JP2009045704A - エンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】切刃の耐欠損性を向上させて長寿命化を図ることができるとともに、被削材にバリが発生するのを防止して良好な切削作業を行うことができるエンドミルを提供する。
【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体１の先端部外周に、軸線Ｏ回りに捩れた螺旋状の切屑排出溝４を複数形成し、これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の外周側辺稜部に切刃５を形成したエンドミルにおいて、切刃５にホーニングを施し、それぞれの切刃５におけるホーニング量を、軸線Ｏ方向で変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に複数の切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面の外周側辺稜部に切刃が形成されたエンドミルに関する。

従来、例えば金型の切削加工などに用いられるエンドミルは、超硬合金などの硬質材料で円柱棒状に形成されたエンドミル本体からなり、エンドミル本体には、軸線方向後端側に設けられ、例えば工作機械のチャックなどに把持されるシャンク部と、シャンク部よりも軸線方向先端側に設けられ被削材の切削を行う切刃を備えた切刃部とが具備されている。このようなエンドミルは、切刃部の外周に、先端から後端側に向け、軸線回りに捩れる複数の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面と、径方向外側を向く外周面との交差稜線部（外周側辺稜部）に外周切刃（切刃）が形成されている。また、切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面と、エンドミル本体の先端面との交差稜線部には、底切刃が形成されている。

そして、上記のようなエンドミルは、エンドミル本体の後端側のシャンク部が工作機械のチャックに片持ち状態で保持されつつ軸線回りに高速回転されて、軸線に交差する方向に送り出しながら切刃部の外周切刃を被削材に切り込ませて使用される。

このエンドミルの長寿命化及び切削性の向上を図る上では、該切刃の耐欠損性を高めることが重要な要素である。しかしながら、切刃が被削材に対して鋭利過ぎる場合には、該切刃に切削抵抗が集中して欠損が生じることがあり、このように欠損が生じた状態で切削を続けた場合、切削性が著しく損なわれてしまうという問題があった。そこで、例えば特許文献１又は特許文献２に記載のエンドミルでは、切刃に沿って直面状又は曲面状のホーニングが施されることによって、耐欠損性の向上が図られている。
特公平４−４０１２２号公報 特開２０００−５２１２８号公報

ところで、上記のようにエンドミルの切刃にホーニングを施した場合には、耐欠損性を向上させることで、該エンドミルの長寿命化及び切削性の向上を図ることができるものの、切刃自体の鋭利さが低下することから切れ味が悪くなり、被削材にバリが生じて仕上げ面が不良となる他、このバリを除去する工程が必要になる等、加工コストが高騰するおそれがあった。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、切刃の耐欠損性を向上させて長寿命化を図ることができるとともに、被削材にバリが発生するのを防止して良好な切削を行うことができるエンドミルを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るエンドミルは、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、前記軸線回りに捩れた螺旋状の切屑排出溝が複数形成され、これらの切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面の外周側辺稜部に切刃が形成されたエンドミルにおいて、前記切刃にホーニングが施され、それぞれの前記切刃におけるホーニング量が、軸線方向で変化することを特徴としている。

即ち、このような構成のエンドミルでは、切刃におけるホーニング量が大きい箇所では耐欠損性が向上されて大きな切削抵抗にも耐えることができ、ホーニング量が小さい箇所では刃先の鋭利さが維持されて切れ味が高いものとなっている。従って、切削状況に応じてエンドミルの切刃のホーニング量を軸線方向で変化させ、例えば、欠損し易い箇所においては切刃のホーニング量を増加させ、その他の箇所においてはホーニング量を減少させることによって、切刃の寿命を延ばしつつ切れ味を維持してバリの発生を防止することが可能となる。

また、本発明に係るエンドミルは、前記切刃におけるホーニング量が、エンドミル回転方向前方側からエンドミル回転方向後方側に向かって小さくなることを特徴としている。

エンドミルが軸線に交差する方向に送り出されながら被削物に切削加工を施す際には、エンドミルの先端部外周に切屑排出溝とともに螺旋状に設けられた切刃のうち、エンドミル回転方向前方側に位置する部分が最初に被削材に喰い付く。そのため、この部分は喰い付きの衝撃によって欠損しやすくなるが、本発明のエンドミルにおいては、切刃のエンドミル回転方向前方側の部分のホーニング量が最も大きくされ、エンドミル回転方向後方側に向かってホーニング量が小さくなるように構成されているため、最も欠損しやすい部分の耐欠損性を向上させつつ、その他の部分では切れ味を維持することができる。従って、切刃の寿命を延ばしながらバリの発生を防止することができる。

また、本発明に係るエンドミルにおいては、前記切刃におけるホーニング量が、エンドミル回転方向前方側からエンドミル回転方向後方側に向かって大きくなるものであってもよい。

例えば、一般的な切屑排出溝が先端側から後端側に向かうに従ってエンドミル回転方向後方側に捩れた螺旋状のエンドミルによって、表面が他の部分に比べて硬い被削材に対して加工を施す際には、エンドミルの後端側の切刃が被削材の表面を切削していくため、切刃の後端側で欠損が生じ易くなるが、ホーニング量をエンドミル回転方向前方側からエンドミル回転方向後方側に向かって大きくすることで、エンドミルの先端側から後端側に向かってホーニング量が大きくなるため、切刃の先端側で切れ味を維持しながら、被削材の表面を切削する後端側では耐欠損性を向上させることができる。従って、表面が硬い被削材に加工を施す場合であっても、切刃の寿命を延ばすことが可能になる。

本発明に係るエンドミルによれば、切刃におけるホーニング量を軸線方向で変化するように構成することによって、切刃の耐欠損性を向上させて長寿命化を図るとともに、切刃の切れ味を維持して被削材にバリが発生するのを防止し、良好な切削作業を行うことが可能となる。

以下、本発明の実施形態のエンドミルついて添付した図面を参照にして説明する。図１は本実施形態に係るエンドミルの側面図、図２は図１における切刃部の断面図、図３は図１におけるＡ‐Ａ断面図の切刃付近の拡大図、図４は図１におけるＢ‐Ｂ断面図の切刃付近の拡大図、図５は図１におけるＣ‐Ｃ断面図の切刃付近の拡大図である。このエンドミルは、概略円柱状をなして軸線Ｏを中心に回転されるエンドミル本体１を有しており、エンドミル本体１の後端側（図１において右側）が工作機械の主軸端等に把持されるシャンク部２とされ、エンドミル本体１の先端側（図１において左側）が切刃部３とされている。

切刃部３の外周には、エンドミル本体１の先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ後方側に一定の角度で捩れる複数条（本実施形態では４条）の切屑排出溝４が周方向に等間隔に形成されて、これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ前方側を向く壁面と、エンドミル回転方向Ｔ後方側に連なる外周面との交差稜線部、すなわち前記壁面の外周側辺稜部に外周刃とされる切刃５が形成されている。

即ち、エンドミル本体１の先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ後方側に所定の角度で捩れる４つの切刃５が形成されている。これによって、切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ前方側を向く壁面がすくい面６とされ、この切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ後方側に連なる外周面が切刃５の逃げ面７とされる。ここで、すくい面６は、エンドミル回転方向Ｔ後方側に向けて凹んだ凹曲面状をなしており、切刃５には正のすくい角が与えられている。なお、この切刃５が軸線Ｏ回りになす回転軌跡の軸線Ｏに垂直な断面は、本実施形態においては軸線Ｏを中心とした円形とされている。

一方、切刃部３の先端部には、切屑排出溝４から内周側に延びるギャッシュ８が形成されており、切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔ前方側を向く壁面の先端側辺稜部には、前記切刃５の先端からエンドミル本体１径方向内側の軸線Ｏ近傍まで延びる底切刃９が形成されている。

ここで、切刃５には、軸線Ｏに垂直な断面において該切刃５のすくい面６と逃げ面７との境界部が円弧状となるようにホーニングが施されており、本実施形態においてはこのホーニング量が軸線Ｏ方向で変化するように構成されている。具体的には、本実施形態においては、エンドミル本体１のエンドミル回転方向Ｔ前方側からエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうに従って、即ちエンドミル本体１の先端側から後端側に向かうに従って、切刃５のすくい面６と逃げ面７との境界部に位置する円弧の曲率半径が連続的に小さくなるようなホーニングが施されている。

詳述すると、切刃部３の先端部の軸線Ｏに垂直な断面における切刃５を示す図３においては、切刃５の先端に大きくホーニングが施されることにより、すくい面６と逃げ面７との境界部には曲率半径の大きな円弧が形成されている。

また、切刃部３の軸線Ｏ方向中間部の断面における切刃５を示す図４においては、切刃部３の先端部に比べてホーニング量は小さくされており、すくい面６と逃げ面７との境界部に形成される円弧の曲率半径は、切刃部３の先端部に比べて小さくなっている。

そして、切刃部３の後端部の軸線Ｏに垂直な断面における切刃５を示す図５においては、切刃５にはホーニングはほとんど施されておらず、すくい面６と逃げ面７とはその境界に円弧を形成することなく鋭角を構成しながら交わり、切刃５は鋭利なものとされている。

以上のような構成とされたエンドミルは、エンドミル本体１の後端に形成されたシャンク部２が工作機械の主軸端に把持されて、軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏに交差する方向に向けて送られて、被削材に溝を形成するような加工を施したりする。そして被削材の切屑は切屑排出溝４に沿って刃先部３の後端側に排出される。

ここで、切刃５のホーニング量が軸線Ｏ方向で変化するように構成した場合、切刃５のホーニング量が大きい箇所では耐欠損性が高くなる一方で、ホーニング量が小さい箇所では刃先の鋭利さが維持されて切れ味が高くなる。従って、切削状況に応じてエンドミルの切刃５のホーニング量を変化させるようにして、欠損し易い箇所においては切刃のホーニング量を増加させ、その他の箇所においてはホーニング量を減少させることによって、切刃５の寿命を延ばすとともに、切れ味を維持して被削材にバリが発生することを防止することが可能となる。

本実施形態のエンドミルは、切刃５が先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ後方側に螺旋状に捩れていることから、被削材に切削加工を施す際には、切刃５のうちエンドミル回転方向Ｔの最前方に位置する先端側の切刃５が最初に被削材に喰い付く。
よって、この喰い付きの衝撃によって先端側の切刃５は欠損し易くなるが、本実施形態のエンドミルにおいては、切刃５の先端部においては十分なホーニングが施されており、耐欠損性が高いものとされているため、切刃５が欠損等することを避けることができ、切刃５の長寿命化を図ることが可能となる。

その一方で、切刃５のホーニング量が、エンドミル回転方向Ｔ前方側からエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうにつれて、即ちエンドミル本体１の先端側から後端側に向かうにつれて小さくされていることから、後端側ほど切刃５の切れ味が鋭くなっており、先端側では耐欠損性を高く維持しながら、切刃５の先端より後端側の部分では、バリを発生させることなく円滑に切削加工を行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態に係るエンドミルによれば、切刃５におけるホーニング量を軸線方向で変化するように構成することによって、即ち、切刃５が先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ後方側に螺旋状に捩れているエンドミルにおいて、切刃５のホーニング量をエンドミル回転方向Ｔ前方側からエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうに従って小さくなるように設定することによって、切刃５の耐欠損性を向上させてエンドミルの長寿命化を図ることができるとともに、切刃５の切れ味を維持して、被削材にバリが発生するのを防止し良好な切削作業を行うことが可能となる。

以上、本発明であるエンドミルの実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。例えば、本実施形態のエンドミルは、切刃５が先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ後方側に螺旋状に捩れているエンドミルにおいて、切刃５のエンドミル回転方向Ｔ前方側からエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かってホーニング量が小さくされているものについて説明したが、第一変形例のエンドミルとして、切刃のエンドミル回転方向Ｔ前方側からエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かってホーニング量が大きくされているものであってもよい。

切屑排出溝が先端側から後端側に向かうに従ってエンドミル回転方向後方側に捩れた螺旋状のエンドミルによって、表面が他の部分に比べて硬い被削材に加工を施す際には、エンドミルの後端側の切刃が被削材の表面を切削していくため、切刃の後端側で欠損が生じ易くなるが、第一変形例のエンドミルにおいては、エンドミル回転方向Ｔ前方側からエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かって、即ち先端側から後端側に向かってホーニング量が大きくされているため、切刃の先端側で切れ味を維持しながら、後端側では耐欠損性を向上させることができる。従って、表面が硬い被削材に加工を施す場合であっても切刃の寿命を延ばすことが可能となる。

また、第二変形例として、板状の被削材にスリットを形成したりする場合に、切刃が先端側から後端側に向けて軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔ前方側に螺旋状に捩れたエンドミルについても本発明を適用することができる。

第二変形例のエンドミルの場合、被削材に切削加工を施す際には、切刃のうちエンドミル回転方向の最前方に位置する後端側の切刃が最初に被削材に喰い付く。従って、切刃に施されるホーニングの量を先端側から後端側に向かって大きくすることによって、切刃の後端側では耐欠損性が高いものとし、その他の部分では切れ味を高く維持することができるため、切刃の後端側での欠損を防止しながら、バリを発生させることなく円滑に切削加工を行うことが可能となる。

また、切刃に施すホーニングとして軸線に垂直な断面がすくい面と逃げ面に交差する直線状のチャンファホーニングとし、そのホーニング幅を軸線方向で変化させてもよい。

本発明の実施形態であるエンドミルの側面図である。 図１における切刃部の断面図である。 図１におけるＡ‐Ａ断面図の切刃付近の拡大図である。 図１におけるＢ‐Ｂ断面図の切刃付近の拡大図である。 図１におけるＣ‐Ｃ断面図の切刃付近の拡大図である。

符号の説明

１ エンドミル本体
４ 切屑排出溝
５ 切刃
Ｏ 軸線
Ｔ エンドミル回転方向

Claims (3)

1. 軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に、前記軸線回りに捩れた螺旋状の切屑排出溝が複数形成され、これらの切屑排出溝のエンドミル回転方向前方側を向く壁面の外周側辺稜部に切刃が形成されたエンドミルにおいて、
   前記切刃にホーニングが施され、
   それぞれの前記切刃におけるホーニング量が、軸線方向で変化することを特徴としているエンドミル。
2. 前記切刃におけるホーニング量が、エンドミル回転方向前方側からエンドミル回転方向後方側に向かって小さくなることを特徴としている請求項１に記載のエンドミル。
3. 前記切刃におけるホーニング量が、エンドミル回転方向前方側からエンドミル回転方向後方側に向かって大きくなることを特徴としている請求項１に記載のエンドミル。

Images