R刃 5の半径寸法の 2倍（ = 2R)を減じた値（ = D— 2R)を直径とする仮想円 C上の所定範囲に位置する。例えば、図 2において、稜線 7上の点 al, a2, a3, a4, a5に対応する稜線 7の中'、位置は、それぞれ bl, b2, b3, b4, b5となり、三枚刃のうちの一枚についての R刃 5の R中心位置は、仮想円 C上の所定範囲（点 blから点 b3までの範囲）に位置している。また、 R刃 5の稜線 7及び R中心位置は、図 3によって表すこと力でき、図 3にお!/、て、稷線 7の任意の点、 dl, d2, d3, · · , dn の R中心位置 el, e2, e3, · · , enは、自由端 Xから回転軸方向に離れた位置にある仮想横断面 CS上に位置し、かつ、 D— 2Rを直径とする仮想円 C上の所定範囲（点 e 1から点 enまでの範囲であり、 0 ( = 60° )で表した角度範囲）に位置する。

[0022] これに対し、図 9に示した従来からのラジアスエンドミルの R刃 5の R中心位置は、図 10において述べたように、仮想円 C上の狭い所定範囲（点 blから点 b3までの範囲）に位置しており、稜線 7の全長は、本実施形態と比べ大幅に短いものとなっている。

[0023] 次に、本実施形態に係るラジアスエンドミルの作用効果を図 4に基づいて説明する

[0024] 本実施形態に係るラジアスエンドミルは、上述したように、底刃 4の稜線 6は、端面部 3の中心 O力自由端 Xまで平面視において凸円弧状の曲率円により構成され、また、 R刃 5の稜線 7は、自由端 Xから自由端 Yまで、平面視及び側面視において、底刃 4の稜線 6の曲率と同一の曲率を有する凸円弧状の曲率円により構成されて!、る。

[0025] したがって、図 4に示すように、底刃 4及び R刃 5は、ワークの任意箇所 pi, p2, p3 , ρ4に対して斜め方向から斜め切りするように入り、し力も、任意箇所 pi, p2, p3, p 4に各々対応する稜線 6, 7上の点の傾斜角度 a, b, c, dには、 a<b< c< dの関係が成立している。このため、切削抵抗が大幅に減少し、切り屑の薄肉化及び軽量ィ匕を図ることができる。現に図 5に示すように、図 1図示のラジアスエンドミルを用いて切削加工を行ったときに生じた切り屑は、図 12図示の切り屑と比べ、十分に薄肉化及び軽量ィ匕されている。また、切り屑の薄肉化及び軽量ィ匕に伴い切り屑を円滑に外部に排出可能になり、切り屑の干渉によるラジアスエンドミルの破損及び加工面の不良を防止することができた。

[0026] 上述した実施形態では、底刃 4の稜線 6の曲率半径を、外周部 1の直径寸法 Dの 1 Z4倍に設定したため、稜線 6の全長が最大となり、ベストモードとなるが、本発明は、図 6に示すように、稜線 6の曲率半径を、外周部 1の直径寸法 Dの 1Z2倍から 1Z4 倍までの範囲に設定してもよ!/、。

[0027] 曲率半径を DZ4以上かつ DZ2以下に設定した場合、 R刃 5の稜線 7は、底刃 4の稜線 6が R刃 5の稜線 7と交わる自由端 Xから、 R刃 5の稜線 7が外周刃 2の稜線 8と交わる自由端 Yまで、平面視及び側面視において、底刃 4の稜線 6の曲率と同一の曲率を有する凸円弧状の曲率円により構成され、また、上述したような曲率半径が DZ 4である場合と同様、 R刃 5の R中心位置は、自由端 Xから R刃 5の半径寸法分、回転軸方向に離れた位置にある仮想横断面 CS上に位置すると共に、外周部 1の直径寸法 D力 R刃 5の半径寸法の 2倍（ = 2R)を減じた値（ = D— 2R)を直径とする仮想円 C上に位置し、かつ、仮想円 C上の 1Z24円（内角 15度）から 1Z6円（内角 60度）の範囲（15° ≤ Θ≤60° )に位置する。

[0028] なお、曲率半径を DZ2以下に設定した理由は、 DZ2より大きくすると、底刃 4の稜線 6が直線である場合と比べ、稜線 6の全長の増大が余り大きくならず、十分な性能の向上が期待できないためである。

[0029] また、上述した実施形態は三枚刃のラジアスエンドミルである力本発明は、図 7に平面図として底刃 4の稜線 6及び R刃 5の稜線 7を表したような二枚刃のラジアスェンドミルの各刃を上記実施形態と同様に構成するようにしてもよぐこの場合、図 7は図 2の左部に対応し、また、図 8は図 6に対応している。

[0030] 以上説明したように、本実施形態のラジアスエンドミルは、全体形状が略円柱形状をし、外周部 1に形成されたスパイラル形状の外周刃 2と、端面部 3に形成された底刃 4と、外周刃 2と底刃 4とが交わる角部に形成された R刃 5とを備えるラジアスエンドミルにおいて、底刃 4の稜線 6は、端面部 3の中心 Oから R刃 5の稜線 7と交わる自由端 Xまで、平面視において凸円弧状の曲率円により構成されている。

[0031] このため、稜線 6が直線により構成された底刃 4を備えた従来のラジアスエンドミルと比べ、底刃 4の稜線 6の全長が長くなり、底刃 4の切削負担が分散されて軽減され、耐久性が向上する。また、底刃 4は、その稜線 6が凸円弧状の曲率円であることから、切削加

ェ時、ワークの任意箇所 pi, p2, p3, p4に対して、従来のラジアスエンドミルの底刃 4のように垂直方向力入るのではなぐ斜め方向力斜め切りするように入るため、切削抵抗が減少し、切り屑の薄肉化及び軽量ィ匕を図ることができるとともに、切り屑の薄肉化及び軽量ィ匕に伴い切り屑を円滑に外部に排出可能になり、切り屑の干渉によるラジアスエンドミルの破損及びカ卩工面の不良を防止することができる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]本発明の一実施形態に係る三枚刃ラジアスエンドミルの要部斜視図である。

[図 2]同ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図である。

[図 3]同ラジアスエンドミルの R刃の説明図である。

[図 4]同ラジアスエンドミルの作用の説明図である。

[図 5]同ラジアスエンドミルを用いた切削加工により生じた切り屑の斜視図である。

[図 6]変形例に係る三枚刃ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図である。

[図 7]他の実施形態に係る二枚刃ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図である

[図 8]変形例に係る二枚刃ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図である。

[図 9]従来のラジアスエンドミルの要部斜視図である。

[図 10]同ラジアスエンドミルの底刃及び R刃の説明図である。

[図 11]同ラジアスエンドミルの作用説明図である。

[図 12]同ラジアスエンドミルを用いた切削加工により生じた切り屑の斜視図である。符号の説明

[0033] 1 外周部 2 外周刃

3 端面部

4 底刃

5 R刃

6 底刃 4の稜線

7 R刃 5の稜線

8 外周刃 2の稜線

O 端面部 3の中心

X 稜線 6の自由端

Y 稜線 7の自由端

Claims

請求の範囲

[1] 全体形状が略円柱形状をし、外周部に形成されたスパイラル形状の外周刃と、端面部に形成された底刃と、前記外周刃と前記底刃とが交わる角部に形成された R刃とを備えるラジアスエンドミルにぉ、て、

前記底刃の稜線は、前記端面部の中心力前記 R刃の稜線と交わる自由端まで、平面視において凸円弧状の曲率円により構成されていることを特徴とするラジアスェンドミル。

[2] 前記底刃稜線の曲率半径は、前記外周部の直径寸法 Dの 1Z4倍に設定されていることを特徴とする請求項 1に記載のラジアスエンドミル。

[3] 前記底刃稜線の曲率半径は、前記外周部の直径寸法 Dの 1Z2倍から 1Z4倍までの範囲に設定されてヽることを特徴とする請求項 1に記載のラジアスエンドミル。

[4] 前記 R刃の稜線は、前記底刃の稜線が該 R刃の稜線と交わる自由端から、該 R刃の稜線が前記外周刃の稜線と交わる自由端まで、平面視及び側面視において、前記底刃の稜線の曲率と同一の曲率を有する凸円弧状の曲率円により構成され、また、前記 R刃の R中心位置は、前記底刃の稜線の自由端力も前記 R刃の半径寸法分、回転軸方向に離れた位置にある仮想横断面上に位置すると共に、前記外周部の直径寸法 Dカゝら前記 R刃の半径寸法の 2倍（ = 2R)を減じた値（ =D— 2R)を直径とする仮想円上に位置し、かつ、該仮想円上の 1Z24円（内角 15度)から 1Z6円 (内角 60度）の範囲に位置する

ことを特徴とする請求項 3に記載のラジアスエンドミル。