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JP2014188611A - End mill and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2014188611A
JP2014188611A JP2013064954A JP2013064954A JP2014188611A JP 2014188611 A JP2014188611 A JP 2014188611A JP 2013064954 A JP2013064954 A JP 2013064954A JP 2013064954 A JP2013064954 A JP 2013064954A JP 2014188611 A JP2014188611 A JP 2014188611A
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JP
Japan
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end mill
outer peripheral
coating film
base material
rotation direction
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Application number
JP2013064954A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Azegami
貴行 畔上
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】コーティング膜の剥離による加工面粗さの劣化を防ぐ。
【解決手段】エンドミル本体11先端部の外周面には、外周刃16のエンドミル回転方向T後方側に連なりエンドミル本体11の軸線を中心とした円周上に位置するマージン部20と、マージン部20のエンドミル回転方向T後方側に連なりエンドミル回転方向T後方側に向かうに従いエンドミル本体11の内周側に向かう外周逃げ面21とが形成され、マージン部20にはエンドミル本体11の母材表面にコーティング膜22が被覆され、このコーティング膜22は外周逃げ面21とマージン部20との境界部において外周逃げ面21のエンドミル本体11の母材表面には被覆されていない。
【選択図】図3
[PROBLEMS] To prevent deterioration of a machined surface roughness due to peeling of a coating film.
A margin portion 20 is provided on an outer peripheral surface of a tip end portion of an end mill body 11 and is located on a circumference centering on an axis of the end mill body 11 connected to a rear side in the end mill rotation direction T of an outer peripheral blade 16. An outer peripheral flank 21 is formed on the inner peripheral side of the end mill body 11 as it goes to the rear side in the end mill rotational direction T and toward the rear side in the end mill rotational direction T. The margin portion 20 is coated on the base material surface of the end mill main body 11. The film 22 is coated, and the coating film 22 is not coated on the base material surface of the end mill body 11 of the outer peripheral flank 21 at the boundary between the outer flank 21 and the margin 20.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、外周刃のエンドミル回転方向後方側の外周面に逃げ角を有することのないマージン部が形成されたエンドミル、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an end mill in which a margin portion having no clearance angle is formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral blade on the rear side in the end mill rotation direction, and a manufacturing method thereof.

このようなマージン部が形成されたエンドミルとして、例えば特許文献1には、円柱状のシャンク部と、このシャンク部の一端に設けられた外周刃と底刃を持つ刃部とを備え、さらにこの外周刃に、シャンク部の外周面に連続した同一面上にある円筒面を持つ丸ランド、すなわち外周刃に対して逃げ角を有することのないマージン部が、外周刃のエンドミル回転方向後方側の外周面に形成されたものが提案されている。さらに、この特許文献1には、上記刃部に、DLCコーティングやTiAlN、TiN、TiC等のコーティングを施すことも記載されている。   As an end mill in which such a margin portion is formed, for example, Patent Document 1 includes a cylindrical shank portion, and a blade portion having an outer peripheral blade and a bottom blade provided at one end of the shank portion. A round land having a cylindrical surface on the same surface continuous with the outer peripheral surface of the shank portion on the outer peripheral blade, that is, a margin portion having no clearance angle with respect to the outer peripheral blade is located on the rear side in the end mill rotation direction of the outer peripheral blade. What was formed in the outer peripheral surface is proposed. Further, Patent Document 1 also describes that the blade portion is coated with DLC coating, TiAlN, TiN, TiC or the like.

特開2009−148860号公報JP 2009-148860 A

ところで、このようなマージン部を備えてコーティングが施されたエンドミルでは、通常は円柱状のエンドミル本体の母材の先端部外周に切屑排出溝を形成して、そのエンドミル回転方向を向く壁面と外周面との交差稜線部に外周刃を形成するとともに、この外周刃からエンドミル回転方向後方側に上記マージン部の幅をあけて、エンドミル回転方向後方側に向かうに従い内周側に向かう外周逃げ面を形成して刃部を形成し、しかる後にこの刃部の表面にコーティングが施される。   By the way, in an end mill coated with such a margin portion, a chip discharge groove is usually formed on the outer periphery of the tip of the base material of the cylindrical end mill body, and the wall surface and outer periphery facing the end mill rotation direction An outer peripheral edge is formed at the intersection ridge line with the surface, and the margin part is widened from the outer peripheral blade to the rear side in the end mill rotation direction, and an outer peripheral flank face toward the inner peripheral side as it goes rearward in the end mill rotation direction. Then, the blade is formed, and then the surface of the blade is coated.

ところが、このようなコーティングが特にアークイオンプレーティング法によるものであると、例えば図4に示すようにエンドミル本体1の母材表面のマージン部2と外周逃げ面3との交差稜線部4のようなエッジ部にコーティング膜5が盛り上がるように被覆されてしまう。そして、このようなエンドミルをそのまま切削加工に使用すると、アークイオンプレーティング法のような物理蒸着法(PVD法)によるコーティング膜5には圧縮応力が発生するために、この盛り上がった部分が図5に示すように容易に剥離して段差部が形成され、これが加工面を傷つけて加工面粗さを劣化させるおそれが生じる。   However, when such a coating is particularly based on the arc ion plating method, for example, as shown in FIG. 4, a crossed ridgeline portion 4 between the margin portion 2 of the base material surface of the end mill body 1 and the outer peripheral flank 3. As a result, the coating film 5 is covered so as to rise up at the edge portion. When such an end mill is used for cutting as it is, a compressive stress is generated in the coating film 5 by a physical vapor deposition method (PVD method) such as an arc ion plating method. As shown in FIG. 5, the stepped portion is easily peeled off to form a stepped portion, which may damage the processed surface and deteriorate the processed surface roughness.

また、このようなアークイオンプレーティング法によるコーティング膜5には、上述のようなエッジ部以外にも、その表面に0.3〜5.0μm程度の大きさの微細突起や微細粒子が突出することが知られており、特にマージン部2は被削材の加工面を擦りながら切削を行うことになるため、マージン部2のコーティング膜5にこのような微細突起や微細粒子が突出していると、やはり加工面粗さを劣化させることになる。その一方で、このような微細突起や微細粒子を除去するためにコーティング膜5の表面に研磨加工を施すと、マージン部2と切屑排出溝のエンドミル回転方向Tを向いてすくい面6とされる壁面との交差稜線部である外周刃7に被覆されたコーティング膜5が図4および図5に示すように丸みを帯びてしまい、切削抵抗の増大を招くことになる。   Further, in the coating film 5 by such an arc ion plating method, fine protrusions and fine particles having a size of about 0.3 to 5.0 μm protrude on the surface other than the edge portion as described above. In particular, since the margin portion 2 is cut while rubbing the processed surface of the work material, such fine protrusions and fine particles protrude from the coating film 5 of the margin portion 2. As a result, the roughness of the processed surface is deteriorated. On the other hand, when the surface of the coating film 5 is polished in order to remove such fine protrusions and fine particles, the rake face 6 faces the margin portion 2 and the end mill rotation direction T of the chip discharge groove. As shown in FIGS. 4 and 5, the coating film 5 covered with the outer peripheral edge 7 that is an intersecting ridge line portion with the wall surface is rounded, resulting in an increase in cutting resistance.

本発明は、このような背景の下になされたもので、マージン部の外周逃げ面との交差稜線部におけるエンドミル本体の母材表面に被覆されたコーティング膜の剥離による加工面粗さの劣化を防ぐことが可能なエンドミルおよびその製造方法を提供することを第1の目的とし、さらにはマージン部のコーティング膜に突出する微細突起や微細粒子による加工面粗さの劣化をも防ぐとともに切削抵抗の増大を抑制することが可能なエンドミルおよびその製造方法を提供することを第2の目的としている。   The present invention has been made under such a background, and the roughness of the machined surface is deteriorated due to the peeling of the coating film coated on the base material surface of the end mill body at the crossing ridge line portion with the outer peripheral flank surface of the margin portion. A first object of the present invention is to provide an end mill that can be prevented and a method of manufacturing the end mill. Further, it is possible to prevent deterioration of the surface roughness due to fine protrusions and fine particles protruding from the coating film in the margin portion and to reduce cutting resistance. A second object is to provide an end mill capable of suppressing the increase and a method for manufacturing the end mill.

上記課題を解決して、第1の目的を達成するために、本発明のエンドミルは、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を向く壁面と上記エンドミル本体先端部の外周面との交差稜線部に上記壁面をすくい面とする外周刃が形成されるとともに、上記エンドミル本体先端部の外周面には、上記外周刃のエンドミル回転方向後方側に連なって上記軸線を中心とした円周上に位置するマージン部と、このマージン部のさらにエンドミル回転方向後方側に連なって該エンドミル回転方向後方側に向かうに従い上記エンドミル本体の内周側に向かう外周逃げ面とが形成され、上記マージン部には上記エンドミル本体の母材の表面にコーティング膜が被覆される一方、このコーティング膜は、上記外周逃げ面と上記マージン部との境界部において該外周逃げ面における上記エンドミル本体の母材の表面には被覆されていないことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem and achieve the first object, the end mill of the present invention has a chip discharge groove formed on the outer periphery of the end portion of the end mill body rotated about the axis, and the end mill rotates in the chip discharge groove. An outer peripheral blade having a rake face as the wall surface is formed at a crossing ridge line portion between the wall surface facing the outer periphery and the outer peripheral surface of the end mill main body end portion, and an end mill of the outer peripheral blade is formed on the outer peripheral surface of the end mill main body front end portion. A margin part located on the circumference centered on the axis line and connected to the rear side in the rotation direction, and further to the rear side in the end mill rotation direction and further toward the rear side in the end mill rotation direction. An outer peripheral flank face toward the peripheral side is formed, and the margin portion is coated with a coating film on the surface of the base material of the end mill body. Ngumaku is characterized in that the uncoated on the surface of the base material of the end mill body in the outer peripheral flank at the boundary between the peripheral relief surface and the margin portion.

また、このような第1の目的を達成するための本発明のエンドミルの製造方法は、軸線回りに回転されることになるエンドミル本体の母材の表面にコーティング膜を被覆し、次いでこのエンドミル本体の先端部外周に、上記軸線を中心とした円周上にマージン部が残されるようにして、該マージン部のエンドミル回転方向後方側に、該エンドミル回転方向後方側に向かうに従い上記エンドミル本体の内周側に向かう外周逃げ面を、上記コーティング膜および上記エンドミル本体の母材を除去することによって形成することを特徴とする。   Moreover, in the manufacturing method of the end mill of the present invention for achieving the first object, the surface of the base material of the end mill body to be rotated around the axis is coated with a coating film, and then the end mill body A margin portion is left on the outer periphery of the tip portion of the end mill, and a margin portion is left on the circumference centering on the axis, and the inner end of the end mill body is moved toward the rear side in the end mill rotation direction of the margin portion toward the rear side in the end mill rotation direction. An outer peripheral flank face toward the peripheral side is formed by removing the coating film and the base material of the end mill body.

このようなエンドミルの製造方法によれば、母材表面にコーティング膜が被覆されたエンドミル本体の先端部外周に、マージン部を残してコーティング膜および母材を除去することによって外周逃げ面が形成されるため、マージン部における母材表面にはコーティング膜が被覆される一方で外周逃げ面のマージン部との境界部における母材表面にはコーティング膜が被覆されていない本発明のエンドミルを製造することができる。   According to such an end mill manufacturing method, an outer peripheral flank surface is formed by removing the coating film and the base material while leaving a margin portion on the outer periphery of the end part of the end mill body whose surface is coated with the coating film. Therefore, the end mill of the present invention in which the base material surface in the margin portion is coated with the coating film while the base material surface in the boundary portion with the margin portion of the outer peripheral flank is not coated with the coating film is manufactured. Can do.

そして、このように上記境界部の外周逃げ面における母材表面にコーティング膜が被覆されていない本発明のエンドミルでは、コーティングが物理蒸着法(PVD法)によるものであっても、該境界部すなわちマージン部と外周逃げ面との交差稜線部にコーティング膜が盛り上がるように形成されることもない。従って、このようなエンドミルによれば、こうして盛り上がった境界部のコーティング膜が切削加工時に剥離して段差部が形成されることにより加工面粗さが損なわれることもなく、仕上げ面精度の向上を図ることができる。   And in the end mill of the present invention in which the coating film is not coated on the base material surface in the outer peripheral flank of the boundary portion as described above, even if the coating is by physical vapor deposition (PVD method), the boundary portion, The coating film is not formed so as to rise at the intersection ridgeline between the margin portion and the outer peripheral flank. Therefore, according to such an end mill, the coating film at the raised boundary portion is peeled off during the cutting process to form a stepped portion, thereby improving the finished surface accuracy without losing the processed surface roughness. Can be planned.

また、上記第2の目的を達成するために、本発明のエンドミルはさらに、上記コーティング膜が、その表面が研磨されているとともに、上記すくい面と上記マージン部との境界部においても該すくい面における上記エンドミル本体の母材の表面には被覆されていないことを特徴とし、また本発明のエンドミルの製造方法はさらに、上記エンドミル本体の母材の表面にコーティング膜を被覆した後に、このコーティング膜の表面を研磨し、次いで上記エンドミル本体の先端部外周に、上記外周逃げ面と、上記マージン部のエンドミル回転方向側に切屑排出溝とを、上記コーティング膜および上記エンドミル本体の母材を除去することによって形成して、該切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面をすくい面とする外周刃を形成することを特徴とする。   In order to achieve the second object, the end mill of the present invention further includes a surface of the coating film polished, and the rake face at the boundary between the rake face and the margin part. The end mill main body is not coated on the surface of the base material of the end mill, and the end mill manufacturing method of the present invention further includes coating the coating film on the surface of the end mill main body. Next, the outer peripheral flank and the chip discharge groove on the end mill rotation direction side of the margin portion are removed from the outer periphery of the end portion of the end mill body, and the coating film and the base material of the end mill body are removed. And forming an outer peripheral blade having a rake face as a wall surface facing the end mill rotation direction of the chip discharge groove. To.

このようなエンドミルの製造方法では、外周逃げ面と同様に切屑排出溝も、表面が研磨されたコーティング膜が被覆されたマージン部を残して、コーティング膜およびエンドミル本体の母材を除去することにより形成されるため、この切屑排出溝のエンドミル回転方向側を向く壁面であるすくい面とマージン部との境界部においても、該すくい面におけるエンドミル本体の母材表面にはコーティング膜が被覆されていない本発明のエンドミルを製造することができる。   In such an end mill manufacturing method, the chip discharge groove, like the outer peripheral flank, is also removed by removing the coating film and the base material of the end mill body, leaving a margin portion coated with the coating film whose surface is polished. Therefore, even in the boundary portion between the rake face and the margin portion which is the wall surface facing the end mill rotation direction side of the chip discharge groove, the base material surface of the end mill body on the rake face is not coated with the coating film. The end mill of the present invention can be manufactured.

そして、このようなエンドミルでは、マージン部に残されたコーティング膜の表面が研磨されて微細突起や微細粒子が除去されているので、マージン部が被削材の加工面を擦りながら切削が行われても加工面粗さが劣化することはなく、却ってバニシング効果により仕上げ面精度の向上を図ることができる。また、このようにコーティング膜が研磨された後にコーティング膜およびエンドミル母材が除去されることにより、切屑排出溝が形成されてそのエンドミル回転方向側を向く壁面をすくい面とする外周刃が形成されるので、外周刃が丸みを帯びることもなく、鋭い切れ味を確保して切削抵抗の低減を図ることが可能となる。   In such an end mill, since the surface of the coating film remaining in the margin portion is polished to remove fine protrusions and fine particles, the margin portion is cut while rubbing the processing surface of the work material. However, the roughness of the processed surface is not deteriorated, and on the contrary, the finished surface accuracy can be improved by the burnishing effect. Further, after the coating film is polished in this way, the coating film and the end mill base material are removed, so that a chip discharge groove is formed and an outer peripheral blade having a rake face as a wall surface facing the end mill rotating direction is formed. Therefore, the outer peripheral blade is not rounded, and it becomes possible to secure a sharp sharpness and reduce cutting resistance.

以上説明したように、本発明によれば、第1に、マージン部と外周逃げ面との境界部においてコーティング膜が盛り上がって切削加工時に剥離を生じることにより加工面粗さが劣化するのを防ぐことができ、また第2には、コーティング膜表面の微細突起や微細粒子を除去することによって外周切刃が丸みを帯びるのも防いで、バニシング効果による仕上げ面精度の向上と切削抵抗の低減を図ることが可能となる。   As described above, according to the present invention, firstly, it is prevented that the coating surface rises at the boundary portion between the margin portion and the outer peripheral flank surface and the processing surface roughness is deteriorated due to peeling at the time of cutting. Secondly, by removing fine protrusions and fine particles on the coating film surface, it is possible to prevent the outer peripheral cutting edge from being rounded, and to improve the finished surface accuracy and reduce cutting resistance by the burnishing effect. It becomes possible to plan.

本発明のエンドミルの一実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of the end mill of this invention. 図1に示す実施形態における切刃部の軸線に垂直な断面図である。It is sectional drawing perpendicular | vertical to the axis line of the cutting blade part in embodiment shown in FIG. 図2における外周刃周辺の拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view around an outer peripheral blade in FIG. 2. 従来のエンドミルにおける外周刃周辺の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the periphery of an outer peripheral blade in a conventional end mill. 図4に示すエンドミルにおいてマージン部と外周逃げ面との境界部におけるコーティング膜に剥離が生じた状態を示す外周刃周辺の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the outer peripheral blade showing a state where the coating film is peeled off at the boundary portion between the margin portion and the outer peripheral flank in the end mill shown in FIG.

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11は、超硬合金や高速度工具鋼等の硬質材料によりなる母材から軸線Oを中心とする外形略円柱状に形成され、その後端部(図1において右側部分)は円柱状のままのシャンク部12とされるとともに、先端部(図1において左側部分)は切刃部13とされている。このようなエンドミルは、シャンク部12が工作機械に主軸に把持されて軸線O回りにエンドミル回転方向Tに回転されつつ、通常は該軸線Oに交差する方向に送り出されて切刃部13により被削材に切削加工を施してゆく。   1 to 3 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the end mill body 11 is formed in a substantially cylindrical shape having an axis O as a center from a base material made of a hard material such as cemented carbide or high-speed tool steel, and a rear end portion (right side portion in FIG. 1). ) Is a cylindrical shank portion 12, and a tip portion (left side portion in FIG. 1) is a cutting edge portion 13. In such an end mill, the shank portion 12 is gripped by the main spindle by the machine tool and rotated in the end mill rotation direction T around the axis O, and is usually fed in a direction crossing the axis O and is covered by the cutting edge portion 13. Cutting material is cut.

エンドミル本体1先端側の切刃部13の外周には、エンドミル本体11の先端から後端側に向かうに従い軸線O回りにエンドミル回転方向Tの後方側に向けて捩れる切屑排出溝14が、周方向に間隔をあけて複数条(本実施形態では4条)形成されている。さらに、これらの切屑排出溝14のエンドミル回転方向Tを向く壁面と切刃部13の外周面との交差稜線部には、上記壁面をすくい面15として切屑排出溝14と同様に軸線O回りに捩れる外周刃16がそれぞれ形成されており、これらの外周刃16の軸線O回りの回転軌跡は図2に示すように該軸線Oを中心とする1つの円筒面Pをなすようにされている。   On the outer periphery of the cutting edge portion 13 on the front end side of the end mill body 1, there is a chip discharge groove 14 that twists toward the rear side in the end mill rotation direction T around the axis O as it goes from the front end of the end mill body 11 to the rear end side. A plurality of strips (four strips in this embodiment) are formed at intervals in the direction. Further, at the intersecting ridge line portion between the wall surface of the chip discharge groove 14 facing the end mill rotation direction T and the outer peripheral surface of the cutting edge portion 13, the wall surface is used as a rake face 15 around the axis O like the chip discharge groove 14. Each of the outer peripheral blades 16 to be twisted is formed, and the rotation trajectory of the outer peripheral blades 16 about the axis O forms a single cylindrical surface P centered on the axis O as shown in FIG. .

また、各切屑排出溝14の先端部には内周側に向けて凹溝状のギャッシュ17が形成されており、これらのギャッシュ17のエンドミル回転方向Tを向く壁面とエンドミル本体11先端の先端逃げ面18との交差稜線部には、上記外周刃16の先端から内周側に向かう底刃19が形成されている。ここで、本実施形態のエンドミルは、これらの底刃19が軸線Oに垂直な平面上に略延びて外周刃16と略直交するようにされたスクエアエンドミルとされているが、外周刃16と底刃19とが略1/4円弧状のコーナ刃を介して連なるラジアスエンドミルとされていたり、底刃19の回転軌跡が軸線O上に中心を有する半球状とされたボールエンドミルとされていたりしてもよい。   Further, a concave groove-like gash 17 is formed at the front end of each chip discharge groove 14 toward the inner peripheral side, and the front wall of the gash 17 facing the end mill rotation direction T and the front end relief of the end mill main body 11 tip. A bottom blade 19 is formed at the intersecting ridge line with the surface 18 from the tip of the outer peripheral blade 16 toward the inner peripheral side. Here, the end mill of the present embodiment is a square end mill in which the bottom blades 19 extend substantially on a plane perpendicular to the axis O and are substantially orthogonal to the outer peripheral blades 16. A radius end mill that is connected to the bottom blade 19 via a substantially 1/4 arc-shaped corner blade, or a ball end mill in which the rotation trajectory of the bottom blade 19 is a hemisphere having a center on the axis O. May be.

一方、切刃部13の外周面には、外周刃16のエンドミル回転方向T後方側に連なり、外周刃16と等しい外径の上記円筒面Pに沿った円周上に延びるマージン部20と、このマージン部20のさらにエンドミル回転方向T後方側に連なり、このエンドミル回転方向Tの後方側に向かうに従いエンドミル本体11の内周側に向かう外周逃げ面21とが形成されている。外周逃げ面21は、図2に示すようにエンドミル回転方向Tの後方側に延びた後、このエンドミル回転方向T後方側に隣接する切屑排出溝14のエンドミル回転方向T後方側を向く壁面に連なっている。   On the other hand, the outer peripheral surface of the cutting blade portion 13 is connected to the rear side in the end mill rotation direction T of the outer peripheral blade 16 and extends on the circumference along the cylindrical surface P having the same outer diameter as the outer peripheral blade 16; An outer peripheral flank 21 is formed which extends further to the rear side of the end mill rotation direction T of the margin portion 20 and toward the inner peripheral side of the end mill main body 11 as it goes to the rear side of the end mill rotation direction T. As shown in FIG. 2, the outer peripheral flank 21 extends to the rear side in the end mill rotation direction T and then continues to the wall surface facing the rear side in the end mill rotation direction T of the chip discharge groove 14 adjacent to the rear side in the end mill rotation direction T. ing.

そして、図3に示すように、この切刃部13の外周面において、上記マージン部20には、エンドミル本体11の上記母材の表面にコーティング膜22が被覆されている一方、外周逃げ面21における母材の表面にはこのようなコーティング膜22は被覆されておらず、上記母材がそのまま露出した状態とされている。さらに、本実施形態では、すくい面15にもコーティング膜22は被覆されておらず、やはりエンドミル本体11の母材が露出した状態とされている。   As shown in FIG. 3, on the outer peripheral surface of the cutting blade portion 13, the margin portion 20 is coated with a coating film 22 on the surface of the base material of the end mill body 11, while the outer peripheral flank 21. Such a coating film 22 is not coated on the surface of the base material, and the base material is exposed as it is. Further, in the present embodiment, the rake face 15 is not covered with the coating film 22, and the base material of the end mill body 11 is also exposed.

ここで、上記コーティング膜22は、例えばTi、Al、V、Cr、Zr、Hfのような周期律表第4a、5a、6a族遷移元素と第3b、4b族元素のうち1種または2種以上を含む金属の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物、または硼化物よりなるものであって、代表的にはTiN、TiCN、AlTiN、AlCrN、AlTiSiN、AlCrSiNなどの高融点硬質物皮膜であり、イオンプレーティング法やスパッタリング法等の物理蒸着(PVD)法によって所定の膜厚で被覆され、特にアークイオンプレーティング法により被覆されるのが好ましい。   Here, the coating film 22 may be one or two of the Group 4a, 5a, and 6a transition elements and the Group 3b and 4b elements of the periodic table such as Ti, Al, V, Cr, Zr, and Hf. It is made of a metal carbide, nitride, oxide, carbonitride, or boride including the above, and is typically a high melting point hard film such as TiN, TiCN, AlTiN, AlCrN, AlTiSiN, AlCrSiN. Yes, it is preferably coated with a predetermined film thickness by a physical vapor deposition (PVD) method such as an ion plating method or a sputtering method, and particularly by an arc ion plating method.

また、このコーティング膜22の表面には研磨が施されており、これによってコーティング膜22の表面からは上述のような高融点硬質物の微細突起または微細粒子が除去されて、その表面粗さが例えばJIS B 0601−2001における算術平均粗さRaにおいて0.2μm以下とされている。さらに、このようなコーティング膜22が被覆されたマージン部20の周方向の幅は0.2mm以下とされている。   In addition, the surface of the coating film 22 is polished, whereby fine protrusions or fine particles of the high melting point hard material as described above are removed from the surface of the coating film 22, and the surface roughness is reduced. For example, the arithmetic average roughness Ra in JIS B 0601-2001 is 0.2 μm or less. Furthermore, the circumferential width of the margin portion 20 covered with such a coating film 22 is set to 0.2 mm or less.

なお、図3に示すように、コーティング膜22のエンドミル回転方向T後方側を向く面はエンドミル本体11の母材における外周逃げ面21と略面一とされるとともに、コーティング膜22のエンドミル回転方向T側を向く面もエンドミル本体11の母材におけるすくい面15と略面一とされている。従って、外周刃16は厳密にはこのコーティング膜22のエンドミル回転方向T側を向く面と外周面との交差稜線部に形成されることになり、コーティング膜22の上記外周面が上記円筒面P上に位置することになる。   As shown in FIG. 3, the surface of the coating film 22 facing the rear side in the end mill rotation direction T is substantially flush with the outer peripheral flank 21 of the base material of the end mill body 11 and the end mill rotation direction of the coating film 22. The surface facing the T side is also substantially flush with the rake face 15 in the base material of the end mill body 11. Therefore, strictly speaking, the outer peripheral edge 16 is formed at the intersection ridge line portion between the surface of the coating film 22 facing the end mill rotation direction T and the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface of the coating film 22 is the cylindrical surface P. Will be located on top.

このようなエンドミルを製造する場合の本発明のエンドミルの製造方法の一実施形態について説明すると、この実施形態の製造方法では、まず上述のような硬質材料から円柱状の母材を製造し、その表面全体に上記コーティング膜22を被覆する。次いで、このコーティング膜22の表面に研磨を施して上述のような高融点硬質物の微細突起または微細粒子を除去する。なお、このコーティング膜22の研磨には、例えば研磨砥粒を含有したブラシや、研磨布、バフによる研磨、またはポリッシュ加工やラップ加工、あるいは細かいダイヤモンド砥粒等をショット粒子として加圧流体により吹き付けるショットブラストなどが用いられる。   An embodiment of a manufacturing method of an end mill of the present invention in the case of manufacturing such an end mill will be described. In the manufacturing method of this embodiment, a columnar base material is first manufactured from the hard material as described above. The coating film 22 is coated on the entire surface. Next, the surface of the coating film 22 is polished to remove the fine protrusions or fine particles of the high melting point hard material as described above. The coating film 22 is polished by, for example, a brush containing polishing abrasive grains, polishing cloth, buffing, polishing or lapping, or fine diamond abrasive grains or the like as shot particles and sprayed with a pressurized fluid. Shot blasting is used.

こうしてコーティング膜22の表面が研磨されたなら、次にマージン部20のコーティング膜22を残しつつ、研削砥石等によってコーティング膜22およびエンドミル本体11の母材を除去して、エンドミル本体11の切刃部13となる部分に切屑排出溝14と外周逃げ面21とを形成し、この切屑排出溝14のエンドミル回転方向T側を向く壁面であるすくい面15とマージン部20との交差稜線部に外周刃16を形成する。また、こうして形成した切屑排出溝14の先端部にギャッシュ17を形成するとともに、切刃部13の先端(エンドミル本体11の先端)には先端逃げ面18を形成して、その交差稜線部に底刃19を形成する。   If the surface of the coating film 22 is polished in this way, the coating film 22 and the base material of the end mill body 11 are removed with a grinding wheel or the like while leaving the coating film 22 of the margin portion 20, and the cutting edge of the end mill body 11 is removed. A chip discharge groove 14 and an outer peripheral flank 21 are formed in a portion that becomes the portion 13, and an outer periphery is formed at a cross ridge line portion between the rake face 15 that is a wall surface facing the end mill rotation direction T side of the chip discharge groove 14 and the margin portion 20. The blade 16 is formed. Further, a gash 17 is formed at the tip of the chip discharge groove 14 formed in this way, and a tip flank 18 is formed at the tip of the cutting edge 13 (tip of the end mill body 11). The blade 19 is formed.

例えばこのような製造方法によって製造される上記構成のエンドミルにおいては、軸線O回りに回転されることになるエンドミル本体11の母材の表面にコーティング膜22を被覆した後に、マージン部20にはコーティング膜22が残されるようにして、コーティング膜22およびエンドミル本体11の母材を除去することにより、マージン部20のエンドミル回転方向T後方側に外周逃げ面21を形成しているので、この外周逃げ面21のマージン部20との境界部における母材表面にはコーティング膜22が被覆されることはない。   For example, in the end mill having the above-described structure manufactured by such a manufacturing method, the margin film 20 is coated after the coating film 22 is coated on the surface of the base material of the end mill body 11 to be rotated about the axis O. By removing the coating film 22 and the base material of the end mill main body 11 so that the film 22 remains, the outer peripheral flank 21 is formed on the rear side in the end mill rotation direction T of the margin portion 20. The surface of the base material at the boundary portion of the surface 21 with the margin portion 20 is not covered with the coating film 22.

従って、このようなエンドミルでは、コーティング膜22が上述のように物理蒸着法(PVD法)によって形成されたものであっても、このマージン部20と外周逃げ面21との境界部にコーティング膜22の盛り上がりが生じることはなく、こうして盛り上がった部分が切削加工時に圧縮応力によって容易に剥離を生じて境界部に段差部が形成されることもない。このため、かかる段差部によって加工面が傷つけられて加工面粗さが劣化することもなく、加工面の仕上げ面精度を維持することができる。   Therefore, in such an end mill, even if the coating film 22 is formed by physical vapor deposition (PVD method) as described above, the coating film 22 is formed at the boundary between the margin portion 20 and the outer peripheral flank 21. No swell occurs, and the swelled part is easily peeled off by a compressive stress at the time of cutting and no stepped part is formed at the boundary. For this reason, the finished surface accuracy of the processed surface can be maintained without the processed surface being damaged by the stepped portion and the processed surface roughness being deteriorated.

また、本実施形態の製造方法では、円柱状のエンドミル本体11の母材表面にコーティング膜22を形成した後で、切屑排出溝14や外周逃げ面21を形成する前に、このコーティング膜22の表面に研磨を施すことにより、特に上記アークイオンプレーティング法に由来するコーティング膜22表面の微細突起や微細粒子を除去している。このため、製造されたエンドミルのマージン部20におけるコーティング膜22の表面も、このような微細突起や微細粒子が除去されて、上述のような表面粗さの平滑面とされている。   Further, in the manufacturing method of the present embodiment, after the coating film 22 is formed on the surface of the base material of the cylindrical end mill body 11, before the chip discharge groove 14 and the outer peripheral flank 21 are formed, the coating film 22 is formed. By polishing the surface, in particular, fine protrusions and fine particles on the surface of the coating film 22 derived from the arc ion plating method are removed. For this reason, the surface of the coating film 22 in the margin part 20 of the manufactured end mill is also a smooth surface having the above-described surface roughness by removing such fine protrusions and fine particles.

ここで、マージン部20は上述のように外周刃16と等しい外径の上記円筒面Pに沿った円周上に延びていて、外周刃16に対する逃げ角が与えられておらず、切削時には外周刃16によって切削されて形成された加工面をさらに擦るようにして加工してゆく。従って、そのようなマージン部20に被覆されたコーティング膜22が上述のような硬質物皮膜であって、しかもその表面が平滑とされていることにより、本実施形態のエンドミルによれば該コーティング膜22によるバニシング効果によって加工面も平滑に仕上げることが可能となり、仕上げ面精度を向上させることが可能となる。   Here, the margin portion 20 extends on the circumference along the cylindrical surface P having the same outer diameter as that of the outer peripheral blade 16 as described above, and is not given a clearance angle with respect to the outer peripheral blade 16, so The processing surface formed by cutting with the blade 16 is further rubbed. Therefore, since the coating film 22 coated on the margin portion 20 is a hard film as described above, and the surface thereof is smooth, the coating film according to the end mill of the present embodiment. The machined surface can be finished smoothly by the burnishing effect of 22, and the finished surface accuracy can be improved.

さらに、本実施形態のエンドミルの製造方法では、切屑排出溝14も、こうしてエンドミル本体11の円柱状の母材表面にコーティング膜22が被覆されて、その表面が研磨されて平滑とされた後に、マージン部20のエンドミル回転方向T側のコーティング膜22およびエンドミル本体11の母材を除去することによって形成される。このため、平滑に研磨されたマージン部20におけるコーティング膜22の表面と、研削加工等によってコーティング膜22およびエンドミル本体11の母材が除去されてやはり平滑に形成された切屑排出溝14のエンドミル回転方向T側を向く壁面との交差稜線部に、実質的な外周刃16が形成されることになる。   Furthermore, in the end mill manufacturing method of this embodiment, the chip discharge groove 14 is also coated with the coating film 22 on the surface of the cylindrical base material of the end mill body 11, and the surface is polished and smoothed. It is formed by removing the coating film 22 on the end mill rotating direction T side of the margin portion 20 and the base material of the end mill body 11. For this reason, the surface of the coating film 22 in the smoothly polished margin 20 and the end mill rotation of the chip discharge groove 14 that is formed smoothly by removing the coating film 22 and the base material of the end mill body 11 by grinding or the like. A substantial outer peripheral edge 16 is formed at the intersecting ridge line portion with the wall surface facing the direction T side.

従って、こうして製造される本実施形態のエンドミルによれば、この外周刃16の刃先エッジに丸みを帯びさせることなくシャープさを確保することができ、これによって外周刃16の切れ味も鋭くして切削抵抗の低減を図ることが可能となる。また、本実施形態では、上述のように外周刃16によって切削された加工面を擦るマージン部20のコーティング膜22の表面が平滑とされていることによっても、切削抵抗の一層の低減を図ることができる。   Therefore, according to the end mill of the present embodiment manufactured in this way, it is possible to ensure sharpness without rounding the edge of the outer peripheral blade 16, thereby sharpening the cutting of the outer peripheral blade 16 and cutting. It is possible to reduce the resistance. Further, in the present embodiment, the cutting resistance can be further reduced by the smooth surface of the coating film 22 of the margin portion 20 that rubs the processed surface cut by the outer peripheral edge 16 as described above. Can do.

11 エンドミル本体
13 切刃部
14 切屑排出溝
15 すくい面
16 外周刃
20 マージン部
21 外周逃げ面
22 コーティング膜
O エンドミル本体11の軸線
T エンドミル回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 End mill main body 13 Cutting edge part 14 Chip discharge groove 15 Rake face 16 Peripheral edge 20 Margin part 21 Outer peripheral flank face 22 Coating film O Axis of end mill main body T End mill rotation direction

Claims (4)

軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部外周に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を向く壁面と上記エンドミル本体先端部の外周面との交差稜線部に上記壁面をすくい面とする外周刃が形成されるとともに、上記エンドミル本体先端部の外周面には、上記外周刃のエンドミル回転方向後方側に連なって上記軸線を中心とした円周上に位置するマージン部と、このマージン部のさらにエンドミル回転方向後方側に連なって該エンドミル回転方向後方側に向かうに従い上記エンドミル本体の内周側に向かう外周逃げ面とが形成され、上記マージン部には上記エンドミル本体の母材の表面にコーティング膜が被覆される一方、このコーティング膜は、上記外周逃げ面と上記マージン部との境界部において該外周逃げ面における上記エンドミル本体の母材の表面には被覆されていないことを特徴とするエンドミル。   A chip discharge groove is formed on the outer periphery of the end portion of the end mill body rotated about the axis, and the wall surface is scooped at a cross ridge line portion between the wall surface of the chip discharge groove facing the end mill rotation direction and the outer peripheral surface of the end portion of the end mill body. An outer peripheral blade as a surface is formed, and on the outer peripheral surface of the tip end portion of the end mill main body, a margin portion located on a circumference centering on the axis line connected to a rear side in the end mill rotation direction of the outer peripheral blade; The margin part is further connected to the rear side in the end mill rotation direction and further toward the rear side in the end mill rotation direction, and an outer peripheral flank face toward the inner peripheral side of the end mill body is formed. The margin part has a base material for the end mill main body. On the other hand, the coating film is coated on the surface of the outer periphery, and the outer periphery of the outer periphery of the outer peripheral relief surface and the margin portion is covered with the coating film. End mill, characterized in that the uncoated on the surface of the base material of the end mill body in. 上記コーティング膜は、その表面が研磨されているとともに、上記すくい面と上記マージン部との境界部においても該すくい面における上記エンドミル本体の母材の表面には被覆されていないことを特徴とする請求項1に記載のエンドミル。   The surface of the coating film is polished, and the surface of the base material of the end mill body on the rake face is not covered even at the boundary between the rake face and the margin part. The end mill according to claim 1. 軸線回りに回転されることになるエンドミル本体の母材の表面にコーティング膜を被覆し、次いでこのエンドミル本体の先端部外周に、上記軸線を中心とした円周上にマージン部が残されるようにして、該マージン部のエンドミル回転方向後方側に、該エンドミル回転方向後方側に向かうに従い上記エンドミル本体の内周側に向かう外周逃げ面を、上記コーティング膜および上記エンドミル本体の母材を除去することによって形成することを特徴とするエンドミルの製造方法。   Cover the surface of the base material of the end mill body to be rotated about the axis with a coating film, and then leave a margin on the outer periphery of the end mill body on the circumference centering on the axis. The coating film and the base material of the end mill body are removed from the outer peripheral flank face toward the inner peripheral side of the end mill body toward the rear side in the end mill rotation direction toward the rear side in the end mill rotation direction of the margin portion. The manufacturing method of the end mill characterized by the above-mentioned. 上記エンドミル本体の母材の表面にコーティング膜を被覆した後に、このコーティング膜の表面を研磨し、次いで上記エンドミル本体の先端部外周に、上記外周逃げ面と、上記マージン部のエンドミル回転方向側に切屑排出溝とを、上記コーティング膜および上記エンドミル本体の母材を除去することによって形成して、該切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面をすくい面とする外周刃を形成することを特徴とする請求項3に記載のエンドミルの製造方法。   After coating the surface of the base material of the end mill body with a coating film, the surface of the coating film is polished, and then on the outer periphery of the end part of the end mill body, on the outer peripheral flank and on the end mill rotation direction side of the margin part. A chip discharge groove is formed by removing the coating film and the base material of the end mill body, and an outer peripheral blade having a rake face as a wall surface facing the end mill rotation direction of the chip discharge groove is formed. The method for producing an end mill according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11780018B2 (en) * 2020-01-10 2023-10-10 Union Tool Co. Rotary cutting tool

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