JP2000288826A - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削抵抗を抑えて切屑排出性を向上させる。 【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に回転方向前方側のすくい面１５
と回転方向後方側の逃げ面１６とが交差する切刃１７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に沿って角度δで捩れて
いる。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。ポケット部２３は切刃直交
断面ですくい面１５と底面２２がそれぞれ略直線状をな
す平坦に形成する。

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６の回
転方向前方に連続するすくい面４、溝底部３ａ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がポケット部８のす
くい面４及び溝底部３ａ及び凸曲部７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、切屑排出性が悪いという問題がある。
本発明は、このような実情に鑑みて、切屑排出性と切削
性能を向上させ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外周面に軸線の方向
に沿って捻れる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝
の回転方向を向く壁面にすくい面が形成されていると共
にこのすくい面と回転方向後方側の逃げ面との交差稜線
部が切刃とされ、すくい面とこのすくい面の回転方向前
方に設けた底面とで凹部形状のポケット部が形成され、
このポケット部の切刃直交断面に沿って略直線状をなす
平坦部が設けられたことを特徴とする。切刃で生成され
た切屑はポケット部を流れる際に平坦部上を走行するた
めに切屑流れが良くスムーズに走行し切削抵抗が小さく
切屑排出性も向上する。

【０００６】尚、本発明によるエンドミルは工具本体を
軸直交断面で各角部に切刃を設けた略多角形に形成して
もよい。またこの軸直交断面を略多角形とするエンドミ
ルにおいて、切刃位置を同じく各角部に設けた仮想の多
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
に設定して、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設けてポケット部とし、
切刃直交断面で底面を略直線状をなす平坦部に形成して
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に対して適宜のねじ
れ角度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の刃部１
２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ｓ
１に対して軸線Ｏに向かって径方向に延びるように形成
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
つ隣接する他の逃げ面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１４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（仮想の正方形Ｓの内接円と同一径またはより小さく
なるとしてもよい）。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
なすように平坦状に形成されている。

【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に略直交する方
向に走行して底面２２上を延びて丸められ、切屑排出溝
１４を通して基端側に排出される。この時、ポケット部
２３のすくい面１５及び底面２２はその切刃直交断面が
平坦状に形成され且つすくい面１５と底面２２が例えば
鈍角をなして凹部を形成するために、すくい面１５をス
ムーズに流れた切屑がすくい面１５から底面２２に移行
した際に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２２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、すくい面を流れた切屑がすくい面１５から底面
２２に移行した際に湾曲角度を小さくする方向に曲げら
れるためにスムーズな走行を妨げられ詰まりやすいとい
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、切刃直交断面でポケット部２３の底面２２
及びすくい面１５がそれぞれ略直線状をなすように平坦
に形成されているから、切屑流れがスムーズで切削抵抗
を低減して切屑排出性を向上できる。更に、工具本体１
１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１６の逃げ角αを５°〜２
０°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、ポケット部２３においてすくい面１５
は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。また底面２２を切刃
直交断面で略直線状をなす平坦に形成したが、必ずしも
底面２２全体を平坦にしなくてもよい。また、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仮想の正多角形をベースにする四角
形以上の適宜の略多角形に形成できる。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１０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各種のエンドミルに
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外周面に軸線
の方向に沿って捻れる切屑排出溝が形成され、この切屑
排出溝の回転方向を向く壁面にすくい面が形成されてい
ると共にこのすくい面と回転方向後方側の逃げ面との交
差稜線部が切刃とされ、すくい面とこのすくい面の回転
方向前方に設けた底面とで凹部形状のポケット部が形成
され、このポケット部の切刃直交断面に沿って略直線状
をなす平坦部が設けられたから、切屑はポケット部を流
れる際に平坦部上を走行するために切屑流れが良くスム
ーズに走行し切屑排出溝を通して排出され、切削抵抗が
小さく切屑排出性も向上する。

【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

Claims (1)

【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外周面に
   軸線の方向に沿って捻れる切屑排出溝が形成され、この
   切屑排出溝の回転方向を向く壁面にすくい面が形成され
   ていると共にこのすくい面と回転方向後方側の逃げ面と
   の交差稜線部が切刃とされ、 前記すくい面とこのすくい面の回転方向前方に設けた底
   面とで凹部形状のポケット部が形成され、このポケット
   部の切刃直交断面に沿って略直線状をなす平坦部が設け
   られてなるエンドミル。