JP2000288825A - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具剛性を高めて切刃剛性と切削性能と切屑
排出性を高める。 【解決手段】 工具本体１１の軸直交断面が略四角形を
なしていて、各角部Ｃに切刃１７の回転方向前方側に設
けたすくい面１５と逃げ面１６とによる切刃１７を形成
する。すくい面１５と底面２２とで略Ｖ字形断面をなす
ポケット部２３を形成する。切屑排出溝１４はすくい面
１５と底面２２の略Ｖ字形凹部で形成され軸線Ｏに対し
て角度δで捩れている。すくい面１５と底面２２は切刃
直交断面で略直線状に形成する。切刃１７の回転軌跡で
径Ｄ１の外接円Ｒａを、底面２２で内接する径Ｄ２の内
接円で心厚円Ｒｂを形成する。Ｄ２は（０．６〜０．
８）Ｄ１に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具本体の外周に
形成された切屑排出溝の外周側辺稜部に切刃が形成され
ていて金型などの被加工物の溝削りや肩削りなどに用い
られるエンドミルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のエンドミルの一例として
ソリッドタイプのエンドミルがある。このエンドミル
は、例えば４枚刃のエンドミル１であって、回転中心を
なす軸線Ｏを中心とする略円柱状の工具本体２の軸線Ｏ
に直交する断面を軸直交断面として図５に示すものであ
り、外周に４条の切屑排出溝３…が周方向に等間隔で形
成されており、各切屑排出溝３の工具回転方向Ｔ側を向
く壁面がすくい面４とされ、このすくい面４の外周側辺
稜部、即ちすくい面４とこのすくい面４に交差して工具
外周側を向く逃げ面５との交差稜線部に切刃６が形成さ
れている。ここで、すくい面４は断面視で凹曲線または
直線を描いて径方向の軸線Ｏ側に延びて切屑排出溝３の
溝底部３ａにつながり、この溝底部３ａは凹曲線を描い
て工具本体２の心厚円Ｒに外接し更に凸曲線を描く凸曲
部７を介して心厚円Ｒの外側に離れて回転方向前方に隣
接する他の切刃６の逃げ面５に接続されることになる。
切刃５の回転方向前方に連続するすくい面４、溝底部３
ａ及び凸曲部７は切屑排出溝３を構成し、同時に切刃６
のポケット部８を構成する。

【０００３】切屑排出溝３は一般に工具本体２の先端側
から後端側に向かうに従って工具回転方向Ｔの後方側に
向けて軸線Ｏを中心として螺旋状に捩れるように形成さ
れており、これに伴って切刃６も同様に螺旋状に形成さ
れている。そして、工具本体２を軸線回りに回転させて
被削材を切削加工すると、切刃５で生成された切屑ｋは
すくい面４及び凸曲部７に沿って走行してカールさせら
れ切屑排出溝３を通して基端側に排出されることにな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエンドミル１においては切屑ｋがすくい面４に面接
触しつつ走行する際に、すくい面４に続く凸曲部７が凸
状に隆起しているために切屑流れが悪く、切削抵抗が増
大して切削性能を低下させるという問題がある。またこ
の工具本体２は軸直交断面で略円形を呈していて心厚部
Ｒから切刃６の領域が径方向外側に突出する形状である
ために切刃６の刃先角が小さく切刃剛性が小さくて欠損
し易いという問題がある。本発明は、このような実情に
鑑みて、工具本体の剛性を高めて切刃剛性を大きくする
と共に切削抵抗を低減したエンドミルを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるエンドミル
は、軸線回りに回転する工具本体の軸直交断面が略多角
形をなしていて、工具本体の外周面の各角部に切刃が形
成されていると共に、該切刃で交差する回転方向前方側
のすくい面と回転方向後方側の逃げ面とが設けられ、す
くい面のすくい角（θ）は−１５°〜＋１５°の範囲に
設定され、逃げ面の逃げ角（α）は＋５°〜１５°の範
囲に設定されてなることを特徴とする。軸直交断面を略
多角形に形成することで従来の略円柱状のものと比較し
て断面積が大きく工具剛性が高くなり、すくい角（θ）
を上述の範囲に設定することで軟質材料であるアルミか
ら高硬度材料にまで対応できて良好な切れ味を確保で
き、逃げ角（α）を上述の範囲に設定することで切刃の
刃先角を確保できて切刃剛性を向上できる。

【０００６】また工具本体の軸直交断面における各切刃
を結ぶ外接円の径をＤ１とし、内接円の径をＤ２とした
ときに、Ｄ２は（０．６〜０．８）Ｄ１の範囲に設定さ
れていてもよい。外接円と内接円の比を上述の範囲に設
定することで、工具剛性を向上させた上に切屑排出溝の
溝深さを確保できて切屑排出性を良好に維持できる。
尚、本発明によるエンドミルの軸直交断面において切刃
位置を同じくする仮想の多角形の各辺に対してすくい面
をより内側に逃げ面を外側に設定し、当該すくい面と回
転方向前方に隣接する他の切刃の逃げ面とを結ぶ底面を
切刃直交断面で略直線状に形成し、切屑排出溝をすくい
面と底面とで凹部形状に形成し、更に内接円を仮想の多
角形よりも大径に設定するようにしてもよい。また、好
ましくは、この工具本体は軸直交断面が略四角形または
それ以上の略多角形断面とされていてもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図４により説明する。図１は実施の形態によ
るエンドミルの側面図、図２は図１に示すエンドミルの
先端面図、図３は図１に示すエンドミルのＡ−Ａ線に沿
う軸直交断面図、図４は図１に示すエンドミルの切刃直
交断面図である。図１乃至図３に示すエンドミル１０
は、その軸線Ｏを回転中心とする工具本体１１が例えば
超硬合金等の硬質材料からなる棒状をなし、先端側の刃
部１２と基端側のシャンク部１３とからなる例えばソリ
ッドタイプのスクエアエンドミルとされている。このエ
ンドミル１０は、刃部１２に関して先端から任意の位置
における軸線Ｏに直交する方向のＡ−Ａ線に沿う断面、
即ち軸直交断面が例えば図３に示す略四角形をなしてい
る。刃部１２は、図３に示す軸直交断面における各角部
Ｃの工具本体回転方向Ｔ側である各辺の領域に略凹部形
状の切屑排出溝１４が形成され、これら４条の切屑排出
溝１４…は図１に示すように刃部１２の先端側から基端
側に向かうに従い工具本体１１の軸線Ｏを中心に回転方
向Ｔの後方側に捩れるように軸線Ｏに対して適宜の角度
δを以て傾斜して、周方向に等間隔に形成されている。

【０００８】そして、図３に示すように各切屑排出溝１
４の工具回転方向Ｔ側を向く壁面は角部Ｃの頂部に至る
すくい面１５とされ、このすくい面１５とこれに連なる
逃げ面１６との交差稜線部をなす角部Ｃに切刃１７が外
周刃として形成され、切刃１７は切屑排出溝１４に沿っ
て軸線Ｏ回りに角度δを以て螺旋状に捩れて形成されて
いる。工具本体１１の先端部には図２に示すようにすく
い面１５とこのすくい面１５に交差する先端逃げ面１８
との交差稜線部に底刃１９が形成されており、４枚の底
刃１９…は軸線Ｏからその径方向に沿って工具外周側に
延びるように略９０°間隔で放射状に形成されている。

【０００９】ここで、このエンドミル１０の軸直交断面
の構成について更に説明すると、工具本体１１の図３に
示す軸直交断面において、工具本体１１と角部Ｃを同じ
くする二点鎖線で表示した仮想の正方形断面Ｓを基本形
状として各角部Ｃに外周刃をなす切刃１７を形成し、そ
のすくい面１５を仮想の正方形断面Ｓの辺ｓ１に対して
軸線Ｏ方向内側に向けて延びるように形成すると共にそ
の逃げ面１６を辺ｓ１に対して外側に膨らませて形成す
る。これによって切刃１７のすくい角θを仮想の辺ｓ１
に対してよりポジ側に設定して良好な切れ味を確保する
と共に、逃げ面１６を切刃１７の回転軌跡（即ち工具本
体１１の外接円Ｒａ）に重ならない範囲で外側に膨らま
せて逃げ角αをポジに設定することで刃先角βを大きく
確保できる。ここで、すくい角θは図３ではネガに設定
されているが、これに限定されることなく−１５°〜＋
１５°の範囲に設定することで、切削抵抗を低減できる
と共にアルミから高硬度材料まで幅広い範囲に亘る硬度
材料の切削加工に対応できる。逃げ角αは５°〜２０°
に設定することで刃先角βを大きくとれて切刃剛性を向
上できる。尚、すくい角θが−１５°より小さいと高硬
度材料に対する切れ味が悪くなり、＋１５°より大きい
と切刃剛性が低下して欠損しやすくなる。また逃げ角α
が５°より小さいと切刃１７の回転軌跡（外接円Ｒａ）
に重なるために加工面と干渉して擦過することになり、
２０°より大きいと刃先角βが小さくなって切刃剛性が
低下する。

【００１０】またすくい面１５の内側端縁から回転方向
前方に隣接する他の切刃１７の逃げ面１６に接続する底
面２２を形成するものとし、この底面２２はすくい面１
５との接続部２２ａが仮想の辺ｓ１より内側に位置し且
つ隣接する逃げ面１６との接続部２２ｂが仮想の辺ｓ１
より外側に位置するように仮想の辺ｓ１に対して角度γ
だけ傾斜して形成されている。しかも底面２２はすくい
面１５よりも長さが大きく仮想の辺ｓ１の中点ｃの位置
で仮想の辺ｓ１の外側に位置する。そして切屑排出溝１
４はすくい面１５と底面２２によって断面視略Ｖ字型に
凹んで形成されており、同時にこれらすくい面１５と底
面２２とで形成される全体領域が切刃１７のポケット部
２３を構成する。

【００１１】このようにして形成された工具本体１１の
軸直交断面に対して二点鎖線で描く内接円、好ましくは
各底面２２で接する内接円を心厚円Ｒｂとする。この心
厚円Ｒｂは仮想の正方形Ｓの内接円より直径が大きくな
る。ここで外接円Ｒａの直径をＤ１とし、内接円Ｒｂの
直径をＤ２とすると、 Ｄ２＝（０．６〜０．８）Ｄ１ に設定される。Ｄ２が０．６Ｄ１より小さいと工具本体
１１の剛性が低下し、０．８Ｄ１より大きいとポケット
部２３及び切屑排出溝１４の深さが浅くなって切屑詰ま
りを起こしやすくなる。図４は工具本体１１のポケット
部２３について切刃１７に直交する切刃直交断面を示す
ものであり、この断面視で切刃１７のポケット２３を構
成するすくい面１５と底面２２はそれぞれ略々直線状を
なすように平坦に形成されている。

【００１２】本実施の形態によるエンドミル１０は上述
のように構成されているから、被削材の切削加工時にエ
ンドミル１０を軸線Ｏ回りに回転させつつ工具本体１１
の底刃１９及び外周面の切刃１７…で被削材の切削加工
を行う。外周刃をなす切刃１７で生成された切屑はポケ
ット部２３のすくい面１５上を切刃１７に交差する方向
に走行して底面２２上を延びて丸められ、切屑排出溝１
４を通して基端側に排出される。この時、ポケット部２
３のすくい面１５及び底面２２はその切刃直交断面が平
坦状に形成されているために切屑がスムーズに流れて切
削抵抗を低減できる。その上に、切屑排出溝１４は角度
δで螺旋状に捻られているために切屑流れがよい上に切
削抵抗を低減できて切屑排出性が良い。その点、従来の
エンドミル１では、図４に二点鎖線で示すように底面２
２の領域に大径の凸曲部７が形成されているために切屑
ｋがこれに乗り上げることになりスムーズな走行を妨げ
詰まりやすいという不具合があった。

【００１３】上述のように本実施の形態によるエンドミ
ルによれば、工具本体１１の軸直交断面が略四角形を構
成することで従来の略円柱状のエンドミルよりも断面積
が大きくて剛性が高い上に更に各角部Ｃに切刃１７を設
けると共に心厚円Ｒｂをその内接円状に拡大できて一層
剛性を向上できる。特に切刃１７の回転軌跡と重なる工
具本体１１の外接円Ｒａの径Ｄ１に対して内接円Ｒｂの
径Ｄ２を（０．６〜０．８）Ｄ１の範囲に設定したから
剛性を向上させた上に切屑排出溝１４の溝深さを確保で
きて切屑排出性が良い。しかもすくい面１５のすくい角
θを−１５°〜１５°の範囲に設定すると共に逃げ面１
６の逃げ角αを５°〜２０°の範囲に設定することによ
ってアルミから高硬度材料までの被削材に対応できて切
れ味を良好に維持でき切刃剛性も高い。

【００１４】尚、刃部１２の軸直交断面を略四角形に設
定したが、本発明はこれに限定されることなく四角形以
上の適宜の略多角形に形成できる。またポケット部２３
においてすくい面１５を切刃直交断面で略直線状に形成
しなくてもよく、例えば断面凹曲線状に形成してもよ
い。また、上述の実施の形態では、切刃１７と底刃１９
とが角形のコーナを持ついわゆるスクエアエンドミル１
０について説明したが、本発明はこのような構成に限定
されることなく、外周刃とされる切刃１７がテーパを持
ついわゆるテーパエンドミルや円弧状の底刃をもつボー
ルエンドミルや丸コーナをもつラジアスエンドミルなど
にも適用できる。また、上述の実施の形態ではソリッド
エンドミルについて説明したが、このような構成に限定
されることなく切刃ろう付けタイプのエンドミルやスロ
ーアウェイ式エンドミルなどにも本発明を適用できる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエン
ドミルは、軸線回りに回転する工具本体の軸直交断面が
略多角形をなしていて、工具本体の外周面の各角部に切
刃が形成されていると共に、該切刃で交差する回転方向
前方側のすくい面と回転方向後方側の逃げ面とが設けら
れ、すくい面のすくい角θは−１５°〜＋１５°の範囲
に設定され、逃げ面の逃げ角αは＋５°〜１５°の範囲
に設定されているから、軸直交断面を略多角形に形成す
ることで従来の略円柱状のものと比較して断面積が大き
く工具剛性が高くなり、すくい角（θ）を上述の範囲に
設定することで軟質材料であるアルミから高硬度材料ま
で対応できて良好な切れ味を確保でき、逃げ角（α）を
上述の範囲に設定することで切刃の刃先角を確保できて
切刃剛性を向上できる。

【００１６】また工具本体の軸直交断面における各切刃
を結ぶ外接円の径をＤ１とし、内接円の径をＤ２とした
ときに、Ｄ２は（０．６〜０．８）Ｄ１の範囲に設定さ
れているから、工具剛性を向上させた上に切屑排出溝の
溝深さを確保できて切屑排出性を良好に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態によるエンドミルの側面
図である。

【図２】 図１に示すエンドミルの先端面図である。

【図３】 図１に示すエンドミルのＡ−Ａ線軸直交断面
図である。

【図４】 図１に示すエンドミルのポケット部における
切刃直交断面図である。

【図５】 従来のエンドミルの軸直交断面図である。

【符号の説明】

１０ エンドミル １１ 工具本体 １４ 切屑排出溝 １５ すくい面 １７ 切刃（外周刃） ２２ 底面 ２３ ポケット部 Ｒａ 外接円 Ｒｂ 内接円

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りに回転する工具本体の軸直交断
   面が略多角形をなしていて、工具本体の外周面の各角部
   に切刃が形成されていると共に、該切刃で交差する回転
   方向前方側のすくい面と回転方向後方側の逃げ面とが設
   けられ、 前記すくい面のすくい角θは−１５°〜＋１５°の範囲
   に設定され、前記逃げ面の逃げ角αは＋５°〜１５°の
   範囲に設定されてなるエンドミル。
2. 【請求項２】 前記工具本体の軸直交断面における各切
   刃を結ぶ外接円の径をＤ１とし、内接円の径をＤ２とし
   たときに、Ｄ２は（０．６〜０．８）Ｄ１の範囲に設定
   されていることを特徴とする請求項１記載のエンドミ
   ル。