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JP2001071209A - ボールエンドミル - Google Patents

ボールエンドミル

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Publication number
JP2001071209A
JP2001071209A JP25218699A JP25218699A JP2001071209A JP 2001071209 A JP2001071209 A JP 2001071209A JP 25218699 A JP25218699 A JP 25218699A JP 25218699 A JP25218699 A JP 25218699A JP 2001071209 A JP2001071209 A JP 2001071209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting edge
ridge line
end mill
edge portion
ball end
Prior art date
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Pending
Application number
JP25218699A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Aoki
渉 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BTT KK
Original Assignee
BTT KK
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Filing date
Publication date
Application filed by BTT KK filed Critical BTT KK
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Publication of JP2001071209A publication Critical patent/JP2001071209A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1009Ball nose end mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/54Configuration of the cutting part

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】切削仕上げ面の面粗度及び加工精度の向上を図
るとともにボールエンドミルの寿命の延長を図ること。 【解決手段】ボールエンドミルは外側円弧状切刃部51
と内側屈曲切刃部52とを備える。外側円弧状切刃部の
稜線51aの先端Pは、当該ボールエンドミルの中心軸
線CL付近に位置する。内側屈曲切刃部の稜線52a
は、外側円弧状切刃部の稜線の先端から外側円弧状切刃
部の稜線の円中心Oに向かって屈曲するよう形成され
る。内側屈曲切刃部の稜線は円弧又は曲線を描き、か
つ、内側屈曲切刃部の稜線と外側円弧状切刃部の稜線と
の接続点Pにおいて、内側屈曲切刃部の稜線に対する接
線T1と外側円弧状切刃部の稜線に対する接線T2とが
同一接線になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールエンドミ
ル、特に、円弧状切刃に工夫を施したボールエンドミル
に関する。
【0002】ボールエンドミルは、主として鍛造型、プ
レス型、ダイキャスト型、プラスチック型などの金型の
プロフィール加工に用いられる。ボールエンドミルは、
略円柱状の基部と略半球状の先端部とから構成され、基
部には外周部切刃が形成され、先端部には外周部切刃か
ら伸びた円弧状切刃が形成され、外周部切刃と円弧状切
刃を回転することによってワークを切削する。
【0003】
【従来の技術】図5に従来からの一般的な二枚刃のボー
ルエンドミルの構成を示す。このボールエンドミルは、
略円柱状の基部1と略半球状の先端部2とからなり、基
部1はシャンク部(柄部)3と外周部切刃4とを備え、
先端部2は外周部切刃4から伸びた円弧状切刃5を有す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のボールエンドミ
ルによると、図5から明らかなように、円弧状切刃5の
稜線5aの先端Pが、当該ボールエンドミルの中心軸線
CL上かつ円弧状切刃5の稜線5aが描く円C上に位置
しているため、ボールエンドミルの回転時、円弧状切刃
5の稜線5aの先端Pの周速は零となり、この稜線先端
Pは、いわば「切れない刃」として作用して被加工面を
傷付け、切削仕上げ面の面粗度及び加工精度の低下をも
たらしていた。また、円弧状切刃5の稜線先端Pが「切
れない刃」として作用することから、この稜線先端Pか
ら円弧状切刃5の他の部位に異常摩耗が誘起され、円弧
状切刃5の寿命を短くしていた。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決し、切削
仕上げ面の面粗度及び加工精度の向上を図るとともにボ
ールエンドミルの寿命の延長を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のボールエンドミ
ルは、外側円弧状切刃部と内側屈曲切刃部とを備え、前
記外側円弧状切刃部の稜線の先端が、当該ボールエンド
ミルの中心軸線付近に位置するとともに、前記内側屈曲
切刃部の稜線が、前記外側円弧状切刃部の稜線の先端か
ら該外側円弧状切刃部の稜線の円中心に向かって屈曲す
るよう形成されることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】図1において、ボールエンドミル
は、二枚刃タイプのものであり、略円柱状の基部1と略
半球状の先端部2とからなり、基部1はシャンク部(柄
部)3と外周部切刃4とを備え、先端部2は外周部切刃
4から伸びた円弧状切刃5を有する。
【0008】円弧状切刃5は、外側円弧状切刃部51と
内側屈曲切刃部52とからなる。
【0009】外側円弧状切刃部51は、図2に示すよう
に、外周部切刃4から段差や角のないよう連続的に滑ら
かに伸びて形成される。
【0010】内側屈曲切刃部52は、図3に示すよう
に、その稜線52aが、外側円弧状切刃部51の稜線5
1aの先端Pから外側円弧状切刃部51の稜線51aの
円中心Oに向かって屈曲するよう形成される。また、図
4に示すように、内側屈曲切刃部52の稜線52aは円
弧又は曲線を描き、かつ、内側屈曲切刃部52の稜線5
2aと外側円弧状切刃部51の稜線51aとの接続点P
において、内側屈曲切刃部52の稜線52aに対する接
線T1と外側円弧状切刃部51の稜線51aに対する接
線T2とが同一接線になる。さらに、外側円弧状切刃部
51の稜線51aの先端Pを起点として稜線51aの円
中心Oと同一の点を中心とする仮想円Cを描いたとき、
仮想円Cと中心軸線CLとの交点Qと外側円弧状切刃部
51の稜線先端Pとの中心軸線CL方向における寸法差
dが、一般的許容差(例えば0.03mm)以下に設定
される。
【0011】以上説明したように、本実施形態によるボ
ールエンドミルは、円弧状切刃5が外側円弧状切刃部5
1と内側屈曲切刃部52とを備え、外側円弧状切刃部5
1の稜線51aの先端Pが、ボールエンドミルの中心軸
線CL付近に位置するとともに、内側屈曲切刃部52の
稜線52aが、外側円弧状切刃部51の稜線51aの先
端Pから外側円弧状切刃部51の稜線51aの円中心O
に向かって屈曲するよう形成される。このため、従来の
ボールエンドミルの円弧状切刃5の先端Pが中心軸線C
L上に位置しておりその周速が零となり有効な切削刃と
して機能しないのに対し、本実施形態によるボールエン
ドミルの円弧状切刃5の先端Pは中心軸線CL付近では
あるが中心軸線CLからずれて位置するようになるた
め、円弧状切刃5の先端Pの周速は零にはならず、円弧
状切刃5の先端Pは有効な切削刃として機能するように
なる。したがって、本実施形態のボールエンドミルによ
ると、切削仕上げ面の面粗度及び加工精度の向上を図る
ことができ、また、ボールエンドミルの寿命の延長を図
ることができる。
【0012】また、本実施形態によるボールエンドミル
は、内側屈曲切刃部52の稜線52aは円弧又は曲線を
描き、かつ、内側屈曲切刃部52の稜線52aと外側円
弧状切刃部51の稜線51aとの接続点Pにおいて、内
側屈曲切刃部52の稜線52aに対する接線T1と外側
円弧状切刃部51の稜線51aに対する接線T2とが同
一接線になるよう構成される。このため、内側屈曲切刃
部52の稜線52aと外側円弧状切刃部51の稜線51
aとの接続点Pに段差や角が発生しなくなり、切削仕上
げ面の面粗度及び加工精度を一層向上させ、また、寿命
の一層の延長を図ることができる。
【0013】さらに、本実施形態によるボールエンドミ
ルは、外側円弧状切刃部51の稜線51aの先端Pを起
点として稜線51aの円中心Oと同一の点を中心とする
仮想円Cを描いたとき、仮想円Cと中心軸線CLとの交
点Qと外側円弧状切刃部51の稜線先端Pとの中心軸線
CL方向における寸法差dが、一般的許容差以下に設定
されるよう構成される。このため、本実施形態によるボ
ールエンドミルは、実用上問題とならない。
【0014】なお、図1〜図4には、二枚刃タイプのボ
ールエンドミルを示したが、本発明は、このタイプのも
のに限定されるものではなく、また、複数刃のボールエ
ンドミルの場合、少なくとも一枚以上の円弧状切刃5に
外側円弧状切刃部51と内側屈曲切刃部52を設ければ
よい。
【0015】以下、本発明のボールエンドミルと従来の
他社製のボールエンドミルとの比較試験について説明す
る。
【0016】試験方法 下記条件により双方のボールエンドミルの寿命と被切削
材の加工面の粗さを測定した。
【0017】・使用ボールエンドミル 超硬母材(チタンアルミナコーティング) φ10×5R ・被切削材料 SKD61ダイキャスト金型鋼(硬度HRC48) ・使用条件 工具回転数 4000rpm(周速125m/分) 送り量 600mm/分(0.075mm/1刃) ピック送り 2mm 切込量 3mm 試験結果 各3回の試験結果の平均値を下記に示し検証する。
【0018】 ・従来のボールエンドミル 切削総全長 90m 寿命判定 切刃先端チッピングによる振動の発生 加工面粗さ 加工開始時 Rmax19μm Rz12μm 寿命直前 Rmax35μm Rz22μm 検証 本工具は試験開始時より切刃先端が加工面に傷を付 けていくような状態であり、加工面の面粗度も最良 の値で9μmであった。工具寿命の終わり近くにお いては、加工面に毛羽立ちのような部分が目立ち面 粗度も20μm以上を示すようになり、間もなく切 削続行不能となった。
【0019】 ・本発明のボールエンドミル 切削総全長 200m 寿命判定 切刃2番逃げ面摩耗による切削振動音の発生 加工面粗さ 加工開始時 Rmax9μm Rz5μm 寿命直前 Rmax14μm Rz8μm 検証 本工具は試験開始時より加工面はきわめて良好な面 粗度を示し工具寿命近くまで安定した面粗度の値で 推移した上、工具寿命においては従来のボールエン ドミルに比較して2〜3倍以上の寿命であり、切刃 の摩耗状態もチッピング等の異常発生が見られなか った。
【0020】
【発明の効果】本発明によるボールエンドミルは、円弧
状切刃が外側円弧状切刃部と内側屈曲切刃部とを備え、
外側円弧状切刃部の稜線の先端が、ボールエンドミルの
中心軸線付近に位置するとともに、内側屈曲切刃部の稜
線が、外側円弧状切刃部の稜線の先端から外側円弧状切
刃部の稜線の円中心に向かって屈曲するよう形成され
る。このため、本発明のボールエンドミルによると、切
削仕上げ面の面粗度及び加工精度の向上を図ることがで
き、また、ボールエンドミルの寿命の延長を図ることが
できる。
【0021】また、本発明によるボールエンドミルは、
内側屈曲切刃部の稜線は円弧又は曲線を描き、かつ、内
側屈曲切刃部の稜線と外側円弧状切刃部の稜線との接続
点において、内側屈曲切刃部の稜線に対する接線と外側
円弧状切刃部の稜線に対する接線とが同一接線になるよ
う構成したため、内側屈曲切刃部の稜線と外側円弧状切
刃部の稜線との接続点に段差や角が発生しなくなり、切
削仕上げ面の面粗度及び加工精度を一層向上させ、ま
た、寿命の一層の延長を図ることができる。
【0022】さらに、本発明によるボールエンドミル
は、外側円弧状切刃部の稜線の先端を起点として稜線の
円中心と同一の点を中心とする仮想円を描いたとき、仮
想円と中心軸線との交点と外側円弧状切刃部の稜線先端
との中心軸線方向における寸法差が、一般的許容差以下
に設定されるよう構成したため、実用上問題とならない
ボールエンドミルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるボールエンドミルの
全体斜視図である。
【図2】同ボールエンドミルの要部側面図である。
【図3】図2に示すボールエンドミルの外形形状から主
として円弧状切刃の稜線を取り出して描いた側面図であ
る。
【図4】円弧状切刃の稜線の拡大側面図である。
【図5】従来からの二枚刃タイプのボールエンドミルの
全体斜視図である。
【符号の説明】
5 円弧状切刃 51 外側円弧状切刃部 51a 外側円弧状切刃部51の稜線 P 稜線51aの先端(稜線51aと稜線52aとの
接続点) O 稜線51aの円中心 T2 接続点Pにおける稜線51aに対する接線 52 内側屈曲切刃部 52a 内側屈曲切刃部の稜線 T1 接続点Pにおける稜線52aに対する接線 CL ボールエンドミルの中心軸線 C 円中心Oと同一の点を中心とする仮想円 Q 仮想円Cと中心軸線CLとの交点 d 交点Qと稜線先端Pとの中心軸線CL方向におけ
る寸法差

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外側円弧状切刃部と内側屈曲切刃部とを
    備え、 前記外側円弧状切刃部の稜線の先端が、当該ボールエン
    ドミルの中心軸線付近に位置するとともに、 前記内側屈曲切刃部の稜線が、前記外側円弧状切刃部の
    稜線の先端から該外側円弧状切刃部の稜線の円中心に向
    かって屈曲するよう形成されることを特徴とするボール
    エンドミル。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記内側屈曲切刃部の稜線は円弧又は曲線を描き、か
    つ、該内側屈曲切刃部の稜線と前記外側円弧状切刃部の
    稜線との接続点において、該内側屈曲切刃部の稜線に対
    する接線と該外側円弧状切刃部の稜線に対する接線とが
    同一接線になることを特徴とするボールエンドミル。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、 当該ボールエンドミルが複数刃を有するボールエンドミ
    ルである場合、少なくとも一枚以上の刃に前記外側円弧
    状切刃部及び前記内側屈曲切刃部が形成されることを特
    徴とするボールエンドミル。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3において、 前記外側円弧状切刃部の稜線の先端を起点として該稜線
    の円中心と同一の点を中心とする仮想円を描いたとき、
    該仮想円と前記中心軸線との交点と前記外側円弧状切刃
    部の前記稜線先端との前記中心軸線方向における寸法差
    が、一般的許容差以下に設定されることを特徴とするボ
    ールエンドミル。
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