JP5126205B2 - Ball end mill - Google Patents
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Description
本発明は、エンドミル本体先端部に軸線回りの回転軌跡が半球状をなす少なくとも一対の切刃が形成されたボールエンドミルに関するものである。 The present invention relates to a ball end mill in which at least a pair of cutting blades whose rotational trajectory around an axis forms a hemisphere is formed at the end of an end mill main body.
この種のボールエンドミルとしては、例えば特許文献1に、先端の半球状部(エンドミル本体先端部)に軸心(軸線)に対して対称的に一対のボール刃(切刃)が設けられた非鉄金属用ボールエンドミルであって、半球状部の中心部で一対のボール刃が存在しない円形領域(心厚円)の直径寸法は0.02〜0.08mmの範囲内で、該中心部における一対のボール刃の重なり寸法(切刃の行き違い量)は0〜0.08mmの範囲内で、該一対のボール刃の刃直角すくい角は10°〜20°の範囲内としたものが提案されている。
As this type of ball end mill, for example,
そして、特許文献1によれば、このようなボールエンドミルでは、上記円形領域の直径寸法が小さいために切削作用が得られない領域が極僅かであり、かつボール刃の刃直角すくい角が大きいため、切れ味が向上して優れた切削性能が得られる一方、一対のボール刃の重なり寸法が上記範囲内であるため、円形領域の収縮に係わらずボール刃の機械的強度が著しく低下するおそれはなく、アルミ等の軟質材に対しては実用上十分な強度を確保できるとされている。
According to
しかしながら、この特許文献1記載のボールエンドミルでは、切刃の外径(切刃が軸線回りになす半球の直径)に関わらず心厚円の直径が一定の範囲内であるため、切刃の外径が大きい場合には相対的に心厚円の直径が小さくなりすぎてエンドミル本体先端の軸線周辺の強度が損なわれ、このような切刃外径の大きなボールエンドミルが多用される比較的負荷の大きい加工ではこのエンドミル本体先端が欠損するおそれがある一方、逆に切刃の外径が小さい場合には相対的に心厚円の直径が大きくなりすぎて良好な切れ味を得ることが困難となるおそれがあった。
However, in the ball end mill described in
また、上記ボールエンドミルでは切刃の行き違い量も切刃外径に関わらず一定であるため、切刃の外径が大きい場合には相対的に行き違い量が小さくなり、これに伴い切刃によって生成された切屑を排出するためのチップポケットも小さくなって切屑排出性が損なわれるおそれがある一方、切刃外径が小さい場合には相対的に切刃の行き違い量が大きくなりすぎてチップポケットも大きくなり、これに伴いエンドミル本体先端の剛性確保が困難となってやはりその欠損を招いたりするおそれがある。 In the above ball end mill, the amount of crossing of the cutting edge is constant regardless of the outside diameter of the cutting edge. Therefore, when the outside diameter of the cutting edge is large, the amount of crossing becomes relatively small, and accordingly, generated by the cutting edge. There is a risk that the chip pocket for discharging the cut chips will be small and chip discharge performance may be impaired. As a result, the rigidity of the end mill main body becomes difficult to secure, and there is a risk that the chip will be lost.
本発明は、このような背景の下になされたもので、切刃の外径が2mmを下回るような小径のボールエンドミルでもエンドミル本体先端の耐欠損性と切刃の切れ味および切屑排出性とを両立することが可能なボールエンドミルを提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background. Even in a ball end mill with a small diameter such that the outer diameter of the cutting edge is less than 2 mm, the chip end resistance of the end mill main body, the sharpness of the cutting edge, and chip dischargeability are achieved. It aims at providing the ball end mill which can be compatible.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明におけるボールエンドミルは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部に、上記軸線回りの回転軌跡が略半球状をなす少なくとも一対の切刃が、上記エンドミル本体先端において上記軸線を挟んで互いに反対側に形成されてなるボールエンドミルであって、上記エンドミル本体の先端部にはギャッシュが形成されていて、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と上記エンドミル本体先端部の逃げ面との交差稜線部に上記切刃を形成するとともに、この切刃の外径が2mmを下回る径とし、上記軸線方向先端視において、該軸線を中心として上記一対の切刃に内接する心厚円の直径δ(mm)を該切刃の外径D(mm)に対してδ=0.03×D1/2〜δ=0.06×D1/2の範囲内とするとともに、これらの一対の切刃が上記心厚円との接点を越えて互いに行き違う切刃の行き違い量H(mm)をH=0.05×D1/2−0.04〜H=0.09×D1/2の範囲内とし、上記切刃と、上記ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向く壁面と上記逃げ面との交差稜線部とが交差するギャッシュコーナ部を、上記軸線方向先端視において曲率半径R(mm)が0.03mm以上で上記切刃の外径D(mm)に対して0.08×D 1/2 以下の範囲内とされた凹曲線状として、上記切刃と、上記ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向く壁面と上記逃げ面との交差稜線部とを、上記ギャッシュコーナ部がなす凹曲線の両端に滑らかに接して連なるように形成したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve such an object, the ball end mill according to the present invention has at least the end of the end mill main body rotated about the axis, and the rotation trajectory about the axis forms a substantially hemispherical shape. A pair of cutting blades are ball end mills formed at opposite ends of the end mill main body with the axis interposed therebetween, and a gash is formed at the end of the end mill main body, and the end mill rotation of the gash and forming the cutting edge to the intersecting edge line region of the flank of the wall and the end mill body tip facing direction, the outer diameter of the cutting edge and the diameter below 2 mm, in the axial direction tip view, the said axis The diameter δ (mm) of the center-thick circle inscribed in the pair of cutting edges as the center is δ = 0.03 × D 1/2 to δ = 0.06 × with respect to the outer diameter D (mm) of the cutting blade. D The difference H (mm) between the cutting edges of the pair of cutting edges that cross each other beyond the contact point with the core thickness circle is H = 0.05 × D 1/2. Gash where the cutting edge, a wall surface facing the rear side in the end mill rotation direction of the gasche, and an intersecting ridge line portion of the flank face are in a range of −0.04 to H = 0.09 × D1 / 2. The corner portion has a radius of curvature R (mm) of 0.03 mm or more and 0.08 × D 1/2 or less with respect to the outer diameter D (mm) of the cutting blade in the axial front end view . As a concave curve shape, the cutting edge, the wall surface facing the rear side in the end mill rotation direction of the gasche and the ridge line portion of the flank face are in smooth contact with both ends of the concave curve formed by the gasche corner portion. It is characterized by being formed .
従って、このようなボールエンドミルにおいては、上記心厚円の直径δおよび切刃の行き違い量Hが、いずれも切刃の外径Dの平方根に基づく範囲内に設定されるため、切刃外径Dが2mmを下回る小径のボールエンドミルにおいても、心厚円直径を小さくして切刃をエンドミル本体の最先端の軸線近傍により近づけることにより鋭い切れ味を確保しつつも、必要最小限の心厚円直径は残すことが可能となる一方、こうして心厚円直径が小さくなることによるエンドミル本体先端の剛性不足を、切刃の行き違い量をやはり必要最小限で小さく抑えることにより、必要なチップポケット容量は維持したままチップポケットによってエンドミル本体先端が大きく切り欠かれるのを防ぐことで、避けることができる。 Accordingly, in such a ball end mill, the diameter δ of the core thick circle and the amount of difference H of the cutting edge are both set within a range based on the square root of the outer diameter D of the cutting edge. Even in a ball end mill with a small diameter of D less than 2 mm , the core thickness circle is the minimum necessary while ensuring a sharp sharpness by reducing the core thickness diameter and bringing the cutting edge closer to the end axis of the end mill body. While it is possible to leave the diameter, the lack of rigidity at the tip of the end mill body due to the decrease in the diameter of the core thickness circle, thus reducing the crossing amount of the cutting blade to the minimum necessary, the required chip pocket capacity is This can be avoided by preventing the tip mill body from being greatly cut out by the tip pocket while maintaining it.
ここで、さらに上記切刃の行き違い量H(mm)は上記心厚円の直径δ(mm)に対してH=2×δ以下の範囲内とされるのが望ましい。すなわち、切刃の外径Dが比較的小さく、これに伴い心厚円の直径δも小さくされる小径のボールエンドミルにおいては、上述のようにエンドミル本体先端の軸線近傍における切刃の切れ味が良いために排出性の良い切屑が生成されるのでチップポケットをあまり大きくとる必要がなく、行き違い量Hをより小さな範囲に抑えることによってこのエンドミル本体先端の剛性を確実に確保して切刃強度を維持することができる。ただし、行き違い量Hは例えばδ−0.03(mm)以上程度に大きくしてチップポケットを大きく確保することが望ましい。 Here, it is desirable that the amount of crossing H (mm) between the cutting edges be within a range of H = 2 × δ or less with respect to the diameter δ (mm) of the core thickness circle. That is, in the small-diameter ball end mill in which the outer diameter D of the cutting edge is relatively small and the diameter δ of the core thickness circle is reduced accordingly, the cutting edge near the axis of the end mill body tip is good as described above. Therefore, it is not necessary to make the chip pocket too large because chips with good dischargeability are generated, and by keeping the crossing amount H in a smaller range, the rigidity of the end mill body tip is ensured and the cutting edge strength is maintained. can do. However , it is desirable to ensure a large chip pocket by increasing the crossing amount H to, for example, about δ−0.03 (mm) or more.
さらに、本発明のボールエンドミルにおいては、上記エンドミル本体の先端にギャッシュが形成されて、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と上記エンドミル本体先端の逃げ面との交差稜線部に上記切刃が形成されており、この切刃と、上記ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向く壁面と上記逃げ面との交差稜線部とが交差するギャッシュコーナ部を、上記軸線方向先端視において曲率半径R(mm)が0.03(mm)以上で上記切刃の外径D(mm)に対してR=0.08×D1/2以下の範囲内とされた凹曲線状としている。なお、切刃と、上記ギャッシュのエンドミル回転方向後方側を向く壁面と上記逃げ面との交差稜線部とは、上記軸線方向先端視において80°〜120°の範囲内の交差角αで交差する方向に形成されるのが望ましい。 Further, in the ball end mill of the present invention , a gash is formed at the tip of the end mill body, and the cutting edge is formed at a crossing ridge line portion between a wall surface facing the end mill rotation direction of the gash and a flank at the tip of the end mill body. It is, with the cutting edge, the gash corner portion and the intersection ridge line intersects the wall face and the flank facing the end mill rotating direction rear side of the gash, curvature in the axial direction distal end view radius R (mm) Is 0.03 (mm) or more, and is a concave curve shape within the range of R = 0.08 × D 1/2 or less with respect to the outer diameter D (mm) of the cutting blade . Note that the cutting edge, the crossing ridge line portion of the wall surface facing the rear side in the end mill rotation direction of the gasche and the flank surface intersects at an intersecting angle α in the range of 80 ° to 120 ° in the end view in the axial direction. It is desirable to be formed in the direction.
すなわち、上記ギャッシュコーナ部の曲率半径Rや上記交差角αが小さすぎると、このギャッシュコーナ部に応力が集中しやすくなって、小径のボールエンドミルではエンドミル本体に損傷が生じるおそれがある。また、逆に交差角αが大きすぎても、ギャッシュが大きくなりすぎてエンドミル本体先端が大きく切り欠かれてその剛性を確保することが困難となるおそれがあり、曲率半径Rが大きすぎると、ギャッシュに十分なチップポケット容量を確保することができなくなって良好な切屑排出性が損なわれるとともに、切刃の回転軌跡がなす半球の精度が損なわれるおそれも生じる。 That is, if the radius of curvature R of the gash corner and the crossing angle α are too small, stress tends to concentrate on the gash corner and the end mill body may be damaged in a small-diameter ball end mill. On the other hand, if the crossing angle α is too large, the gash becomes too large and the end of the end mill main body may be greatly cut out to make it difficult to ensure its rigidity. If the curvature radius R is too large, Insufficient chip pocket capacity for the gasche cannot be secured, and good chip discharge performance is impaired, and the accuracy of the hemisphere formed by the rotation trajectory of the cutting edge may be impaired.
以上説明したように、本発明によれば、エンドミル本体先端の剛性を確保することによりその軸線近傍の切刃に高い切刃強度を与えて優れた耐欠損性を得るとともに、該切刃の切れ味および切屑排出性を良好にして円滑かつ高精度の加工を図ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, by ensuring the rigidity of the tip of the end mill main body, a high cutting edge strength is given to the cutting edge in the vicinity of the axis to obtain excellent chipping resistance, and the cutting edge of the cutting edge is obtained. In addition, it is possible to achieve a smooth and highly accurate processing with good chip discharge performance.
図1ないし図3は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてエンドミル本体1は、超硬合金等の硬質材料によって形成されて、その先端側に切刃部2が形成されるとともに後端部は略円柱軸状のシャンク部3とされ、このシャンク部3が工作機械の回転軸に把持されることにより中心軸線O回りにエンドミル回転方向Tに回転させられ、例えば金型等の加工に使用される。ここで、本実施形態では、上記切刃部2の外周に、該切刃部2の先端から後端側に向けてエンドミル回転方向Tの後方側に向かうように捩れる一対の切屑排出溝4,4が軸線Oを挟んで互いに反対側に対称に形成されており、これらの切屑排出溝4,4のエンドミル回転方向T側を向く壁面の辺稜部に外周刃5がそれぞれ形成されている。
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In this embodiment, the
一方、切刃部2の先端すなわちエンドミル本体1の先端部には、上記切屑排出溝4,4に連通するチップポケット6がそれぞれ形成されており、各チップポケット6のエンドミル回転方向T側を向く壁面の辺稜部には、軸線O回りの回転軌跡が半球状をなす略1/4円弧状の切刃7が、やはり軸線Oを挟んで互いに反対側に対称に、かつエンドミル本体1先端の軸線O近傍から外周側に向かうに従い、やはり軸線O回りにエンドミル回転方向Tの後方側に捩れるように延びて、上記外周刃5に連なるようにそれぞれ形成されている。従って、このように捩れて形成されることにより、本実施形態では上記切刃7,7は、軸線O方向先端視において図2に示すように緩やかに湾曲する概略S字状を呈することとなる。また、この切刃7のエンドミル回転方向T後方側に連なる切刃部2の先端外周面は、本実施形態ではこのエンドミル回転方向T後方側に向かうに従い多段に後退する逃げ面8とされている。
On the other hand,
ここで、両チップポケット6のエンドミル本体1先端における軸線O近傍部分はギャッシュ9とされ、従ってこの軸線O近傍において各切刃7は上記ギャッシュ9のエンドミル回転方向T側を向く壁面と上記逃げ面8との交差稜線部に形成されることとなる。これらのギャッシュ9,9は、本実施形態では図3に示すように軸線O方向先端視において、該軸線Oを含む仮想平面Pに対して該仮想平面Pと交差することなく互いに反対側に位置し、かつこの仮想平面Pに沿って軸線Oを僅かに越え互いに行き違うように形成されている。従って、このエンドミル本体1先端における軸線Oの近傍における切刃7,7も、軸線O方向先端視において互いに平行かつ仮想平面Pに対しても平行に外周側から該軸線Oを越えて行き違うように延びた後、ギャッシュ9のエンドミル回転方向T後方側を向く壁面と他方の切刃7に連なる逃げ面8(第1逃げ面8a)との交差稜線部10に交差することとなる。
Here, the vicinity of the axis O at the tip of the
このように切刃7,7が形成されることにより、エンドミル本体1先端の軸線O近傍には、一対の切刃7,7の間に、ギャッシュ9が形成されずに両切刃7,7に連なる逃げ面8,8がそのまま延びる心厚部11が残されることとなり、この心厚部11上において軸線O方向先端視に該軸線Oを中心として両切刃7,7に内接する円が心厚円Cとされ、従って切刃7,7は外周側からこの心厚円Cとの接点を越えて該接点における上記エンドミル回転方向Tの接線方向に互いに行き違うこととなる。また、該心厚部11においては、上記逃げ面8,8同士がチゼル12を介して互いに鈍角に交差させられ、本実施形態ではこのチゼル12は、軸線O方向先端視においては該軸線Oを通って両切刃7,7に鈍角に交差する直線状に、また上記仮想平面Pに直交する側面視には略凸円弧状に形成されている。
By forming the
そして、この心厚円Cの直径δ(mm)は、切刃7が軸線O回りの回転軌跡においてなす上記半球の直径、すなわち切刃7の外径D(mm)に対して、δ=0.03×D1/2〜δ=0.06×D1/2の範囲内とされるとともに、上記一対の切刃7,7が上述のようにこの心厚円Cとの接点を越えて互いに行き違う切刃7の行き違い量H(mm)はH=0.05×D1/2−0.04〜H=0.09×D1/2の範囲内とされている。さらに、本実施形態では、この切刃7の行き違い量H(mm)は、上記心厚円の直径δ(mm)に対して2×δ以下とされ、望ましくはδ−0.03(mm)以上とされている。ただし、この行き違い量Hは、図3に示すように軸線O方向先端視において、上記一対の切刃7,7の上記第1逃げ面8aとこれに連なる第2逃げ面8bとの交差稜線Lと上記ギャッシュ9との交点Qにおける上記交差稜線部10の接線S同士の間隔を、上記心厚円Cと切刃7との接線方向に測った長さとされている。
The diameter δ (mm) of the thick core C is δ = 0 with respect to the diameter of the hemisphere formed by the
さらに、本実施形態では、この切刃7と上記交差稜線部10とが交差するギャッシュ9の隅のギャッシュコーナ部13が、軸線O方向先端視において曲率半径R(mm)が0.03(mm)以上で上記切刃7の外径D(mm)に対して0.08×D1/2以下の範囲内とされた凹曲線状とされていて、切刃7と交差稜線部10(ギャッシュ9と第1逃げ面8aとの交差稜線部)とは軸線O方向先端視においてこのギャッシュコーナ部13がなす凹曲線の両端に滑らかに接して連なる直線状とされている。さらにまた、こうしてギャッシュコーナ部13を介して連なる切刃7と上記交差稜線10とは、やはり軸線O方向先端視において80°〜120°の範囲内の交差角αで交差する方向に形成されている。
Further, in this embodiment, the
従って、このように構成されたボールエンドミルでは、まずエンドミル本体1先端の軸線O近傍に、この軸線O近傍にまで延びる切刃7,7の逃げ面8,8同士がチゼル12を介して交差する心厚部11が残されており、これにより特に切削速度が0となることでより高い負荷が作用するこの軸線O近傍におけるエンドミル本体1の剛性や切刃7の強度を確保して、例えば比較的負荷の大きい鋼材や硬質合金材料の高速加工を行う場合や、切削の進行によって摩耗が増大した場合などにおいても、この先端の軸線O近傍においてエンドミル本体1に欠損が生じたりするのを防ぐことができる。また、これら軸線O近傍に延びる一対の切刃7,7が互いにこの軸線Oを中心とする心厚円Cとの接点を越えて行き違うように形成されており、これに伴い該切刃7に連なってチップポケット6に連通するギャッシュ9も互いに行き違うように大きく確保されているので、良好な切屑排出性を得ることができる。
Therefore, in the ball end mill configured as described above, first, the flank surfaces 8 of the
そして、上記構成のボールエンドミルでは、上記心厚部11における心厚円Cの直径δ(mm)と、切刃7,7の行き違い量H(mm)とが、いずれも切刃7の外径D(mm)に対してそれぞれδ=0.03×D1/2〜δ=0.06×D1/2の範囲内およびH=0.05×D1/2−0.04〜H=0.09×D1/2の範囲内とされており、すなわちこの外径Dの平方根に基づいて設定されている。このため、切刃7の外径Dが2mmを下回る小径のボールエンドミルにおいて、外径Dが小さくなるに従い心厚円Cの直径δも小さくなって切刃7がよりエンドミル本体1先端の軸線O近傍に近づくので、エンドミル本体1先端において切刃7が形成されずに切削に関与しない部分を少なくするとともに、この軸線O近傍に至るまで切刃7に鋭い切れ味を与えることができ、高い加工精度を得ることが可能となる。これは、特にこのような小径のボールエンドミルが多用される金型等の精密加工において効果的である。
In the ball end mill having the above-described configuration, the diameter δ (mm) of the core thick circle C in the core
また、こうして切刃7の外径Dが小さくなるのに従い、切刃7,7の行き違い量Hも小さく抑えられるので、上述のように心厚円Cの直径δが小さくなることに伴うエンドミル本体1先端の剛性の不足を補うことができ、すなわち行き違い量Hが小さくなるのに伴ってギャッシュ9やチップポケット6によりエンドミル本体1先端が切り欠かれる部分を小さく抑えて剛性を確保するとともに、心厚部11の上記仮想平面Pに沿った方向の幅も小さく抑えることができるため、エンドミル本体1先端のこの心厚部11の破損等を防止することが可能となる。
Further, as the outer diameter D of the
ただし、このような小径のボールエンドミルにおいては、これら心厚円Cの直径δや切刃7,7の行き違い量Hが上述のように切刃7の外径Dの平方根に基づいて設定されることにより、例えばやはりこれらが外径Dに比例して小さくなるような場合に比べ、大径の場合とは逆に必要以上に小さくなってしまうのを避けることができる。従って、小径のボールエンドミルでも心厚円Cには最小限必要な直径δを確保しておくことができるので、行き違い量Hが抑えられることとも相俟ってより確実にエンドミル本体1先端の剛性確保を図ることができる一方、この行き違い量Hも必要以上に小さくなりすぎることがないので、小径であってもギャッシュ9やチップポケット6には切屑排出に十分な容量を確保することが可能となる。すなわち、上記構成のボールエンドミルによれば、エンドミル本体1先端の耐欠損性と切刃7の切れ味および切屑排出性とを両立することができ、円滑かつ高精度の加工を行うことが可能となる。
However, in such a small-diameter ball end mill, the diameter δ of the core thick circle C and the amount of difference H between the cutting
ところで、切刃7の外径Dが比較的小さい上記小径のボールエンドミルでは、上述のように心厚円Cの直径δが最小限必要な範囲で小さくされて切刃7に良好な切れ味が与えられるのに伴い、切屑も一定形状の排出性の良いものが生成されるので、ギャッシュ9やチップポケット6にはそれほど大きな容量を確保する必要はなく、むしろ行き違い量Hを極力小さく抑えてエンドミル本体1先端の剛性および切刃7の強度を確実に確保するのがより望ましい。
By the way, in the above-described small-diameter ball end mill having a relatively small outer diameter D of the
そこで、これに対して本実施形態では、上述のように心厚円Cの直径δと切刃7,7の行き違い量Hとが切刃7の外径Dの平方根に基づく範囲内に設定されるのに加え、さらにこれら心厚円Cの直径δ(mm)と切刃7,7の行き違い量H(mm)との関係も、Hが2×δ以下となるように設定され、また望ましくはHがδ−0.03(mm)以上となるようにされている。従って、このように心厚円Cの直径δに対する行き違い量Hの上下限が設定されることにより、上記小径のボールエンドミルにおいては、この行き違い量Hが必要以上に大きくなるのをさらに確実に避けることができ、一層の剛性や切刃強度の確保を図ることができる。
Accordingly, in the present embodiment, as described above, the diameter δ of the core thick circle C and the difference H between the cutting
さらに、本実施形態では、上記ギャッシュ9のエンドミル回転方向T側を向く壁面と逃げ面8との交差稜線部に形成されることとなる切刃7と、このギャッシュ9のエンドミル回転方向T後方側を向く壁面と逃げ面8(第1逃げ面8a)との交差稜線部10とが、軸線O方向先端視において凹曲線状をなすギャッシュコーナ部13を介して交差するように形成されており、従ってこのギャッシュコーナ部13に切削時の応力が集中したりするのを抑制することができて、このような応力集中によるエンドミル本体1の損傷を防止することができる。また、特に外径Dが小さい場合において、最も剛性・強度が弱くなるエンドミル本体1最先端のチゼル12部分から軸線O方向後端側に向けて、該軸線Oに直交する断面における心厚を漸次大きくすることができるので、エンドミル本体1先端の強度の向上を図ることも可能となる。
Furthermore, in this embodiment, the
また、このギャッシュコーナ部13が軸線O方向先端視においてなす凹曲線の曲率半径R(mm)は、小さすぎると上述のような効果を得ることができなくなるおそれがある一方、逆に大きすぎるとギャッシュ9のチップポケット容量が小さくなって却って切屑排出性を損ねるおそれが生じるとともに、切刃7が軸線O回りの回転軌跡においてなす半球の精度、いわゆるボールエンドミルにおける切刃のアール精度が悪化し易くなるので、本実施形態では0.03mm以上で、上記切刃7の外径D(mm)に対して0.08×D1/2以下の範囲内としている。なお、図4に示すのは、このギャッシュコーナ部13を凹曲線状に形成せずに切刃7と交差稜線部10とが角度をもって交差するように形成した上記実施形態に対する参考例である。
Further, if the radius of curvature R (mm) of the concave curve formed by the
また、本実施形態では、こうしてギャッシュコーナ部13を介して交差する切刃7と、ギャッシュ9のエンドミル回転方向T後方側を向く壁面と逃げ面8との交差稜線10とが、やはり軸線O方向先端視において80°〜120°の範囲内の交差角α、すなわちギャッシュ9の開角で交差する方向に形成されているが、これは、この交差角αが小さすぎると、上記エンドミル回転方向T後方側を向く壁面が切刃7側に対向するように向けられることとなることにより、エンドミル本体1先端のチップポケットも小さくなり、切屑の流出を遮ってその円滑な排出を阻害するおそれがあるからである。その一方で、この交差角αが大きすぎると、ギャッシュ9が軸線O方向先端視に大きく開いた形状となってエンドミル本体1先端が大きく切り欠かれ、その剛性を確保することができなくなるおそれがあるので、この交差角αは本実施形態のように80°〜120°の範囲内に設定されるのが望ましい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、エンドミル本体1先端部(切刃部2)に軸線O回りの回転軌跡が半球状をなす一対の切刃7,7が形成された、2枚刃のボールエンドミルについて説明したが、刃数が2枚よりも多い、例えば図5に示すような4枚刃のボールエンドミル等に本発明を適用することも可能である。なお、この図5に示すボールエンドミルでは、軸線Oを挟んで互いに反対側に位置する一対の切刃7,7がエンドミル本体1先端の軸線O近傍から外周側に延びるように形成される一方、残りの2枚の切刃14,14はこれらの切刃7,7よりも外周側に離間した位置から外周側に延びるように形成され、これらの切刃7,7,14,14の回転軌跡が1つの半球状を呈するようにされている。
Further, in the present embodiment, a two-blade ball end mill in which a pair of
次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果についてより具体的に説明する。本実施例ではまず、図1ないし図3に示した上記実施形態に基づき、その切刃7の外径D(mm)が1mm、心厚円Cの直径δ(mm)が0.04mmで、切刃7,7の行き違い量H(mm)が異なる2種のボールエンドミルを用いて切削試験を行った。その結果を、それぞれのボールエンドミルについて、上記各寸法および行き違い量H(mm)と芯厚円Cの直径δ(mm)との比H/δとともに表1に実施例1−1、1−2として示す。また、これに対する比較例として、各実施例のボールエンドミルと等しい切刃7の外径D(mm)および心厚円Cの直径δ(mm)であって、ただし切刃の行き違い量H(mm)が異なる1種のボールエンドミルでも同様の切削条件の下で切削試験を行った。その結果についても表1に比較例1−1として合わせて示す。
Next, the effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention. In this example, first, based on the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the outer diameter D (mm) of the
なお、これらの実施例および比較例のボールエンドミルは、いずれも超微粒超硬合金よりなるエンドミル本体の表面に(Al,Ti)Nコーティングを施したものであって、外周刃5も含めた切刃部2の長さ(刃長)はそれぞれ外径Dの2倍であった。また、切削試験に用いた被削材はSKD61(52HRC)であって、切削試験ではこの被削材に、実施例1−1、1−2、比較例1−1では回転速度10000rpm、送り速度1800mm/min、切込み深さ半径方向0.4mm、軸方向0.2mmで、ダウンカットおよびエアブローにより側面加工を行った。
Note that the ball end mills of these examples and comparative examples both have (Al, Ti) N coating on the surface of the end mill body made of ultra-fine cemented carbide, and include the outer
この表1の結果より、切刃の行き違い量Hが大きくされた比較例1−1にあっては、切刃の先端部(エンドミル本体1の先端)に欠損が生じて切削試験を中止せざるを得なかった。 From the results shown in Table 1, in Comparative Example 1-1 in which the amount of difference H in the cutting edge was increased, the tip of the cutting edge (tip of the end mill body 1) was damaged and the cutting test was stopped. Did not get .
ところが、この比較例1−1に対して、本発明に係わる実施例のボールエンドミルでは、切刃7に欠損が生じたりすることはなく、また円滑な切屑排出によって切削抵抗も低く抑えられるとともに、優れた加工精度および仕上面を得ることができた。特に、切刃7,7の行き違い量Hが心厚円Cの直径δに対して2×δよりも大きくされた(H/δが2よりも大きくされた)実施例1−2では、それぞれの切削試験の送り速度よりもさらに高送りで切削を試みたときには切刃7にチッピングが認められたのに対し、この行き違い量Hが心厚円Cの直径δに対して2×δ以下とされた(H/δが2以下とされた)実施例1−1のボールエンドミルでは、このようなチッピングは認められず、より高能率の切削加工が可能であった。
However, with respect to the comparative example 1-1 , in the ball end mill of the example according to the present invention , the
1 エンドミル本体
2 切刃部
6 チップポケット
7 切刃
8 逃げ面
9 ギャッシュ
10 ギャッシュ9のエンドミル回転方向T後方側を向く壁面と逃げ面8との交差稜線部
11 心厚部
12 チゼル
13 ギャッシュコーナ部
O エンドミル本体1の軸線
T エンドミル回転方向
C 心厚円
D 切刃7の外径
δ 心厚円Cの直径
H 切刃7の行き違い量
R ギャッシュコーナ部13の曲率半径
α 切刃7と交差稜線部10との交差角
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