JPS62203711A

JPS62203711A - 転削工具

Info

Publication number: JPS62203711A
Application number: JP61043459A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Hiyama; 桧山　信雄
Original assignee: IZUMO SANGYO KK
Current assignee: IZUMO SANGYO KK
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-09-08
Also published as: JPS6362323B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、外周にねじれを有する複数の切刃が形成さ
れた転削工具に関するものである。

［従来の技術］従来のこの種の転削工具としては、第８図（Ａ）、（Ｂ
）に示すエンドミルがある。このエンドミルは、棒状を
なすエンドミル本体ｌの先端部にある刃部１ａの外周に
複数の切刃２を形成されてなるものであり、切刃２はエ
ンドミル本体ｌが太き（振動するのを防止するために、
ねじれをしって形成されている。

すなわち、仮に切刃２をエンドミル本体Ｉの長手方向に
沿ってストレートに形成した場合には、切刃２の軸線方
向における切り込み部分全体がワークに同時に喰付き、
またワークから同時に離れる。そして、切刃２がワーク
に喰付く際にエンドミル本体ｌに切削荷重が衝撃的に作
用する一方、切刃２がワークから離れる際にはエンドミ
ル本体ｌに作用する切削荷重が急激に減少する。この切
削荷重の急激な変化によって、エンドミル本体ｌが振動
せしめられる。この点、上記のエンドミルにおいては、
切刃２をねじれをもって形成しているから、切刃２はワ
ークに徐々に喰付き、またワークから徐々に離れる。し
たがって、切削荷重が急激に変動することがなく、エン
ドミル本体ｌが振動するのを防止することができる。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記のエンドミルにおいては、切削荷重
の急激な変化に伴う比較的大きな振動は防止す・ること
かできるものの、比較的小さな振動の発生があった。こ
のため、仕上げ面が悪化し、特に高い面粗度が要求され
るような場合、あるいは重切削（深切り込み）または高
送りで切削するような場合には、充分に満足し得るもの
とはいい難かった。

［問題点の原因追及コそこで、この出願の発明者は、比較的小さな振動の発生
原因を追及し、その原因が次のような点にあるものと推
定するに至った。

すなわち、上記従来のエンドミルにおいては、各切刃２
のねじれ角が互いに等しく、しかし各切刃２が周方向に
等間隔をもって形成されているから、第９図に示すよう
に、切刃２の各部からその切刃２に隣接する切刃２まで
の軸線方向および周方向の間隔はいずれの部分において
ら一定になっている。そして、一定間隔を有する各切刃
２に切削荷重が作用した場合には、その切削荷重によっ
て惹起されるエンドミル本体１の振動も常にほぼ一定の
振動数を有し、この振動が互いに共振して、エンドミル
本体ｌに比較的小さな、しかし面粗度に悪影響を及ぼす
程度の振動を発生させるものと推定した。

［発明の目的コこの発明は、上記の推定に基づいてなされたものであり
、工具本体に比較的小さな振動が発生ずるのを防止する
ことができ、これによって仕上げ面の向上、重切削（深
切り込み）および高送り切削を可能ならしめ、しかも切
屑詰まりの発生を防止することができる転削工具を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］この発明は
、上記の目的を達成するために、複数の切刃のうちの少
なくとも１つの切刃のねじれ角を他の切刃のねじれ角と
異なる角度に設定するとともに、回転方向において隣接
する２つの切刃で、回転方向前方に位置する切刃のねじ
れ角が回転方向後方に位置する切刃のねじれ角より大き
い２つの切刃の間の周方向の間隔を、回転方向において
隣接する２つの切刃で、回転方向前方に位置する切刃の
ねじれ角が回転方向後方に位置する切刃のねじれ角より
小さい２つの切刃の間の間隔よりも、切刃の２つの端縁
のうち回転方向前方に位置する端縁が存する前記工具本
体の端部において大きく設定したものである。

少なくとも１つの切刃のねじれ角を池の切刃のねじれ角
と異なる角度に設定すると、異なるねじれ角に設定され
た切刃とこれに隣接する切刃との間の周方向および軸線
方向の間隔がその切刃の先端から後端側へ向かうにした
がって連続的に変化する。この結果、エンドミル本体に
発生する振動の振動数がエンドミルの回転に伴って変化
し、それらの振動が互いに打ち消し合う。したがって、
エンドミル本体に仕上げ面を悪化させるような振動が発
生するのを防止することができる。

ところで、切刃のねじれ角を互いに異なるものに設定す
ると、上記のように２つの切刃の間の周方向の間隔が切
刃の一端側から他端側へ向かうにしたがって漸次減少ま
たは増大する。これに対応して、２つの切刃の間に形成
すべきチップポケットめ周方向の幅を漸次減少または増
大させることが必要になってくる。この場合、幅が漸次
増大するチップポケットについては問題ないが、幅が漸
次減少するチップポケットについては、幅が減少する側
の端部において切屑詰まりが生じるおそれがある。

そこで、この発明においては、回転方向において隣接す
る２つの切刃で、回転方向前方に位置する切刃のねじれ
角が回転方向後方に位置する切刃の１２じれ角より大き
い２つの切刃の間の周方向の間隔を、回転方向において
隣接する２つの切刃で、回転方向前方に位置する切刃の
ねじれ角が回転方向後方に位置する切刃のねじれ角より
小さい２つの切刃の間の間隔よりし、切刃の２つの端縁
のうち回転方向前方に位置する端縁が存する側の前記工
具本体の端部において大きく設定するようにしている。

すなわち、幅が工具本体の一端側から他端側へ向かうに
したがって漸次狭くなるチップポケットにおいては、そ
の一端側の幅を他のチップポケットの一端側の幅よりも
予め広くしておき、これによって漸次幅狭になるチップ
ポケットが過度に狭くなるのを防止しているのである。

なお、平フライスのように、両端部および中央部がほぼ
同じ頻度をもって使用されるような転削工具においては
、各チップポケットの幅が刃部の中央部において互いに
同幅になるように設定し、エンドミルのように切刃の使
用範囲がその先端から一定の範囲までである転削工具に
おいては、その使用範囲の中央部らしくはそこよりも若
干先端側寄りの位置において各チップポケットの幅が同
幅になるように設定ずろのが望ましい。また、エンドミ
ルの場合には、再研削することによってエンドミルの長
さが短くなることを考慮して、上記の位置よりも後端側
にしてもよい。

［実施例コ以下、この発明の一実施例について第１図（Ａ）、（Ｂ
）および第３図を参照して説明する。

図中、符号１１はエンドミル本体であり、このエンドミ
ル本体１１の先端部は刃部１２とされている。この刃部
１２の外周には、ねじれを有する４つの切刃１３ａ、Ｉ
　３ｂ、ｌ　３ｃ、ｌ　３ｄが形成されている。切刃１
３ａ、１３ｂ、１３ｃ、Ｉ　３ｄの各間には、順次チッ
プポケット１４−ａ、Ｉ　４ｂ、Ｉ　４ｃ、１４ｄが形
成されている。また、エンドミル本体１１の先端面には
、各切刃１３ａ、Ｉ　３ｂ、ｌ　３ｃ、１３ｄから回転
中心Ｏ側へ向って延びる底刃１５ａ、１５ｂ。

１５ｃ、１５ｄがそれぞれ形成されている。各底刃１５
ａ＝１５ｄは、軸方向先端視において凹湾曲状に形成さ
れており、これによってその切削性能の向上を図ってい
る。

上記４つの切刃１３ａ、１３ｂ、Ｉ　３ｃ、Ｉ　３ｄの
うち回転中心Ｏを挾んで位置する２つの切刃１３ａ。

１３ｃのねじれ角はθ、とされ、他の２つの切刃１３ｂ
、＋３ｄのねじれ角はθ２とされている。そして、これ
らθ、と０２とは、θ１〈θ、に設定されている。

また、４つの切刃１３ａ、１３ｂ、ｌ　３ｃ、１３ｄは
、第１図（Ａ）および第２図に示すように、刃部１２の
先端においては周方向の間隔が切刃１３ａと１３ｂとの
間および切刃１３ｃと１３ｄとの間で狭く、切刃＋３ｂ
と１３ｃとの間および切刃１３ｄと１３ａとの間で広く
なるように配置されている。しかも、実際に使用される
刃長が刃部１２の長さの２／３程度である点を考慮して
、刃部１２の先端からその全長の１／３程度後方に向か
った位置において、各切刃間の間隔が同じになるように
設定されている。

しかして、上記構成のエンドミルにおいては、２つの切
刃１３ａ、１３ｃのねじれ角０．を小さく、池の２つの
切刃１３ｂ、１３ｄのねじれ角θ、を大きくしているか
ら、第２図に示すように、切刃１３ａと＋３ｂとの間お
よび切刃１３ｃと１３ｄとの間の周方向並びに軸方向の
間隔は各切刃に沿って先端から後端側へ向かうにしたが
って漸次広くなり、切刃１３ｂと１３ｃとの間および切
刃１３ｄと１３ａとの間の周方向並びに軸方向の間隔は
漸次狭くなる。したがって、各切刃がワークを切削する
ことによって生じる微少な振動の振動数が、エンドミル
の回転に伴って変化する。この結果、切刃の切削によっ
て惹起される振動が互いに打ち消し合い、仕上げ面の面
粗度を悪化させるような振動がエンドミル本体１１に発
生するのを防止することができる。

ところで、上述のように、この発明において切刃１３ａ
、１３ｃと切刃＋３ｂ、１３ｄとのねじれ角を互いに異
なるものとしたのは、それによって各切刃間の間隔を変
化させ、これによってエンドミル本体１１が振動するの
を防止するためてあり、振動防止効果は切刃間の間隔の
変化率が大きいほど発揮することができる。その変化率
を大きくするためには、ねじれ角θ１とθ、との差を大
きくすればよい。しかしその一方、また、ねじれ角θ１
とθ２とを異なる大きさのものにすると、切刃間の間隔
が変化するのに伴って、４つのチップポケッｌ−１４ａ
、ｌ　４ｂ、ｌ　４ｃ、１４ｄの幅に広狭の差が生じる
。具体的には、チップポケット１４ａ、１４ｃの幅が先
端側から後端側へ向かうにしたがって漸次広くなり、チ
ップポケット１４ｂ、１４ｄの幅が漸次狭くなる。この
場合、チップポケット１４ａ。

１４ｃについては、その幅が漸次広くなるから問題ない
が、チップポケット１４ｂ、１４ｄについてはその後端
側における幅が過度に狭くなると、切屑の排出に難が生
じる。この点、上記のエンドミルにおいては、後端側の
幅が狭くなる切刃１３ｂ、１３ｃの間および１３ｄ、１
３ａの間の先端における間隔を他の切刃間の間隔よりら
予め広くしであるから、それに対応してチップポケット
１４ｂおよび１４ｄの先端における幅を他のチップポケ
ット１４ａ、１４ｃの幅よりも広くすることができる。

。し１こがって、切屑詰まりが発生するのを防止するこ
とができる。

なお、θ、と０２との差については、４枚刃のエンドミ
ルにおいてその直径りか２０ｍｍ程変で１刃部１２の長
さが３Ｄ以内であれば、１θ、−０２）＝ｔ”　〜１０
°　とするのが望ましい。

次に、この発明の他の実施例を説明する。なお、以下に
示す実施例においては、上記実施例と異なる点について
のみ説明し、上記実施例と同様な部分については同一符
号を付してその説明を省略する。

第３図に示すエンドミルは、エンドミル本体■１の中央
部に先端面から後端面まで貫通する貫通孔１６を形成し
たものである。なお、貫通孔Ｉ６を形成している関係上
、いずれの底刃１３ａ、１３ｂ。

１３ｃ、１３ｄｂ工ンドミル本体１１の中心０には達し
ておらず、またいずれも同じ長さになっている。

第４図に示すエンドミルは、底刃１３ａ、１３ｂ。

１３ｃ、１３ｄをそれぞれ直線状に形成したものである
。なお、底刃を回転方向に向って膨出した形状とするこ
ともある。

第５図に示すものは、刃部１２の先端部を半球状に形成
したボールエンドミルである。

さらに、第６図に示すものは、平フライスであり、この
ものにおいては、ねじれの弱い切刃１７ａとねじれの強
い切刃＋７ｂとが交互に形成されている。

なお、上記の実施例は、全体が高速度鋼あるいは超硬合
金製のソリッドタイプのものであるが、工具本体に切刃
を有する切刃チップをろう付けしたろう付はタイプのも
のであってもよい。また、上記の実施例のエンドミルに
おいては、４つの切刃を形成しているが、切刃の数につ
いては複数であれば４つに限られるしのではない。また
、４つの切刃のうち２つ宛の切刃のねじれ角を同一にし
、しかちねじれ色を交互に大小としているが、すべての
切刃のねじれ角を互いに異なるものとしてもよく、また
互いに異なるねじれｆｉｌを有する切刃をそのねじれ角
が小さいものから周方向に順次形成してもよい。いずれ
にしても、この発明では複数の切刃のうちの少なくとも
−の切刃のねじれ角を他のらののねじれ角と異なる大き
さに設定すればよい。さらに、上記実施例においては、
ねじれ方向を切刃の軸方向すくい角が正のすくい角とな
るように設定しているが、ねじれ方向を逆にしてもよい
。さらにまた、この発明はエンドミル、平フライスの他
に、側フライス等の転削工具にも適用することができる
。

［実験例コ次に、この発明の効果の１つである振動防止についての
確認をするために行った実験例を紹介する。なお、実験
例の切削状態は第７図に示すとおりである。

実験例使用エンドミル直径×全長×刃長×刃数＝２Ｑｘ１２０ｘ６Ｑｘ４ねじれ角　従来品　　４０°（４刃部通）発明品　　３
８°（２刃）４１’（２刃）切削条件切削速度　４０ｍ／ｍｉｎ送り速度　５０，７０，９０，１００および１２０　ｍ
ｍ／　ｍｍ切削方式　ダウンカット（湿式）軸方向切り込み猾１４０ｍｍ径方向切り込み量Ｄ１０ｍｍ被削材　Ｓ０Ｍ４４０　　硬度　ＨＢ２５０実験結果は
次表のとおりである。

上表から明らかなように、従来品ではいずれの切削条件
でも振動が発生し、特に送り速度が１００ｍｍ／ｍｉｎ
以上になると振動が大きくなり過ぎた結果実験を中止せ
ざるを得なかったのに対し、発明品ではいずれの切削条
件でも、振動が発生することなく、スムースに切削を行
うことができた。

なお、発明品は所要動力も従来品に比して小さくて済む
が、これは、従来品が振動して径方向切り込み量が大小
変化し、切り込み量が大きくなったときに所要動力が増
大するのに対し、発明品ではそのような切り込み虫の変
化がなく、その分だけ所要動力が少なくて済むものと思
われる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の転削工具によれば、複
数の切刃のうちの少なくとも１つの切刃のねじれ角を他
の切刃のねじれ角と異なる角度に設定している。すると
ともに、回転方向において隣接する２つの切刃で、回転
方向前方に位置する切刃のねじれ角が回転方向後方に位
置する切刃のねじれ角より大きい２つの切刃の間の周方
向の間隔を、回転方向において隣接する２つの切刃で、
回転方向前方に位置する切刃のねじれ角か回転方向後方
に位置する切刃のねじれ角より小さい２つの切刃の間の
間隔よりも、切刃の２つの端縁のうち回転方向前方に位
置する端縁が存する前記工具本体の端部において大きく
設定しているから、異なるねじれ角を有する切刃とこれ
に隣接する切刃との間の周方向および軸線方向の間隔が
切刃の一端から他端側へ向かうにしたがって連続的に変
化し、この結果工具本体に発生ずる振動の振動数が工具
の回転に伴って変化し、それらの振動が互いに打ち消し
合う。したがって、工具本体に仕上げ面を悪化させろよ
うな振動が発生するのを防止することができ、特に重切
削（深切り込み）において低送りから高送りまで顕著な
効果が得られる。また所要動力を軽減することができ、
さらに切屑詰まりが発生するのを防止することができる
等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の一実施例を示し、（
Ａ）図はその側面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＸ矢視図、
第２図は第１図に示ずエンドミルの刃部の展開図、第３
図〜第６図はそれぞれこの発明の他の実施例を示し、（
Ａ）図はその側面図、（Ｂ）図は（Ａ）図のＸ矢視図、
第７図はこの発明の効果を確認するために行った実験の
切削状況を示す図、第８図は従来のエンドミルの一例を
示し、（Ａ）図はその側面図、（Ｂ）図は（Ａ＞図のＸ
矢視図、第９図は第８図に示すエンドミルにおける刃部
の展開図である。１１　＝−・・・エンドミル本体、Ｉ　３ａ、１３ｂ、
ｌ　３ｃ。１’３ｄ・・・・・・切刃。

Claims

【特許請求の範囲】

工具本体の外周にねじれを有する複数の切刃が形成され
てなる転削工具において、前記複数の切刃のうちの少な
くとも１つの切刃のねじれ角を他の切刃のねじれ角と異
なる角度に設定するとともに、回転方向において隣接す
る２つの切刃で、回転方向前方に位置する切刃のねじれ
角が回転方向後方に位置する切刃のねじれ角より大きい
２つの切刃の間の周方向の間隔を、回転方向において隣
接する２つの切刃で、回転方向前方に位置する切刃のね
じれ角が回転方向後方に位置する切刃のねじれ角より小
さい２つの切刃の間の間隔よりも、切刃の２つの端縁の
うち回転方向前方に位置する端縁が存する側の前記工具
本体の端部において大きく設定したことを特徴とする転
削工具。