WO2014069453A1 - ボールエンドミル - Google Patents

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WO2014069453A1
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雅彦 黒田
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京セラ株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters
    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009—Ball nose end mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2210/00—Details of milling cutters
    • B23C2210/04—Angles
    • B23C2210/0407—Cutting angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2210/00—Details of milling cutters
    • B23C2210/08—Side or top views of the cutting edge
    • B23C2210/084—Curved cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2210/00—Details of milling cutters
    • B23C2210/24—Overall form of the milling cutter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00—Cutters, for shaping
    • Y10T407/19—Rotary cutting tool
    • Y10T407/1946—Face or end mill
    • Y10T407/1948—Face or end mill with cutting edge entirely across end of tool [e.g., router bit, end mill, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a ball end mill.
  • Ball end mills are mainly used for cutting of dies.
  • the cutting edge on the tip side of this ball end mill is arcuate in side view.
  • Such a ball blade on the tip side is generally arc-shaped even when viewed from the tip, and generally has a shape in which the radius of curvature is constant from the inner periphery to the outer periphery.
  • middle 2nd blade part, and the 3rd blade part of an outer peripheral side are provided, and the curvature radius of a 2nd blade part is 1st.
  • a ball end mill in which the radius of curvature of the third blade portion is made larger than the radius of curvature of the blade portion and smaller than the radius of curvature of the second blade portion is disclosed, and it is disclosed that the vibration resistance of the end mill body is improved. .
  • the present invention is to solve this problem and to provide a ball end mill having high wear resistance and improved vibration proofing performance even under machining conditions with a high rotational speed.
  • the ball end mill of the present invention comprises a tool body that rotates around a central axis, and an arc-shaped ball blade provided in a side view provided rearward from the central axis side on the tip side of the tool body,
  • the ball blade has a radius of curvature that gradually decreases from the central axis side toward the outer peripheral side.
  • the radius of curvature of the ball blade gradually decreases from the central axis toward the outer periphery, cutting on the inner peripheral side of the ball blade can be performed even under high-speed processing conditions.
  • the increase in resistance can be suppressed, and the reduction of the roughness of the processed surface can be suppressed without causing swaying of the processed surface, and the wear resistance of the ball blade is improved.
  • the load applied to the ball blade is small, the vibration isolating property of the end mill body is improved.
  • FIG. 1A is a schematic side view of a ball end mill of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic side view obtained by rotating FIG. 1A by 90 °.
  • FIG. 2 is a front end view of the ball end mill of FIG. 1 viewed from the front end X side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (II cross-sectional view) taken along a point P of the ball blade in the ball end mill of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (II-II cross-sectional view) of a point H of a ball blade in the ball end mill of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (III-III cross-sectional view) of a point Q of the ball blade in the ball end mill of FIG.
  • a ball end mill (hereinafter simply referred to as an end mill) 10 in FIG. 1-3 is a solid-type ball end mill, and includes a tool body 1 that rotates about a central axis O and a rear side from the tip (X) side of the tool body 1.
  • An arcuate ball blade 2 is provided as viewed from the side (toward the rear end (Y)).
  • the ball blade 2 is positioned from the central axis O side to the outer peripheral side in the front end view as it goes rearward from the front end (X) side (going to the rear end (Y) side).
  • the rotation trajectory of the ball blade 2 is substantially hemispherical.
  • two ball blades 2 (2a, 2b) are provided and are arranged point-symmetrically with respect to the central axis O. Further, a gash is formed in the vicinity of the central axis O, whereby a chisel edge 4 is provided between the ball blades 2a and 2b including on the central axis O.
  • the tool body 1 has a substantially cylindrical shape at the rear, and the rear end (Y) side of the tool body 1 is attached to a holder (not shown) and attached to a cutting machine. And it is rotated in the rotation direction T around the central axis O, and is used, for example, for processing of a mold or the like.
  • the end mill 10 includes an outer peripheral blade 3 provided behind the ball blade 2, a rake face 5 provided in the rotation direction of the ball blade 2 and the outer peripheral blade 3, and the ball blade 2 and the outer peripheral blade 3.
  • a flank 6 provided in the reverse rotation direction and a chip discharge groove 7 following the rake face 5 are provided.
  • the chip discharge groove 7 is twisted in the direction opposite to the rotation direction T toward the rear.
  • the shape of the ball blade 2 is the point P (the central axis side of the ball blade 2 on the central axis side of the ball blade 2), which is the boundary between the ball blade 2 and the chisel edge 4 on the central axis O side in the front end view of FIG.
  • the radius of curvature gradually decreases from the end position to the point Q located on the outer periphery.
  • the radius of curvature r at each position of the ball blade 2 in the present invention passes through three points, that is, each position of the ball blade 2 and two points of the ball blade 2 located at a distance of 0.2 mm centering on this point. Refers to the radius of curvature of the arc. In the present invention, the radius of curvature at each position of the ball blade 2 is measured at a distance of 0.4 mm.
  • the radius of curvature r may appear to be smaller toward the point Q.
  • the ball blade is not measured by the trajectory of the ball blade 2 projected on the tip view, but is measured in a three-dimensional shape.
  • the radius of curvature r of the arc that can be drawn around each point of 2 decreases from the point P on the central axis O side toward the point Q located on the outer periphery.
  • the center axis O side of the ball blade 2 can be prevented from contacting the work material more than necessary, so the vicinity of the point P on the center axis O side of the ball blade 2 An increase in cutting resistance can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease in the roughness of the machined surface without causing the machined surface to peel off, and to improve the wear resistance of the ball blade 2. In addition, since the load applied to the ball blade 2 is small, the vibration of the end mill body 1 generated by the impact at the time of cutting can be reduced.
  • curvature radii r at the points P and Q which are the ends of the ball blade 2 are two points located at distances of 0.2 mm and 0.4 mm of the ball blade 2 from the terminal, with the points P and Q as the terminal. Is obtained as a radius of curvature r of an arc passing through three points. The curvature radius is not shown in the drawing.
  • a circle having a radius R / 2 centered on the central axis O of the ball blade 2 (a circle in FIG. 2) from the point P that is the position of the end portion of the ball blade 2 on the central axis O side.
  • the radius of curvature r HQ of the ball blade 2 between the position H half the radius R of the tool body 1 and the outer peripheral point Q is 0.2 to 1 with respect to the diameter D of the tool body 1.
  • the ratio is .2.
  • the radius of curvature r P of the ball blade 2 at the point P which is the position of the end on the central axis O side, is a ratio of 1.5 to 2 with respect to the diameter D of the tool body 1.
  • the radius of curvature r H of the ball cutting edge 2 in the H point is half the radius R of the tool body 1 is the ratio of 0.8 to 1.2 relative to the diameter D of the tool body 1, and the outer periphery the radius of curvature r Q of the ball cutting edge 2 at the point Q is in a ratio of 0.2-0.6 of the diameter D of the tool body 1.
  • the curvature radius r gradually decreases from the point P to the point Q.
  • the curvature radius r may gradually decrease, and a certain ratio It may be continuously reduced.
  • the radius of curvature r of the ball blade 2 continuously decreases from the point P on the central axis O side toward the outer peripheral point Q at a constant rate.
  • the number of the ball blades 2 is not limited to two, but three or more. It may be.
  • the tip view shape of at least one ball blade is different from the tip view shape of other ball blades is also applicable.
  • at least one of the ball blades has an asymmetric shape, and the occurrence of chatter due to resonance of the end mill 10 during cutting can be suppressed.
  • the shape of one ball blade is configured to gradually reduce the radius of curvature r of the ball blade in the front end view, and the other ball blades have a configuration in which the ball blade in the front end view is viewed.
  • the structure etc. which make the curvature radius r of these continuously small are mentioned.
  • the structure from which the tip view shape of this one ball blade differs from others can be suitably employ
  • the rake angle ⁇ of the ball blade 2 is 0 ° to ⁇ 20 °. That is, the rake angle ⁇ of the ball blade 2 is zero degrees, or has a so-called negative rake angle. Further, according to the present embodiment, as shown in the cross-sectional views of the ball blades 2 of FIG. 3A to FIG. 3C, the negative value of the rake angle from the central axis O side toward the outer peripheral side. Is getting bigger.
  • the strength of the ball blade 2 can be secured and the defect of the ball blade 2 can be suppressed. That is, since the radius of curvature of the ball blade 2 is small on the outer peripheral side, the ball blade 2 protrudes and tends to be weak in strength. Further, since the cutting speed is fast on the outer peripheral side, the wear progresses quickly. On the other hand, on the central axis O side, the cutting resistance tends to increase because the cutting speed is close to zero. Therefore, by increasing the negative value of the rake angle ⁇ from the central axis O side toward the outer peripheral side, chipping and chipping of the ball blade 2 on the outer peripheral side can be suppressed, and the cutting resistance on the central axis O side To reduce the roughened surface.
  • the rake angle ⁇ P at the point P on the central axis O side is 0 ° to ⁇ 1 °
  • the rake angle ⁇ H of the ball blade 2 at the intermediate point H is ⁇ 1 ° to ⁇ .
  • the rake angle ⁇ Q of the ball blade 2 at the outer peripheral point Q is ⁇ 10 ° to ⁇ 20 °.
  • the clearance angle ⁇ of the ball blade 2 increases from the central axis O side toward the outer peripheral side. That is, the clearance angle ⁇ P at the point P , the clearance angle ⁇ H at the point H , and the clearance angle ⁇ Q at the point Q increase in this order.
  • the results are shown in Table 2.
  • Work material HPM38 steel processing diameter: ⁇ 6mm Machining speed: 220 m / min Number of revolutions: 11,700 times / min feed: 0.058 mm / blade cutting depth: 0.6 mm ⁇ 0.3 mm
  • Cutting form Shoulder processing
  • the radius of curvature of the ball blade is the same as the sample No. from the central axis side to the outer peripheral side.
  • the vibration of the tool body was large, and the roughness of the machined surface deteriorated.
  • the sample No. 2 in which the radius of curvature of the ball blade is large at an intermediate position between the central axis side and the outer peripheral side.
  • peeling occurred on the machined surface, resulting in poor machined surface roughness and an increased amount of wear.
  • the vibration of the tool body was small and the roughness of the machined surface was small.
  • the number of blades is 3, and the tool body diameter (blade diameter D) is 6 mm.
  • a ball end mill having the shape of No. 4 was produced (Sample No. 11).
  • a ball end mill consisting of 2 was prepared (Sample No. 12).
  • Sample No. 11 and 12 were subjected to cutting evaluation under the conditions of Example 1. When the cutting length is 100 m, the maximum wear amount when the ball blade is viewed from the tip is the sample number. 11 is 0.050 mm, sample no. 12 is 0.047 mm, and the machined surface roughness (maximum height) is Sample No. 11 is 2.02 ⁇ m, sample no. 12 was 1.34 ⁇ m.
  • Tool body 2 Ball blade 3: Peripheral blade 4: Chisel edge 5: Rake face 6: Flank 7: Chip discharge groove 10: End mill X: Tip Y: Rear end O: Center axis P: Center axis side of the ball blade End Q: Outer peripheral end H of the ball blade H: Intermediate position T of the ball blade T: Direction of rotation

Landscapes

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

Abstract

【課題】　ボール刃の先端の中心軸付近における耐摩耗性を改善するとともに、切削中に工具本体が振動することを抑制できるボールエンドミルを提供する。 【解決手段】　中心軸Ｏ周りに回転する工具本体１と、工具本体１の先端側の中心軸Ｏ側から後方に向かって設けられた側面視で円弧状のボール刃２と、を具備し、ボール刃２は、中心軸Ｏ側から外周Ｑ側に向かって曲率半径ｒが漸次小さくなっているボールエンドミル１０である。

Description

ボールエンドミル
　本発明はボールエンドミルに関する。
　ボールエンドミルは、主として金型などの切削加工に用いられている。このボールエンドミルの先端側の切刃は、側面視で円弧状である。かかる先端側のボール刃は、先端視でも円弧状であり、曲率半径が内周部から外周部にかけて一定となる形状が一般的であった。また、特許文献１では、ボール刃の内周側の第１刃部と、中間の第２刃部と、外周側の第３刃部とを備えて、第２刃部の曲率半径を第１刃部の曲率半径よりも大きくするとともに、第３刃部の曲率半径を第２刃部の曲率半径よりも小さくしたボールエンドミルが開示され、エンドミル本体の防振性が高まることが開示されている。
特許第４４０７９７５号明細書
　しかしながら、特許文献１に開示されたボールエンドミルでは、精密加工で使用するような回転速度が速い加工条件となると、ボール刃の中心軸側において加工面のむしれが発生して、加工面粗度が低下する場合があった。また、ボール刃の内周側における切削抵抗が大きくなることによって、ボール刃にかかる負荷が大きくなり、エンドミル本体の防振性は、むしろ悪くなる場合があった。
　本発明は、この問題点を解決するものであり、回転速度が速い加工条件であっても、耐摩耗性が高くかつ防振性能を向上したボールエンドミルを提供することにある。
　本発明のボールエンドミルは、中心軸周りに回転する工具本体と、該工具本体の先端側の前記中心軸側から後方に向かって設けられた側面視で円弧状のボール刃と、を具備し、前記ボール刃は、前記中心軸側から外周側に向かって曲率半径が漸次小さくなっているものである。
　本発明のボールエンドミルによれば、ボール刃が、中心軸から外周に向かって曲率半径が漸次小さくなっていることによって、回転速度が速い加工条件であっても、ボール刃の内周側における切削抵抗の増大を抑制できて加工面のむしれが発生することなく、加工面粗度の低下を抑制でき、かつボール刃の耐摩耗性が向上する。また、ボール刃にかかる負荷も小さいので、エンドミル本体の防振性が向上する。
図１Ａは本発明のボールエンドミルの概略側面図である。 図１Ａを９０°回転した概略側面図である。 図１のボールエンドミルを先端Ｘ側から見た先端視図である。 図２のボールエンドミルについて、ボール刃の点Ｐについての断面図（Ｉ－Ｉ断面図）である。 図２のボールエンドミルについて、ボール刃の点Ｈについての断面図（II－II断面図）である。 図２のボールエンドミルについて、ボール刃の点Ｑについての断面図（III－III断面図）である。
　本発明のボールエンドミルについて、図１－３を用いて説明する。
図１－３のボールエンドミル（以下、単にエンドミルと略す。）１０は、ソリッドタイプのボールエンドミルであり、中心軸Ｏ周りに回転する工具本体１と、工具本体１の先端（Ｘ）側から後方に向かって（後端（Ｙ）側に向かって）設けられた側面視で円弧状のボール刃２を具備している。ボール刃２は、先端（Ｘ）側から後方に向かう（後端（Ｙ）側に向かう）につれて、先端視では、中心軸Ｏ側から外周側に位置している。ボール刃２の回転軌跡は略半球状となる。なお、図２では、ボール刃２が２枚（２ａ、２ｂ）設けられており、中心軸Ｏに対して点対称に配置されている。また、中心軸Ｏの近傍にはギャッシュが形成され、これによって、中心軸Ｏ上を含むボール刃２ａ、２ｂ間には、チゼルエッジ４が設けられている。
　工具本体１は後方が略円柱形状であり、工具本体１の後端（Ｙ）側は、ホルダ（図示せず）に装着されて、切削加工機に取り付けられる。そして、中心軸Ｏを中心に回転方向Ｔに回転させられ、例えば、金型等の加工に用いられる。
　エンドミル１０には、ボール刃２以外に、ボール刃２の後方に設けられる外周刃３と、ボール刃２および外周刃３の回転方向に設けられるすくい面５と、ボール刃２および外周刃３の逆回転方向に設けられる逃げ面６と、すくい面５の後方に続く切屑排出溝７とを具備している。切屑排出溝７は後方に向かって回転方向Ｔとは逆の方向にねじれている。
　そして、本実施態様によれば、ボール刃２の形状は、図２の先端視図における中心軸Ｏ側のボール刃２とチゼルエッジ４との境界である点Ｐ（ボール刃２の中心軸側の端部の位置）から外周に位置する点Ｑに向かって曲率半径が漸次小さくなっている。なお、本発明におけるボール刃２の各位置における曲率半径ｒは、ボール刃２の各位置と、この点を中心として０．２ｍｍの距離に位置するボール刃２の２点との３点を通る円弧の曲率半径を指す。また、本発明において、ボール刃２の各位置における曲率半径を測定するには、０．４ｍｍの距離の間隔で測定する。
　すなわち、ボール刃２の各点を中心として描ける円弧の曲率半径ｒが同じ場合でも、図２の先端視図に投影されるボール刃２の軌跡は、中心軸Ｏ側の点Ｐから外周に位置する点Ｑに向かって曲率半径ｒが小さく見えることもあるが、本実施態様においては、先端視図に投影されるボール刃２の軌跡ではなく、３次元の立体形状で測定して、ボール刃２の各点を中心として描ける円弧の曲率半径ｒが中心軸Ｏ側の点Ｐから外周に位置する点Ｑに向かって小さくなっている。
　これによって、回転速度が速い加工条件で切削しても、ボール刃２の中心軸Ｏ側が必要以上に被削材に接触することを抑制できるので、ボール刃２の中心軸Ｏ側の点Ｐ付近における切削抵抗の増大を抑制できる。その結果、加工面のむしれが発生することなく、加工面粗度の低下を抑制でき、かつボール刃２の耐摩耗性が向上する。また、ボール刃２にかかる負荷も小さいので、切削加工時の衝撃によって発生するエンドミル本体１の振動も小さくできる。
　なお、ボール刃２の端部である点Ｐおよび点Ｑにおける曲率半径ｒは、点Ｐおよび点Ｑを終端として、終端からボール刃２の０．２ｍｍおよび０．４ｍｍの距離に位置する２点を合わせた３点を通る円弧の曲率半径ｒとして求められる。図面には曲率半径の記載を省略している。
　また、本実施態様によれば、ボール刃２の中心軸Ｏ側の端部の位置である点Ｐから、ボール刃２の中心軸Ｏを中心とする半径Ｒ／２の円（図２における円Ｃ）との交点Ｈまでの間におけるボール刃２の曲率半径ｒＰ－Ｈは、エンドミル１０の刃径に相当する工具本体１の直径Ｄ（＝２Ｒ）に対して０．８～２の比率であるとともに、工具本体１の半径Ｒの半分の位置Ｈから外周の点Ｑまでの間におけるボール刃２の曲率半径ｒＨ－Ｑは、工具本体１の直径Ｄに対して０．２～１．２の比率となっている。これによって、ボール刃２の耐摩耗性とエンドミル本体１の防振性をともに満足させることができる。
　さらに、本実施態様によれば、中心軸Ｏ側の端部の位置である点Ｐにおけるボール刃２の曲率半径ｒＰは、工具本体１の直径Ｄに対して１．５～２の比率であり、工具本体１の半径Ｒの半分の位置である点Ｈにおけるボール刃２の曲率半径ｒＨは、工具本体１の直径Ｄに対して０．８～１．２の比率であり、かつ外周の点Ｑにおけるボール刃２の曲率半径ｒＱは、工具本体１の直径Ｄに対して０．２～０．６の比率となっている。これによって、ボール刃２の耐摩耗性とエンドミル本体１の防振性をともに満足させることができる。
　ここで、ボール刃２の形状が点Ｐから点Ｑに向かって曲率半径ｒが漸次小さくなっているとは、曲率半径ｒが段階的に小さくなっているものであってもよく、一定の割合で連続的に小さくなっているものであってもよい。本実施態様では、中心軸Ｏ側の点Ｐから外周の点Ｑに向かって、ボール刃２の曲率半径ｒが一定の割合で連続的に小さくなっている。これによって、ボール刃２には曲率半径ｒが変わる特異点ができないので、切削抵抗が局所的に増大することがなく、ボール刃２全体としての耐摩耗性が向上する。
　また、図２の先端視図によれば、エンドミル１０のボール刃２は２つ（２枚）存在しているが、ボール刃２は２枚に限定されるものではなく、３枚またはそれ以上であってもよい。ボール刃２が２枚の形態では、刃径の小さいボールエンドミルを用いて加工時に発生する切屑の排出性が良好であるという効果がある。また、図示はしないが、他の実施態様では、少なくとも１つのボール刃の先端視形状が他のボール刃の先端視形状と異なっている構成も適用可能である。これによって、少なくとも１つのボール刃は非対称な形状となり、切削時にエンドミル１０が共振してびびりが発生することを抑制することができる。少なくとも１つのボール刃を非対称な形状とする一例としては、１つのボール刃の形状を先端視におけるボール刃の曲率半径ｒを段階的に小さくする構成とし、他のボール刃では先端視におけるボール刃の曲率半径ｒを連続的に小さくする構成等が挙げられる。なお、この１つのボール刃の先端視形状が他と異なる構成は、刃数が３つ以上の場合に好適に採用できる。
　ここで、本実施態様においては、ボール刃２のすくい角θが０°～－２０°である。すなわち、ボール刃２のすくい角θはゼロ度であるか、またはいわゆるネガのすくい角がついている。さらに、本実施態様によれば、図３Ａ～図３Ｃのボール刃２の点Ｐ，Ｈ，Ｑについての断面図に示すように、中心軸Ｏ側から外周側に向かってすくい角の負の値が大きくなっている。すなわち、点Ｐにおけるすくい角θＰ、点Ｈにおけるすくい角θＨ、点Ｑにおけるすくい角θＱの順に、ボール刃２から遠ざかるにつれてすくい面５が***するように、すくい角θの負の値が大きくなっている。
　これによって、ボール刃２の強度を確保し、ボール刃２の欠損を抑制することができる。すなわち、外周側ではボール刃２の曲率半径が小さいため、ボール刃２が突き出た形になり強度的に弱くなりやすい。また、この外周側では切削速度も速いため、摩耗の進行も速い。一方、中心軸Ｏ側では、切削速度がゼロに近くなるため切削抵抗が大きくなる傾向にある。そのため、中心軸Ｏ側から外周側に向かってすくい角θの負の値が大きくなることによって、外周側におけるボール刃２のチッピングや欠損を抑制することができるとともに、中心軸Ｏ側の切削抵抗を小さくして、加工面が荒れることを抑制する。
　本実施態様によれば、中心軸Ｏ側の点Ｐにおけるすくい角θＰは、０°～－１°であり、中間の点Ｈにおけるボール刃２のすくい角θＨは、－１°～－５°であり、かつ外周の点Ｑにおけるボール刃２のすくい角θＱは、－１０°～－２０°である。
　また、本実施態様によれば、図３Ａ～図３Ｃに示すように、ボール刃２の逃げ角αが中心軸Ｏ側から外周側に向かって大きくなっている。すなわち、点Ｐにおける逃げ角αＰ、点Ｈにおける逃げ角αＨ、点Ｑにおける逃げ角αＱの順に大きくなっている。
　なお、上述の実施形態においては、図１Ａ、図１Ｂ、図２に示すように工具本体１自体の所定部位に切刃が形成された所謂ソリッドタイプの構成を例にとって説明したが、これに代えて、所謂スローアウェイチップをホルダに装着した所謂スローアウェイタイプの構成であっても良い。
　図１Ａ、図１Ｂ、図２の概略形状のボールエンドミル形状で、ボール刃の曲線形状および工具本体の直径に対する点Ｐ（中心軸側）、点Ｑ（外周）、点Ｈ（半径の半分）の各位置での曲率半径ｒＰ、ｒＨ、ｒＱ、曲率半径の直径（Ｄ）に対する比率ｒＰ／Ｄ、ｒＨ／Ｄ、ｒＱ／Ｄ、すくい角θＰ、θＨ、θＱ、逃げ角αＰ、αＨ、αＱが表１の寸法を有する試料Ｎｏ．１～１０のボールエンドミルを作製し、下記条件で切削加工評価を行った。結果は表２に示した。なお、エンドミルのボール刃は２枚、工具本体の直径（刃径Ｄ＝２Ｒ）は６ｍｍのものを用いた。
（切削条件）
被削材　：ＨＰＭ３８鋼
加工径　：φ６ｍｍ
加工速度：２２０ｍ／分
回転数　：１１，７００回／分
送り　　：０．０５８ｍｍ／刃
切込深さ：０．６ｍｍ×０．３ｍｍ
切削形態：肩加工
切削環境：乾式切削
評価項目：切削長１００ｍ加工時点で、ボール刃を先端視した状態での最大摩耗量と加工面粗度（最大高さ）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１、２の結果から明らかなとおり、ボール刃の曲率半径が中心軸側から外周側にわたって同じ試料Ｎｏ．１は、工具本体の振動が大きくて加工面粗度が悪くなった。また、ボール刃の曲率半径が中心軸側と外周側との中間位置で大きい試料Ｎｏ．６では、加工面にむしれが発生して加工面粗度が悪く、かつ摩耗量も大きくなった。
　これに対して、本発明に従い、ボール刃の曲率半径が中心軸側から外周側に向かって漸次小さくなっている試料Ｎｏ．２～５、７－１０では、工具本体の振動が小さく、かつ加工面粗度も小さいものであった。
　刃数が３つ、工具本体の直径（刃径Ｄ）は６ｍｍで、３つの刃とも実施例１の試料Ｎｏ．４の形状からなるボールエンドミルを作製した（試料Ｎｏ．１１）。同様に、刃数が３つ、工具本体の直径（刃径Ｄ＝２Ｒ）は６ｍｍで、２つの刃は実施例１の試料Ｎｏ．４の形状で１つの刃が実施例１の試料Ｎｏ．２からなるボールエンドミルを作製した（試料Ｎｏ．１２）。試料Ｎｏ．１１、１２に対して、実施例１の条件で切削加工評価を行った。切削長１００ｍ加工時点で、ボール刃を先端視した状態での最大摩耗量は、試料Ｎｏ．１１が０．０５０ｍｍ、試料Ｎｏ．１２が０．０４７ｍｍであり、加工面粗度（最大高さ）は試料Ｎｏ．１１が２．０２μｍ、試料Ｎｏ．１２が１．３４μｍであった。
１：工具本体
２：ボール刃
３：外周刃
４：チゼルエッジ
５：すくい面
６：逃げ面
７：切屑排出溝
１０：エンドミル
Ｘ：先端
Ｙ：後端
Ｏ：中心軸
Ｐ：ボール刃の中心軸側端部
Ｑ：ボール刃の外周側端部
Ｈ：ボール刃の中間位置
Ｔ：回転方向

Claims (6)

  1. 　中心軸周りに回転する工具本体と、該工具本体の先端側から後方に向かって設けられた側面視で円弧状のボール刃と、を具備し、前記ボール刃は、前記中心軸側から外周側に向かって曲率半径が漸次小さくなっているボールエンドミル。
  2. 　中心軸から前記外周側に向かって前記工具本体の半径の半分の位置までの間における前記ボール刃の曲率半径は、前記工具本体の直径に対して０．８～２の比率であるとともに、前記工具本体の半径の半分の位置から外周の位置までの間における前記ボール刃の曲率半径は、前記工具本体の直径に対して０．２～１．２の比率である請求項１記載のボールエンドミル。
  3. 　前記ボール刃の中心軸側の端部の位置における曲率半径は、前記工具本体の直径に対して１．５～２の比率であり、前記中心軸から前記工具本体の半径の半分の位置における前記ボール刃の曲率半径は、前記工具本体の直径に対して０．８～１．２の比率であり、かつ前記ボール刃の前記外周の位置における曲率半径は、前記工具本体の直径に対して０．２～０．６の比率である請求項１または２記載のボールエンドミル。
  4. 　前記中心軸から前記外周側に向かって、前記ボール刃の曲率半径が一定の割合で連続的に小さくなっている請求項１乃至３のいずれか記載のボールエンドミル。
  5. 　先端視で、前記ボール刃が２つ以上存在するとともに、少なくとも１つのボール刃の先端視形状が他のボール刃の先端視形状と異なっている請求項１乃至４のいずれか記載のボールエンドミル。
  6. 　前記ボール刃は、すくい角が０°～－２０°であり、前記中心軸側から前記外周側に向かってすくい角の負の値が大きくなっている請求項１乃至５のいずれか記載のボールエンドミル。
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