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JP2014083642A - Ball end mill - Google Patents

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JP2014083642A
JP2014083642A JP2012235154A JP2012235154A JP2014083642A JP 2014083642 A JP2014083642 A JP 2014083642A JP 2012235154 A JP2012235154 A JP 2012235154A JP 2012235154 A JP2012235154 A JP 2012235154A JP 2014083642 A JP2014083642 A JP 2014083642A
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JP
Japan
Prior art keywords
cutting
slit
end mill
partial spherical
ball end
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012235154A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Fujimoto
一也 藤本
Isao Nakanishi
功 中西
Etsushi Imaizumi
悦史 今泉
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.)
OSG Corp
Yasuda Kogyo KK
Original Assignee
OSG Corp
Yasuda Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OSG Corp, Yasuda Kogyo KK filed Critical OSG Corp
Priority to JP2012235154A priority Critical patent/JP2014083642A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ball end mill capable of obtaining sufficiently-excellent cut surface roughness after cutting.SOLUTION: At least one slit 18 is formed on a partial spherical part 16a radially from the tip, and the edge 18a of the slit 18 functions as a ball blade in a cutting work, and therefor basically, by applying the specification of contact of the entire part of the partial spherical part 16a, a cutting work emphasizing finishing can be achieved, and even when an uncut portion still remains, not only finish cutting but also processing similar to grinding can be performed by the slit 18 functioning as a cutting blade. Namely, a ball end mill 10 capable of obtaining sufficiently-excellent cut surface roughness after cutting can be provided.

Description

本発明は、ボールエンドミルに関し、特に、そのボールエンドミルによる切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするための改良に関する。   The present invention relates to a ball end mill, and more particularly, to an improvement for making the surface roughness after cutting by the ball end mill sufficiently satisfactory.

工具本体の先端に部分球状部が設けられ、その部分球状部に形成されたボール刃により切削を行うボールエンドミルが知られている。例えば、特許文献1に記載された球状刃エンドミルがそれである。斯かるボールエンドミルは、例えばよく知られたマシニングセンタに取り付けられて用いられることで3次元自由曲面の切削加工を可能とするものであり、金型のならい加工やコーナーアールの加工等、各種被削材の切削加工に広く用いられている。   2. Description of the Related Art A ball end mill is known in which a partial spherical portion is provided at the tip of a tool body and cutting is performed by a ball blade formed in the partial spherical portion. For example, it is a spherical blade end mill described in Patent Document 1. Such a ball end mill is used, for example, by being attached to a well-known machining center to enable cutting of a three-dimensional free-form surface. Widely used for cutting materials.

特開平11−156622号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-156622

ところで、前記ボールエンドミルを用いた金型の加工では、通常、切削加工後の被削面に磨き加工が施される。特に、意匠面等は、金型に鏡面が求められるため、斯かる磨き加工の必要性が高いが、従来の技術では、この磨き加工に要するコストが問題となっていた。すなわち、従来のボールエンドミルによる切削加工では十分な被削面粗さが得られないため、手作業で仕上げ研磨を行う必要があるが、磨き技術や加工時間に人的或いは時間的コストを要するという弊害があった。斯かる弊害を解消するため、ダイヤモンドやCBN工具等を用いて同様の加工を行うことが考えられるが、工具コストがかさむという新たな弊害を生じさせるものであった。このため、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルの開発が求められていたが、斯かるボールエンドミルは未だ開発されていないのが現状である。   By the way, in the machining of the mold using the ball end mill, the machined surface after cutting is usually polished. In particular, since a mirror surface is required for a mold for a design surface or the like, the necessity for such a polishing process is high. However, in the conventional technique, the cost required for the polishing process has been a problem. In other words, since sufficient cutting surface roughness cannot be obtained by cutting with a conventional ball end mill, it is necessary to perform finish polishing manually, but this has the adverse effect of requiring human or time costs for the polishing technique and processing time. was there. In order to eliminate such an adverse effect, it is conceivable to perform the same processing using a diamond or a CBN tool, but this causes a new adverse effect that the tool cost is increased. For this reason, there has been a demand for the development of a ball end mill that has a sufficiently good surface roughness after cutting, but such a ball end mill has not been developed yet.

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルを提供することにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a ball end mill that has a sufficiently good surface roughness after cutting.

斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、工具本体の先端に部分球状部が設けられ、その部分球状部に形成されたボール刃により切削を行うボールエンドミルであって、前記部分球状部に少なくとも1本のスリットが先端から放射状に形成され、そのスリットのエッジが前記ボール刃として機能するものであることを特徴とするものである。   In order to achieve such an object, the gist of the first invention is a ball end mill in which a partial spherical portion is provided at the tip of a tool body and cutting is performed by a ball blade formed in the partial spherical portion. Then, at least one slit is formed radially from the tip of the partial spherical portion, and the edge of the slit functions as the ball blade.

このように、前記第1発明によれば、工具本体の先端に部分球状部が設けられ、その部分球状部に形成されたボール刃により切削を行うボールエンドミルであって、前記部分球状部に少なくとも1本のスリットが先端から放射状に形成され、そのスリットのエッジが前記ボール刃として機能するものであることから、基本は前記部分球状部総当たりの仕様とすることで仕上げを重視した切削加工が実現できると共に、削り残しが発生していた場合でも切れ刃として機能する前記スリットにより仕上げ切削加工延いては研削加工に近い加工を行うことができる。すなわち、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミルを提供することができる。   Thus, according to the first aspect of the present invention, there is provided a ball end mill in which a partial spherical portion is provided at the tip of the tool body, and the cutting is performed by the ball blade formed in the partial spherical portion, Since one slit is formed radially from the tip, and the edge of the slit functions as the ball blade, the cutting process with an emphasis on finishing is basically performed by using the partial round portion specification. This can be realized, and even when uncut portions are generated, the slit functioning as a cutting edge can be used to perform finish cutting and thus processing close to grinding. That is, it is possible to provide a ball end mill that makes the surface roughness after cutting sufficiently satisfactory.

前記第1発明に従属する本第2発明の要旨とするところは、前記部分球状部の軸心を基準としてその部分球状部の中心角45°の断面形状において、前記スリットのエッジのすくい角が5°以上15°以下の範囲内である。このようにすれば、前記スリットのエッジに必要十分な切削性能を付与することができ、そのスリットにより仕上げ切削加工延いては研削加工に近い加工を行うことができる。   The gist of the second invention subordinate to the first invention is that the rake angle of the edge of the slit is a cross-sectional shape having a central angle of 45 ° of the partial spherical portion with respect to the axial center of the partial spherical portion. It is in the range of 5 ° or more and 15 ° or less. In this way, necessary and sufficient cutting performance can be imparted to the edge of the slit, and the slit can be used to perform finish cutting and thus close to grinding.

前記第1発明乃至第2発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、前記部分球状部の軸心を基準としてその部分球状部の中心角45°の断面形状において、工具径をDとして前記スリットの幅寸法が0.05D以上0.15D以下の範囲内である。このようにすれば、前記スリットのエッジに必要十分な切削性能を付与できることに加え、余の部分球状部により仕上げを重視した切削加工が実現できる。   The gist of the third invention subordinate to the first to second inventions is that the tool diameter is set to D in a cross-sectional shape having a central angle of 45 ° with respect to the axial center of the partial spherical portion. As for the width dimension of the said slit, it exists in the range of 0.05D or more and 0.15D or less. If it does in this way, in addition to being able to provide necessary and sufficient cutting performance to the edge of the slit, cutting which attaches importance to finishing can be realized by the surplus partial spherical part.

本発明の好適な実施例であるボールエンドミルを軸心に垂直な方向から見た正面図である。It is the front view which looked at the ball end mill which is a suitable example of the present invention from the direction perpendicular to an axis. 図1に示すボールエンドミルに備えられた刃部の構成を詳しく説明する正面図である。It is a front view explaining in detail the structure of the blade part with which the ball end mill shown in FIG. 1 was equipped. 図2に示す刃部に形成されたスリットの構成を詳しく説明する写真である。It is a photograph explaining in detail the configuration of the slit formed in the blade portion shown in FIG. 図2に示す刃部を一点鎖線IVで切断して示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the blade portion shown in FIG. 2 cut along a dashed line IV. 本発明の効果を検証するために本発明者等が行った試験について説明する図であり、従来品による切削加工後の被削面のピックフィード方向の粗さ曲線を示している。It is a figure explaining the test which the present inventors etc. performed in order to verify the effect of the present invention, and shows the roughness curve of the pick feed direction of the cut surface after cutting by the conventional product. 本発明の効果を検証するために本発明者等が行った試験について説明する図であり、従来品による切削加工後の被削面の送り方向の粗さ曲線を示している。It is a figure explaining the test which the present inventors performed in order to verify the effect of the present invention, and shows the roughness curve of the feed direction of the work surface after cutting by the conventional product. 本発明の効果を検証するために本発明者等が行った試験について説明する図であり、本実施例のボールエンドミルによる切削加工後の被削面のピックフィード方向の粗さ曲線を示している。It is a figure explaining the test which the present inventors etc. performed in order to verify the effect of the present invention, and shows the roughness curve of the pick feed direction of the work surface after cutting by the ball end mill of this example. 本発明の効果を検証するために本発明者等が行った試験について説明する図であり、本実施例のボールエンドミルによる切削加工後の被削面の送り方向の粗さ曲線を示している。It is a figure explaining the test which the present inventors etc. performed in order to verify the effect of the present invention, and shows the roughness curve of the feed direction of the cut surface after cutting by the ball end mill of this example.

本発明のボールエンドミルは、好適には、金型の加工面やキャビティをはじめとする3次元曲面を加工するための切削加工に用いられる。好適には、加工対象となる曲面に沿って切削加工を行うならい加工法や、加工対象となる部分の高さを段階的に変化させながら切削加工を行う等高線加工法等による金型の加工に用いられるが、その他にも各種被削材の切削加工に広く用いられる。   The ball end mill of the present invention is preferably used for cutting for processing a three-dimensional curved surface including a processing surface and a cavity of a mold. Preferably, it is suitable for machining a die by a contouring method in which cutting is performed along a curved surface to be processed, or a contouring method in which cutting is performed while gradually changing the height of a portion to be processed. Although it is used, it is widely used for various other work materials.

本発明のボールエンドミルの材質としては、超硬合金や高速度工具鋼が好適に用いられるが、他の材料でもよい。必要に応じてTiAlN、TiN、TiCN等の硬質被膜を刃部等の表面にコーティングすることが望ましい。   As the material for the ball end mill of the present invention, cemented carbide or high-speed tool steel is preferably used, but other materials may be used. It is desirable to coat the surface of the blade portion or the like with a hard coating such as TiAlN, TiN, or TiCN as necessary.

本発明のボールエンドミルは、好適には、部分球状部に3本のスリットが放射状に形成された3刃ボールエンドミルであるが、斯かる部分球状部に1本乃至2本のスリットが形成されたもの、或いは4本以上のスリットが形成された多刃ボールエンドミルにも本発明は好適に適用される。   The ball end mill of the present invention is preferably a three-blade ball end mill in which three slits are radially formed in the partial spherical portion, but one or two slits are formed in the partial spherical portion. The present invention is also suitably applied to a multi-blade ball end mill in which four or more slits are formed.

本発明のボールエンドミルに設けられたスリットは、好適には、部分球状部の軸心側端部から外周側へ向かって捩れることなく形成されたもの、換言すれば、部分球状部の軸心を含む平面に沿って形成されたものであるが、軸心側端部から外周側へ向かうに従って、換言すれば工具先端から離隔するに従って、切削加工方向と反対方向へ捩れたスパイラル状に形成されたものであってもよい。   The slit provided in the ball end mill of the present invention is preferably formed without being twisted from the axial end of the partial spherical portion toward the outer peripheral side, in other words, the axial center of the partial spherical portion. Is formed in a spiral shape that is twisted in the direction opposite to the cutting direction as it goes from the end on the axial center side toward the outer peripheral side, in other words, away from the tip of the tool. It may be.

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.

図1は、本発明の好適な実施例であるボールエンドミル10を軸心に垂直な方向から見た正面図である。この図1に示すように、本実施例のボールエンドミル10は、円柱形状のシャンク部12と、首部14と、工具本体の先端に設けられて切削加工に関与する刃部16とを、一体的に備えている。前記ボールエンドミル10は、好適には、例えば超硬合金や高速度工具鋼等の材料の研磨加工により、前記シャンク部12、首部14、及び刃部16が一体に形成されたものである。   FIG. 1 is a front view of a ball end mill 10 according to a preferred embodiment of the present invention as viewed from a direction perpendicular to the axis. As shown in FIG. 1, the ball end mill 10 of the present embodiment includes a cylindrical shank portion 12, a neck portion 14, and a blade portion 16 that is provided at the tip of a tool body and that is involved in cutting work. In preparation. The ball end mill 10 is preferably such that the shank portion 12, the neck portion 14 and the blade portion 16 are integrally formed by polishing a material such as cemented carbide or high-speed tool steel.

図2は、前記ボールエンドミル10に備えられた刃部16の構成を詳しく説明する正面図である。この図2に示すように、前記ボールエンドミル10に備えられた刃部16は、少なくとも一部が規定の径寸法の球面に相当する部分球状部16aと、斯かる部分球状部16aのシャンク側に、例えばその部分球状部16aと等しい径寸法の円筒状をなす外周部16bとを、備えている。好適には、規定の径寸法の半球に相当する部分球状部16aのシャンク側に、その部分球状部16aと等しい径寸法の円筒に相当する外周部16bが一体に設けられている。好適には、前記刃部16の表面には、必要に応じてTiAlN、TiN、TiCN等の硬質被膜がコーティングされる。   FIG. 2 is a front view for explaining in detail the configuration of the blade portion 16 provided in the ball end mill 10. As shown in FIG. 2, the blade portion 16 provided in the ball end mill 10 includes a partial spherical portion 16a corresponding to a spherical surface having a specified diameter at least partially, and a shank side of the partial spherical portion 16a. For example, the outer peripheral part 16b which comprises the cylindrical shape of the same diameter as the partial spherical part 16a is provided. Preferably, an outer peripheral portion 16b corresponding to a cylinder having a diameter equal to that of the partial spherical portion 16a is integrally provided on the shank side of the partial spherical portion 16a corresponding to a hemisphere having a predetermined diameter. Preferably, the surface of the blade portion 16 is coated with a hard coating such as TiAlN, TiN, or TiCN as necessary.

図3は、前記刃部16に形成されたスリット18の構成を詳しく説明する写真であり、図4は、前記部分球状部16aの軸心Cを基準としてその部分球状部16aの中心角(対応する球面の中心をOとして軸心Cを一方の半径とした場合の中心角)45°の断面形状(R45°位置断面)を例示する図、すなわち図2に示す刃部16を一点鎖線IVで切断して示す部分断面図である。図2〜図4に示すように、本実施例のボールエンドミル10における前記部分球状部16aには、少なくとも1本のスリット18が先端から放射状に形成されている。好適には、図2及び図3に示すように、前記部分球状部16aに3本のスリット18が等しい角度間隔(部分球状部16aの頂部から視た場合に120°間隔)で放射状に形成された3刃ボールエンドミルであるが、前記部分球状部16aに1本乃至2本のスリットが形成されたもの、或いは4本以上のスリットが形成されたものであってもよい。斯かる構成においても、前記スリット18は前記部分球状部16aの頂部から視た場合に等しい角度間隔で形成されることが望ましい。前記スリット18は、好適には、図2に示すように、前記部分球状部16aの軸心C側端部から外周部16bへ向かって捩れることなく形成されたもの、換言すれば、前記部分球状部16aの軸心Cを含む平面に沿って形成されたものであるが、軸心C側端部から外周側へ向かうに従って、換言すれば工具先端から離隔するに従って、切削加工方向と反対方向へ捩れたスパイラル状に形成されたものであってもよい。図3の写真において、前記スリット18は工具先端(部分球状部16aに対応する球面の頂部)までは延伸して設けられていないが、少なくとも1本のスリット18が工具先端まで延伸して設けられたものであってもよい。   FIG. 3 is a photograph for explaining in detail the configuration of the slit 18 formed in the blade portion 16, and FIG. 4 shows the central angle (corresponding to the axial center C of the partial spherical portion 16a). 2 is a diagram illustrating a cross-sectional shape (R45 ° cross-section) of 45 °, that is, the center angle when the center of the spherical surface is O and the axis C is one radius, that is, the blade portion 16 shown in FIG. It is a fragmentary sectional view cut and shown. As shown in FIGS. 2 to 4, at least one slit 18 is formed radially from the tip of the partial spherical portion 16 a in the ball end mill 10 of the present embodiment. Preferably, as shown in FIGS. 2 and 3, three slits 18 are radially formed in the partial spherical portion 16a at equal angular intervals (120 ° intervals when viewed from the top of the partial spherical portion 16a). However, it may be one in which one or two slits are formed in the partial spherical portion 16a, or one in which four or more slits are formed. Even in such a configuration, it is desirable that the slits 18 are formed at equal angular intervals when viewed from the top of the partial spherical portion 16a. As shown in FIG. 2, the slit 18 is preferably formed without being twisted from the end portion on the side of the axis C of the partial spherical portion 16a toward the outer peripheral portion 16b. It is formed along a plane including the axis C of the spherical portion 16a, but as it goes from the end on the axis C side toward the outer periphery, in other words, away from the tool tip, the direction opposite to the cutting direction It may be formed in a spiral shape. In the photograph of FIG. 3, the slit 18 is not provided to extend to the tool tip (the top of the spherical surface corresponding to the partial spherical portion 16a), but at least one slit 18 is provided to extend to the tool tip. It may be.

図4に示すように、前記スリット18は、好適には、前記部分球状部16aの中心Oを含む断面形状において円弧状をなすように構成されている。好適には、前記スリット18のエッジ18aすなわちそのスリット18と前記部分球状部16a表面との境界(縁部)は鉤状(フック状)とされており、そのエッジ16aのすくい角θは正の値とされたものである。前記スリット18は、好適には、前記部分球状部16aの軸心Cを基準としてその部分球状部16aの中心角φ=45°の断面形状において、前記エッジ18aのすくい角θが5°以上15°以下の範囲内となるように形成されたものである。前記スリット18は、好適には、前記中心角φ=45°の断面形状において、幅寸法wすなわち前記部分球状部16aとの境界部分(部分球状部16aの表面)における幅(長手方向に垂直な方向の長さ寸法)が、工具径をDとして0.05D以上0.15D以下の範囲内となるように形成されたものである。前記スリット18は、好適には、その深さ寸法dすなわち前記部分球状部16aの表面を基準とする径方向の深さ(法線方向の深さ寸法)が0〜0.2D程度(工具先端付近においてはスリット18が形成されず、その深さが0となる場合がある)、最深部で0.2D程度とされたものである。前記スリット18は、少なくとも前記部分球状部16a(中心Oに対応する球面に相当する部分)に設けられたものであればよく、必ずしも前記外周部16bにまで延伸して設けられたものでなくともよい。   As shown in FIG. 4, the slit 18 is preferably configured to have an arc shape in a cross-sectional shape including the center O of the partial spherical portion 16a. Preferably, the edge 18a of the slit 18, that is, the boundary (edge) between the slit 18 and the surface of the partial spherical portion 16a has a hook shape, and the rake angle θ of the edge 16a is positive. It is a value. The slit 18 preferably has a rake angle θ of 5 ° or more of the edge 18a in a cross-sectional shape with a central angle φ = 45 ° of the partial spherical portion 16a with respect to the axis C of the partial spherical portion 16a. It was formed to be within the range of °° or less. The slit 18 preferably has a width dimension w, that is, a width (perpendicular to the longitudinal direction of the partial spherical portion 16a) in the width dimension w, that is, the boundary portion with the partial spherical portion 16a in the cross-sectional shape of the central angle φ = 45 °. The length dimension in the direction) is formed such that the tool diameter is D and is in the range of 0.05D to 0.15D. The slit 18 preferably has a depth dimension d, that is, a radial depth (depth dimension in the normal direction) with respect to the surface of the partial spherical portion 16a of about 0 to 0.2D (tool tip). In the vicinity, the slit 18 is not formed and the depth may be 0), and the depth is about 0.2D. The slit 18 only needs to be provided at least in the partial spherical portion 16a (the portion corresponding to the spherical surface corresponding to the center O), and does not necessarily extend to the outer peripheral portion 16b. Good.

本実施例のボールエンドミル10の具体的な寸法として、前記シャンク部12は、例えば径寸法6mmφ程度、長さ寸法40mm程度の円柱形状とされたものである。前記首部14は、例えば径寸法3.85mmφ程度、長さ寸法4mm程度の円柱形状とされたものであり、例えば図1に示すように、前記シャンク部12から首部14へ向かって径寸法が漸減させられるテーパ部が設けられている。前記刃部16は、例えば軸方向長さ寸法(刃長)4mm程度、径寸法4mmφ程度とされたものであり、前記部分球状部16aにおける球面は、例えば半径2mm程度に相当するものである。前記スリット18のエッジ18aのすくい角θは、例えば前記中心角φ=45°の断面形状において10°程度とされたものである。前記スリット18の幅寸法wは、例えば前記中心角φ=45°の断面形状において0.1D程度(D=4mmの場合、w=0.4mm程度)とされたものである。前記スリット18の深さ寸法dは、例えばその最深部において0.2D程度(D=4mmの場合、w=0.8mm程度)とされたものである。   As specific dimensions of the ball end mill 10 of the present embodiment, the shank portion 12 has a cylindrical shape with a diameter of about 6 mmφ and a length of about 40 mm, for example. The neck portion 14 has a cylindrical shape with a diameter dimension of about 3.85 mmφ and a length dimension of about 4 mm, for example, and the diameter dimension gradually decreases from the shank portion 12 toward the neck portion 14 as shown in FIG. A tapered portion is provided. The blade portion 16 has, for example, an axial length dimension (blade length) of about 4 mm and a diameter size of about 4 mmφ, and the spherical surface in the partial spherical portion 16a corresponds to, for example, a radius of about 2 mm. The rake angle θ of the edge 18a of the slit 18 is, for example, about 10 ° in the cross-sectional shape of the central angle φ = 45 °. The width dimension w of the slit 18 is, for example, about 0.1D (when D = 4 mm, w = 0.4 mm) in the cross-sectional shape with the central angle φ = 45 °. The depth dimension d of the slit 18 is, for example, about 0.2D at the deepest portion (w = 0.8 mm when D = 4 mm).

以上のように構成された本実施例のボールエンドミル10による被削材の切削加工においては、前記シャンク部12において図示しないマシニングセンタ等の切削装置に取り付けられてその切削装置により軸心まわりに回転駆動させられることにより、前記スリット18のエッジ18aにより被削材に対する切削加工が行われる。すなわち、前記スリット18のエッジ18aが前記ボールエンドミル10による切削加工におけるボール刃(切れ刃)として機能する。本実施例のボールエンドミル10は、好適には、金型のキャビティをはじめとする3次元曲面を加工するための切削加工に用いられる。例えば、加工対象となる曲面に沿って切削加工を行うならい加工法や、加工対象となる部分の高さを段階的に変化させながら切削加工を行う等高線加工法等による金型の加工に好適に用いられる。ここで、本実施例のボールエンドミル10の刃部16においては、前記部分球状部16aの表面が切削加工に際して被削材における被削面に当接(摺接)させられる構成とされているため、そのバニシ効果(バニシング)により、切削加工後の被削面の面粗さを最大高さRz(JIS B 0601:2001)で1.2μm以下といった磨き面に近いものとすることができる。更に、前記エッジ18aがボール刃として機能するスリット18が前記部分球状部16aに形成されていることで、削り残しが発生していた場合でも好適に仕上げ切削加工延いては研削加工に近い加工を行うことができる。   In the cutting of the work material by the ball end mill 10 of the present embodiment configured as described above, the shank portion 12 is attached to a cutting device such as a machining center (not shown) and is driven to rotate around the axis by the cutting device. As a result, the workpiece 18 is cut by the edge 18 a of the slit 18. That is, the edge 18 a of the slit 18 functions as a ball blade (cutting edge) in the cutting process by the ball end mill 10. The ball end mill 10 of this embodiment is preferably used for cutting for processing a three-dimensional curved surface including a cavity of a mold. For example, it is suitable for machining of dies by the contour processing method that performs cutting while changing the height of the part to be processed stepwise, etc. Used. Here, in the blade portion 16 of the ball end mill 10 of the present embodiment, the surface of the partial spherical portion 16a is configured to come into contact (sliding contact) with the work surface of the work material during the cutting process. Due to the burnishing effect (burnishing), the surface roughness of the machined surface after cutting can be made close to a polished surface of 1.2 μm or less at the maximum height Rz (JIS B 0601: 2001). Furthermore, the slit 18 in which the edge 18a functions as a ball blade is formed in the partial spherical portion 16a, so that even when there is an uncut residue, the finish cutting process is preferably extended to a process close to a grinding process. It can be carried out.

続いて、本発明の効果を検証するために本発明者等が行った試験について説明する。本発明者等は、前記ボール刃に沿って二番角17°に対応する二番面(逃げ面)が形成されると共に、その二番面の幅寸法が0.1mm、ボール刃のすくい角が5°、コーティング無しとされたR2ボールエンドミル従来品(標準品)と、前記部分球状部16aに3本の前記スリット18が放射状に形成され、前記中心角φ=45°の断面形状において前記エッジ18aのすくい角θが10°、スリット幅wが0.4mm(=0.1D)、前記外周部16bとの境界におけるスリット深さdが0.8mm(=0.2D)とされた本実施例のボールエンドミル10とを用意し、それぞれのボールエンドミルを用いて以下の切削条件で切削試験を行った。   Subsequently, a test conducted by the present inventors in order to verify the effect of the present invention will be described. The present inventors have formed a second surface (flank) corresponding to a second angle of 17 ° along the ball blade, the width of the second surface is 0.1 mm, and the rake angle of the ball blade In the R2 ball end mill conventional product (standard product) with 5 °, no coating, and the three slits 18 are radially formed in the partial spherical portion 16a, and the cross section of the central angle φ = 45 ° A book in which the rake angle θ of the edge 18a is 10 °, the slit width w is 0.4 mm (= 0.1D), and the slit depth d at the boundary with the outer peripheral portion 16b is 0.8 mm (= 0.2D). A ball end mill 10 of the example was prepared, and a cutting test was performed using the respective ball end mills under the following cutting conditions.

[切削条件]
・被削材:STAVAX(登録商標)50HRC
・被削材形状:R11mmコア形状
・走査線加工
・工具形状:R2ボールエンドミル
・主軸回転速度:20000rpm
・送り速度:1000mm/min
・ピックフィード:0.1mm
・切込量:0.05mm
・切削油:センタースルーオイルミスト
[Cutting conditions]
Work material: STAVAX (registered trademark) 50HRC
・ Work material shape: R11mm core shape ・ Scanning line processing ・ Tool shape: R2 ball end mill ・ Spindle speed: 20000rpm
・ Feeding speed: 1000mm / min
・ Pick feed: 0.1mm
・ Cut amount: 0.05mm
・ Cutting oil: Center-through oil mist

図5〜図8は、前記切削試験の結果として、各試料による切削加工後の被削面の面粗さを示す粗さ曲線を例示するものであり、前記従来品による切削加工後の被削面のピックフィード方向の粗さ曲線を図5に、送り方向(被削材周面の円周方向)の粗さ曲線を図6に、本実施例のボールエンドミル10による切削加工後の被削面のピックフィード方向の粗さ曲線を図7に、送り方向の粗さ曲線を図8にそれぞれ示している。図5及び図6に示す粗さ曲線に対応する被削面すなわち従来品による切削加工後の被削面では、ピックフィード方向の十点平均粗さRa(JIS B 0601:2001)は0.309μm、最大高さRz(JIS B 0601:2001)は1.725μmであった。送り方向の十点平均粗さRaは0.214μm、最大高さRzは1.379μmであった。一方、図7及び図8に示す粗さ曲線に対応する被削面すなわち本実施例のボールエンドミル10による切削加工後の被削面では、ピックフィード方向の十点平均粗さRaは0.08μm、最大高さRzは1.12μmであった。送り方向の十点平均粗さRaは0.07μm、最大高さRzは0.98μmであった。これらの結果から明らかなように、本実施例のボールエンドミル10による切削加工後の被削面の面粗さは、ピックフィード方向及び送り方向の何れにおいても従来品による切削加工後の被削面よりも大幅に改善されており、磨き加工後の被削面に近い仕上がりが得られていることがわかる。   5 to 8 exemplify a roughness curve indicating the surface roughness of the cut surface after cutting by each sample as a result of the cutting test, and the cutting surface of the cut surface after cutting by the conventional product is illustrated. FIG. 5 shows a roughness curve in the pick feed direction, FIG. 6 shows a roughness curve in the feed direction (circumferential direction of the work material circumferential surface), and picks the work surface after cutting by the ball end mill 10 of this embodiment. The roughness curve in the feed direction is shown in FIG. 7, and the roughness curve in the feed direction is shown in FIG. On the work surface corresponding to the roughness curves shown in FIGS. 5 and 6, that is, the work surface after cutting with a conventional product, the ten-point average roughness Ra (JIS B 0601: 2001) in the pick feed direction is 0.309 μm, the maximum The height Rz (JIS B 0601: 2001) was 1.725 μm. The ten-point average roughness Ra in the feed direction was 0.214 μm, and the maximum height Rz was 1.379 μm. On the other hand, on the work surface corresponding to the roughness curve shown in FIGS. 7 and 8, that is, the work surface after cutting by the ball end mill 10 of this embodiment, the ten-point average roughness Ra in the pick feed direction is 0.08 μm, the maximum. The height Rz was 1.12 μm. The ten-point average roughness Ra in the feed direction was 0.07 μm, and the maximum height Rz was 0.98 μm. As is clear from these results, the surface roughness of the work surface after cutting by the ball end mill 10 of this embodiment is higher than the work surface after cutting by the conventional product in both the pick feed direction and the feed direction. It is greatly improved and it can be seen that a finish close to the machined surface after polishing is obtained.

このように、本実施例によれば、前記部分球状部16aに少なくとも1本のスリット18が先端から放射状に形成され、そのスリット18のエッジ18aが切削加工におけるボール刃として機能するものであることから、基本は前記部分球状部16a総当たりの仕様とすることで仕上げを重視した切削加工が実現できると共に、削り残しが発生していた場合でも切れ刃として機能する前記スリット18により仕上げ切削加工延いては研削加工に近い加工を行うことができる。すなわち、切削加工後の被削面粗さを十分に良好なものとするボールエンドミル10を提供することができる。   As described above, according to this embodiment, at least one slit 18 is formed radially from the tip of the partial spherical portion 16a, and the edge 18a of the slit 18 functions as a ball blade in cutting. From the above, it is possible to realize cutting with an emphasis on finishing by using the specifications of the partial spherical portion 16a, and even if there is any uncut material, the slit 18 functioning as a cutting edge can be used to extend the finish cutting work. Therefore, processing close to grinding can be performed. In other words, it is possible to provide the ball end mill 10 that has a sufficiently good surface roughness after cutting.

前記部分球状部16aの軸心Cを基準としてその部分球状部16aの中心角φ=45°の断面形状において、前記スリット18のエッジ18aのすくい角θが5°以上15°以下の範囲内であるため、前記スリット18のエッジ18aに必要十分な切削性能を付与することができ、そのスリット18により仕上げ切削加工延いては研削加工に近い加工を行うことができる。   In the cross-sectional shape with the central angle φ = 45 ° of the partial spherical portion 16a with respect to the axial center C of the partial spherical portion 16a, the rake angle θ of the edge 18a of the slit 18 is within a range of 5 ° to 15 °. Therefore, necessary and sufficient cutting performance can be imparted to the edge 18a of the slit 18, and the slit 18 can perform a finish cutting process and a process close to a grinding process.

前記部分球状部16aの軸心Cを基準としてその部分球状部16aの中心角φ=45°の断面形状において、前記スリット18の幅寸法dが0.05D以上0.15D以下の範囲内であるため、前記スリット18のエッジ18aに必要十分な切削性能を付与できることに加え、余の部分球状部16aにより仕上げを重視した切削加工が実現できる。   With respect to the axial center C of the partial spherical portion 16a, the width d of the slit 18 is in the range of 0.05D or more and 0.15D or less in the cross-sectional shape of the partial spherical portion 16a with the central angle φ = 45 °. Therefore, in addition to being able to impart the necessary and sufficient cutting performance to the edge 18a of the slit 18, the remaining partial spherical portion 16a can realize cutting with an emphasis on finishing.

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in other modes.

例えば、本発明のボールエンドミルは、切削加工後の被削面に関して磨き面に近い面粗さを実現するものであるが、本発明のボールエンドミルによる被削材の切削加工後に、被削面に磨き加工を施してもよい。斯かる態様においても、従来のボールエンドミルにより切削された被削材に対する磨き加工よりも短時間の簡単な処理で済むため、本発明の一応の効果を奏する。また、本発明のボールエンドミルは、専ら切削加工用の他のボールエンドミルによる切削加工後の仕上げ加工に用いられるものであってもよい。斯かる態様においても、手作業による磨き加工の人的或いは時間的コストを大幅に削減することができる。   For example, the ball end mill of the present invention realizes a surface roughness close to the polished surface with respect to the cut surface after cutting, but after the cutting of the work material by the ball end mill of the present invention, the work surface is polished. May be applied. Even in such an aspect, since the processing can be performed in a shorter time than the polishing of the work material cut by the conventional ball end mill, the effect of the present invention can be achieved. Further, the ball end mill of the present invention may be used exclusively for finishing after cutting by another ball end mill for cutting. Even in such an aspect, it is possible to significantly reduce the human or time cost of manual polishing.

前述の実施例においては、前記部分球状部16aの軸心Cを基準としてその部分球状部16aの中心角φ=45°の断面形状において、前記スリット18のエッジ18aのすくい角θが5°以上15°以下の範囲内、前記スリット18の幅寸法dが0.05D以上0.15D以下の範囲内であるボールエンドミル10を例示したが、これらの数値範囲は最良の実施形態を示すものであり、斯かる数値範囲を逸脱する構成においても本発明の一応の効果を奏する。   In the above-described embodiment, the rake angle θ of the edge 18a of the slit 18 is 5 ° or more in the sectional shape of the central angle φ = 45 ° of the partial spherical portion 16a with respect to the axis C of the partial spherical portion 16a. The ball end mill 10 in which the width dimension d of the slit 18 is within a range of 0.05D or more and 0.15D or less is exemplified within a range of 15 ° or less, but these numerical ranges show the best embodiment. Even in a configuration that deviates from such a numerical range, the effect of the present invention is achieved.

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。   In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.

10:ボールエンドミル、16a:部分球状部、18:スリット、18a:エッジ   10: Ball end mill, 16a: Partial spherical portion, 18: Slit, 18a: Edge

Claims (3)

工具本体の先端に部分球状部が設けられ、該部分球状部に形成されたボール刃により切削を行うボールエンドミルであって、
前記部分球状部に少なくとも1本のスリットが先端から放射状に形成され、該スリットのエッジが前記ボール刃として機能するものであること
を特徴とするボールエンドミル。
A ball end mill that is provided with a partial spherical portion at the tip of the tool body and performs cutting with a ball blade formed in the partial spherical portion,
A ball end mill characterized in that at least one slit is formed radially from the tip of the partial spherical portion, and an edge of the slit functions as the ball blade.
前記部分球状部の軸心を基準として該部分球状部の中心角45°の断面形状において、前記スリットのエッジのすくい角が5°以上15°以下の範囲内である請求項1に記載のボールエンドミル。   2. The ball according to claim 1, wherein a rake angle of the edge of the slit is in a range of 5 ° to 15 ° in a cross-sectional shape having a central angle of 45 ° of the partial spherical portion with respect to the axial center of the partial spherical portion. End mill. 前記部分球状部の軸心を基準として該部分球状部の中心角45°の断面形状において、前記スリットの幅寸法が0.05D以上0.15D以下の範囲内である請求項1又は2に記載のボールエンドミル。   3. The width dimension of the slit is in a range of 0.05 D or more and 0.15 D or less in a cross-sectional shape having a central angle of 45 ° of the partial spherical portion with respect to the axial center of the partial spherical portion. Ball end mill.
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