JP2009050950A

JP2009050950A - エンドミル

Info

Publication number: JP2009050950A
Application number: JP2007219562A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Tsuritani; 洋輔釣谷
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】底刃のニックを設けない長刃のすくい面のチップポケットを大きし、延性材料でも切りくず排出性を向上して切りくずつまり発生を防止し、長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃の破損又は溝加工へ移行したときエンドミルの折損がない、穴加工から溝加工を行うことが可能なエンドミルを提供。
【解決手段】外周 2から中心部 3までを加工する長刃 4と長刃 4から反時計方向に 240°移動した位置にエンドミルの半径の 1/3以上の範囲の外周部のみを加工する短刃 5の２枚の底刃を有し、長刃 4から反時計方向に 120°移動した位置には底刃が切断されて短刃をなくした外周刃７のみ設け、長刃 4のすくい面のチップポケットを大きくした、底刃が２枚刃で側面刃が３枚刃のエンドミル。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンドミルによる延性の高く切りくずが分断しにくい材料の穴あけ加工可能で、かつ溝加工へ移行可能なエンドミルに関する。

特許文献１には底刃の１刃以上に軸方向ニックを設けるエンドミルが記載されている。これにより、切りくずを切断し、コーナ部の刃欠け、切りくずつまりによる折損を無くしている。
特開２００５−２１９１７６号公報

しかしながら、特許文献１のものは、延性の高く切りくずが分断しにくい材料の穴加工では、底刃のニックを設けた短刃よりも底刃のニックを設けない長刃の切りくずが多いため長刃のすくい面に切りくずつまりが発生し、長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃を破損するおそれがあった。また、短刃の破損がなくても、長刃のすくい面に切りくずが詰まったまま溝加工を行うと、溝加工へ移行したときエンドミルが折損するという課題があった。

本発明の課題は特許文献１の底刃の１刃以上に軸方向ニックを設けたエンドミルの底刃を改良し、底刃のニックを設けない長刃のすくい面のチップポケットを大きし、延性の高く切りくずが分断しにくい材料の穴加工でも切りくず排出性を向上して切りくずつまり発生を防止し、長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃の破損、又は溝加工へ移行したときエンドミルの折損がない、穴加工から溝加工を行うことが可能なエンドミルを提供することである。

このため本発明は、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、それぞれコバルトを 6〜14％含有する、超硬合金、超微粒子超硬合金、又は超々微粒子超硬合金、を母材とする３枚刃コーティングエンドミルにおいて、底刃は外周から中心部までを加工する長刃と前記長刃から反時計方向に 240°移動した位置にエンドミルの半径の 1/3以上の範囲の外周部のみを加工する短刃の２枚の底刃を有し、前記長刃のすくい面のチップポケットを大きくし、かつエンドミル外周に前記２枚の底刃に続く刃溝ねじれ角を有する２枚の外周刃と前記長刃から 120°移動した位置には底刃が切断されて短刃をなくした刃溝ねじれ角を有する１枚の外周刃を設けた、２枚の底刃と３枚の外周刃を有することを特徴とするエンドミルを提供することによって上述した本発明の課題を解決した。

かかる構成により、底刃は外周から中心部までを加工する長刃と、長刃から反時計方向に 240°移動した位置にエンドミルの半径の 1/3以上の範囲の外周部のみを加工する短刃と、の２枚の底刃を有し、長刃から反時計方向に 120°移動した位置には底刃の回転中心を通る直線に近い円弧線で底刃が切断されて短刃をなくした外周刃のみ設け、長刃のすくい面のチップポケットを大きくし、かつエンドミル外周に２枚の底刃に続く刃溝ねじれ角を有する２枚の外周刃と長刃から 120°移動した位置には底刃が切断されて短刃をなくした刃溝ねじれ角を有する１枚の外周刃を設けた、２枚の底刃と３枚の外周刃を有するので、長刃のすくい面のチップポケットを十分に確保することができ、延性の高く切りくずが分断しにくい材料の穴加工でも切りくずつまりが発生せず、それに伴い長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃の破損や、溝加工へ移行したときの折損が起きない、延性材料でも穴加工から溝加工を行うことが可能なエンドミルを提供するものとなった。

好ましくは、前記長刃から反時計方向に 120°移動した位置の切断された底刃は、底刃の回転中心を通る直線に近い円弧線又は底刃の回転中心を通るエンドミルの半径以上の曲率半径の円弧線で底刃が切断されており、底刃を切断することにより切断された前記外周刃の長さをエンドミル半径以下でエンドミルの半径の 1/3以上の範囲とし、より長刃のすくい面のチップポケットを十分に確保することができ、穴加工時に切りくずつまりが発生せず、それに伴い長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃の破損や、溝加工へ移行したときの折損が起きない、延性材料でも穴加工から溝加工を行うことが可能なエンドミルを提供するものとなった。長刃から 120°移動した位置の切断された外周刃の長さがエンドミル半径を越えると側面の長刃で加工する体積が大きくなり切りくずが加工面に傷を付けたり、切削バランスが悪くなることからビビリが発生し加工面が悪くなる。また、底刃を切断する円弧線の曲率半径がエンドミル半径の 1/3未満であると、チップポケットの大きさが十分でないため、切りくずつまりが発生する。
さらに好ましくは、前記エンドミルにおいて、各切れ刃部に炭化物、窒化物を１層、又は２層以上で 0.5〜 5μｍ被覆したものであれば、切りくずの溶着の発生を防ぎ更に切りくずが詰まりにくくなる。本発明は外径が 3mm〜30mmのエンドミルに適用できる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態のエンドミルの側面図、（ｂ）は（ａ）の底刃側から見た拡大底面図を示し、図２（ａ）は長刃 4から反時計方向に 120°移動した位置のエンドミルの底刃の回転中心を通る破線で示す直線に近い大きい曲率半径R1の円弧線で底刃が切断されて短刃をなくした外周刃7、7aの側面図、（ｂ）は回転中心を通るエンドミル半径の曲率半径R2の円弧線で切断された外周刃7、7bの側面図、（ｃ）は回転中心を通るエンドミル径の 1/3未満の曲率半径R3の円弧線で切断された外周刃7、7cの側面図をそれぞれ示し、図３は長刃 4から反時計方向に 120°移動した位置の底刃を切断することにより切断された外周刃の長さＷを示すエンドミルの側面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態のエンドミルは、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、それぞれコバルトを 6〜14％含有する、超硬合金、超微粒子超硬合金、又は超々微粒子超硬合金、を母材とする３枚刃コーティングエンドミル 1であって、底刃 4、5は外周 2から中心部 3までを加工する長刃 4と長刃 4から反時計方向に 240°移動した位置にエンドミルの半径の 1/3以上の範囲の外周部のみを加工する短刃 5の２枚の底刃を有し、図２（ａ）に示すように、長刃 4から反時計方向に 120°移動した位置には底刃の回転中心を通る破線で示す直線に近い円弧線で底刃が切断されて短刃をなくした外周刃7aのみ設け、長刃 4のすくい面41のチップポケット42を大きくし、かつエンドミル外周に前記２枚の底刃 4、5に続く刃溝ねじれ角を有する２枚の外周刃 6、6と前記長刃から 120°移動した位置には底刃がない刃溝ねじれ角を有する１枚の外周刃 7とを設けた、２枚の底刃 4、5と３枚の外周刃 6、6、7を有し、底刃の長刃 4に続く短刃を無くし、底刃が２枚刃で側面刃が３枚刃のエンドミルである。

本発明の実施の形態のエンドミルは、図３に示すように、長刃 4から反時計方向に 120°移動した位置の切断された底刃を切断することにより切断された外周刃 7の長さＷをエンドミル半径以下でエンドミルの半径の 1/3以上の範囲とし、より長刃 4のすくい面41のチップポケット42を十分に確保することができ、図２（ｃ）のエンドミルのように、破線で示す回転中心を通るエンドミル径の 1/3未満の曲率半径の円弧線切断された外周刃7cでは、外周刃7cが鋭角となり強度が低下する。また、各切れ刃部に炭化物、窒化物を１層、又は２層以上で 0.5〜 5μｍ被覆したものであれば、切りくずの溶着の発生を防ぎ更に切りくずが詰まりにくくなる。本発明は外径が 3mm〜30mmのエンドミルに適用できる。

本発明品である、外径 6mm、刃長13mm全長、60mmの超硬のエンドミルで、厚さ 5mmのＳ１０Ｃの板材に穴あけ加工を行い、それぞれ図３に示す長刃 4から反時計方向に120 °移動した位置の底刃を切断することにより切断された外周刃の長さＷを 3mmとし、かつ図２（ａ）に示すような回転中心を通る半径長さ 6mmの直線に近い曲率半径の円弧線で切断された外周刃の超硬のエンドミル、図２（ｂ）に示す回転中心を通るエンドミル半径 3mmの曲率半径の円弧線で切断された外周の超硬のエンドミル、及び比較品である、図２（ｃ）に示す回転中心を通るエンドミル径の 1/3未満 2mmの曲率半径の円弧線切断された外周刃の超硬のエンドミル、のそれぞれの損傷状態を調査した。

各超硬のエンドミルの損傷状態は、本発明品である、図２（ａ）、（ｂ）に示す超硬のエンドミルでは、長刃 4のすくい面のチップポケットに切りくずつまりの発生はなかったが、比較品である図２（ｃ）に示す超硬のエンドミルでは、長刃 4のすくい面のチップポケットに切りくずつまりが発生した。

本発明品である、外径 6mm、刃長13mm全長、60mmの超硬のエンドミルで、厚さ 5mmのＳ１０Ｃの板材に穴あけ加工を行い、図３に示す長刃 4から反時計方向に120 °移動した位置の底刃を切断することにより切断された外周刃の長さＷをそれぞれ、0.5 mm（比較品１）、1 mm、3 mm、5 mm（比較品２）に設定し、かつ図２（ｂ）に示すような回転中心を通るエンドミル半径 3mmの曲率半径の円弧線で切断したときの、各超硬のエンドミルの損傷状態と加工面の状態を調査した。

各超硬のエンドミルの損傷状態は、本発明品である、図３に示す切断された外周刃の長さＷをそれぞれ1 mm、3 mmに設定した超硬のエンドミルでは、長刃 4のすくい面のチップポケットに切りくずつまりの発生はなかったが、外周刃の長さＷを0.5 mmに設定した超硬のエンドミル（比較品１）では、長刃 4のすくい面のチップポケットに切りくずつまりが発生し、外周刃の長さＷを5 mmに設定した超硬のエンドミル（比較品２）ではびびりが発生し加工面が悪くなった。

図４は、外径 6mm、刃長13mm全長、60mmの超硬のエンドミルで、厚さ 5mmのＳＳ４００の板材に穴あけ後に溝加工をした時の、従来品である底刃３枚刃の超硬のエンドミル（３枚刃）と、本発明品である、図３に示す長刃 4から反時計方向に120 °移動した位置の底刃を切断することにより切断された外周刃の長さＷを3 mmに設定し、かつ図２（ｂ）に示すような回転中心を通るエンドミル半径 3mmの曲率半径の円弧線で切断した超硬のエンドミル（底刃２枚刃、外周３枚刃）とで、それぞれ連続加工をしたときの加工溝数の比較である。図４に示すように、底刃を２枚刃にした本発明品である底刃２枚刃の超硬のエンドミルでは 100溝加工できた（ 100溝加工で中止）のに対し、従来品の底刃３枚刃のエンドミルでは15溝目で長刃の前に切りくずつまりが発生し折損した。
〔本発明の最良の実施形態の効果〕

以上述べたように、本発明の最良の実施形態のかかる構成によって、本発明のエンドミルは、底刃は外周から中心部までを加工する長刃と、長刃から反時計方向に 240°移動した位置にエンドミルの半径の 1/3以上の範囲の外周部のみを加工する短刃と、の２枚の底刃を有し、長刃から反時計方向に 120°移動した位置には底刃の回転中心を通る直線に近い円弧線で底刃が切断されて短刃をなくした外周刃のみ設け、長刃のすくい面のチップポケットを大きくし、かつエンドミル外周に２枚の底刃に続く刃溝ねじれ角を有する２枚の外周刃と長刃から 120°移動した位置には底刃が切断されて短刃をなくした刃溝ねじれ角を有する１枚の外周刃を設けた、２枚の底刃と３枚の外周刃を有するので、長刃のすくい面のチップポケットを十分に確保することができ、延性の高く切りくずが分断しにくい材料の穴加工でも切りくずつまりが発生せず、それに伴い長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃の破損や、溝加工へ移行したときの折損が起きない、延性材料でも穴加工から溝加工を行うことが可能なエンドミルを提供するものとなった。

好ましくは、前記長刃から反時計方向に 120°移動した位置の切断された底刃は、底刃の回転中心を通る直線に近い円弧線又は底刃の回転中心を通るエンドミルの半径以上の曲率半径の円弧線で底刃が切断されており、底刃を切断することにより切断された前記外周刃の長さをエンドミル半径以下でエンドミルの半径の 1/3以上の範囲とし、より長刃のすくい面のチップポケットを十分に確保することができ、穴加工時に切りくずつまりが発生せず、それに伴い長刃から反時計方向に 120°移動した位置に設けたニックを設けた短刃の破損や、溝加工へ移行したときの折損が起きない、延性材料でも穴加工から溝加工を行うことが可能なエンドミルを提供するものとなった。長刃から 120°移動した位置の切断された外周刃の長さがエンドミル半径を越えると側面の長刃で加工する体積が大きくなり切りくずが加工面に傷を付けたり、切削バランスが悪くなることからビビリが発生し加工面が悪くなる。また、エンドミル半径の 1/3未満であると、チップポケットの大きさが十分でないため、切りくずつまりが発生する。
さらに好ましくは、前記エンドミルにおいて、各切れ刃部に炭化物、窒化物を１層、又は２層以上で 0.5〜 5μｍ被覆したものであれば、切りくずの溶着の発生を防ぎ更に切りくずが詰まりにくくなる。本発明は外径が 3mm〜30mmのエンドミルに適用できる。

（ａ）は本発明を実施するための最良の形態の３枚刃超硬コーティングエンドミルの（ａ）が側面図、（ｂ) は（ａ）の底刃形状を示す底面図である。（ａ）は図１（ｂ) の長刃 4から反時計方向に 120°移動した位置のエンドミルの底刃の回転中心を通る破線で示す直線に近い円弧線で底刃が切断されて短刃をなくした外周刃7、7aの側面図、（ｂ）は回転中心を通るエンドミル半径の曲率半径の円弧線で切断された外周刃7、7bの側面図、（ｃ）は回転中心を通るエンドミル径の 1/3未満の曲率半径の円弧線で切断された外周刃7、7cの側面図、をそれぞれ示す。長刃 4から反時計方向に120 °移動した位置の底刃を切断することにより切断された外周刃の長さＷを示すエンドミルの側面図である。実施例３の本発明品（底刃２枚刃）と従来品（底刃３枚刃）の超硬のエンドミルでそれぞれ連続加工をしたときの加工溝数の比較を示すグラフである。

符号の説明

１：３枚刃超硬コーティングエンドミル、２：外周、３：中心部、４：長刃（底刃）
５：短刃（底刃）、６：底刃に続く外周刃、7、7a 、7b 、7c：底刃を切断された外周刃
41：長刃のすくい面、42：チップポケット、R1、R2、R3：曲率半径
Ｗ：底刃を切断することにより切断された外周刃の長さ

Claims

高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、それぞれコバルトを 6〜14％含有する、超硬合金、超微粒子超硬合金、又は超々微粒子超硬合金、を母材とする３枚刃コーティングエンドミルにおいて、底刃は外周から中心部までを加工する長刃と前記長刃から反時計方向に 240°移動した位置にエンドミルの半径の 1/3以上の範囲の外周部のみを加工する短刃の２枚の底刃を有し、前記長刃のすくい面のチップポケットを大きくし、かつエンドミル外周に前記２枚の底刃に続く刃溝ねじれ角を有する２枚の外周刃と前記長刃から 120°移動した位置には底刃が切断されて短刃をなくした刃溝ねじれ角を有する１枚の外周刃を設けた、２枚の底刃と３枚の外周刃を有することを特徴とするエンドミル。
前記長刃から反時計方向に 120°移動した位置の切断された底刃は、底刃の回転中心を通る直線に近い円弧線又は底刃の回転中心を通るエンドミルの半径以上の曲率半径の円弧線で底刃が切断されており、底刃を切断することにより切断された前記外周刃の長さをエンドミル半径以下でエンドミルの半径の 1/3以上の範囲としたことを特徴とする請求項１記載のエンドミル。
前記エンドミルにおいて、各切れ刃部に炭化物、窒化物を１層、又は２層以上で 0.5〜 5μｍ被覆したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンドミル。