JP2000288827A - エンドミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切屑の溶着を防いで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を形成する。切刃１７
の回転方向前方側に設けたすくい面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
成され基端側に向かって捩れている。すくい面１５と底
面２２でなすポケット部２３には、微細な凸曲面２５が
マトリクス状に配列され、切刃直交断面でそれぞれ頂部
２５ａが同一高さに位置する。切屑はすくい面１５と底
面２２の凸曲面２５の頂部２５ａ上を流れる。

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６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を軸線まわりに回転させ
て被削材を切削加工すると、切刃５で生成された切屑ｋ
はポケット部８のすくい面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においては被削材がアルミニウムなど
の軟らかい材質の場合には切屑ｋがポケット部８のすく
い面４及び凸曲部７に面接触しつつ走行する際に擦過す
ることになり、切削抵抗と摩擦熱によってすくい面４や
凸曲部７に切屑ｋが溶着してしまうことがあるために、
切屑ｋの排出性を損なう上に被削材の切削性能を低下さ
せ、工具本体２を熱損傷させて工具寿命を著しく低下さ
せるという欠点がある。しかも切屑排出溝３には切刃６
に交差する方向にすくい面４に続いて凸曲部７が形成さ
れているためにこれらの表面上を摺動する切屑ｋが詰ま
り易く切屑排出性が悪いという欠点もある。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
できるように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、該切刃の回転方向前方側に設けら
れたすくい面とこのすくい面につながる底面とを有する
ポケット部が形成され、このポケット部に複数の微細な
凸曲面が形成されてなることを特徴とする。切刃で切削
生成された切屑はすくい面から底面に向けてポケット部
を走行し、その際にポケット部の表面に設けられた複数
の微細な凸曲面上を切屑が摺動するために凸曲面の頂部
を擦過し、切屑とすくい面や底面との接触面積が小さ
く、切屑がアルミなどの軟質の材質であっても溶着する
ことなく摺動させることができる。また、すくい面や底
面の面積が大きくなるために放熱効果があり、工具本体
の曲げ剛性も高く、更にポケット部表面をコーティング
する場合、被覆層との付着強度が高い。尚、すくい面と
このすくい面につながる底面とで、隣り合う切刃を結ぶ
仮想線に対して凹んだ凹部形状が形成されて先端から基
端側に連続する切屑排出溝を構成する。

【０００６】また切刃直交断面において、前記複数の凸
曲面は略同一高さに配列されていてもよい。凸曲面が同
一高さに配列されているために、この上を流れる切屑は
ほぼ平面上を流れることになり、切屑流れがよい。また
凸曲面は凹曲面を介して互いに滑らかに接続されていて
もよい。隣接する二つの凸曲面は凹曲面で滑らかに接続
されていることによって凸曲面と凸曲面の間にクラック
が入ることもなく工具本体の強度が高い。尚、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５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ポケッ
ト部について切刃直交断面を示す図、図５は図４に示す
ポケット部の拡大断面図である。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り、先端側の
刃部１２と基端側のシャンク部１３とからなるソリッド
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に関して先端から適宜の位置にお
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略四角形をなしている。刃部１２
は、図３に示す軸直交断面の各角部Ｃの工具本体回転方
向Ｔの前方側領域に切屑排出溝１４が形成され、これら
４条の切屑排出溝１４…は刃部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、各切屑排出溝１４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は軸線Ｏ回りに傾斜角度δを以て螺旋状に
捩れるように形成されている。切屑排出溝１４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）に接触しない範囲で外側に膨らませて逃げ角α
を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。

【００１０】またすくい面１５の内側端縁から隣接する
角部Ｃ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１５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。そして切屑排出溝１４はすくい面１
５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。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２
２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。その
ために工具本体１１の軸直交断面が略四角形を構成する
ことで従来のエンドミルよりも剛性が高い上に更に心厚
円Ｒｂを拡大できて一層剛性を向上できる。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の深さが小さくなって切屑詰
まりを起こしやすくなる。

【００１１】このように構成されたエンドミル１０の工
具本体１１の切刃１７について切刃直交断面が図４に示
されており、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に
形成されている。しかもこのすくい面１５と底面２３に
は図５に示すように略半径ｒ１（例えばｒ１＝１０ｍ
ｍ）程度の略々半球状の微細な凸曲面２５…が多数配列
されており、隣接する二つの凸曲面２５，２５は略半径
ｒ２（例えばｒ１＞ｒ２；ｒ２＝１ｍｍ）程度の微細な
凹曲面２６によって滑らかに接続されている。これによ
って隣り合う凸曲面２５と凸曲面２５のつなぎ目にクラ
ック等が発生するのを防止できる。そのため、この凸曲
面２５と凹曲面２６は切刃直交断面方向とこれに交差す
る切刃１７の延在方向に沿ってマトリクス状に配列され
ており、断面視略サイン波形状に構成されている。そし
て各凸曲面２５の頂部２５ａは切刃直交断面でほぼ同一
高さ即ち同一平面状に位置するように形成されている。
凸曲面２５と凹曲面２６は好ましくはポケット部２３の
すくい面１５と底面２２の全領域に形成されているが、
その一部領域に形成されているだけでもよい。またこの
凸曲面２５は径ｒ１が微細でありマトリクス状に配列さ
れているためにブレーカとしての機能を果たすことはな
く、切屑は確実に凸曲面２５…の頂部２５ａを摺動する
ことになる。

【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はその表面が多数の微細
な凸曲面２５…で構成されているために、図５に示すよ
うに切屑は凸曲面２５の頂部２５ａ付近を擦過して走行
し凹曲面２６には接触しないために接触面積が小さく、
切屑がアルミ等の溶着し易い軟質材料であってもすくい
面１５や底面２２への溶着を確実に防止できる。底面２
２は切刃直交断面で見て略直線状に形成されているため
に切屑流れが良く切屑排出溝１４を通した切屑排出性が
向上する。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これに乗り上げた切屑ｋが詰まり
やすいという不具合が生じる

【００１３】しかもすくい面１５や底面２２が多数の凸
曲面２５と凹曲面２６とで構成されているために表面積
が大きく放熱効果が高い。その上、すくい面１５や底面
２２に或いは工具本体１１の全体にチタン等の高硬度材
質被膜をコーティングする際にその凹凸のために付着強
度が向上する。更に工具本体１１の曲げ剛性を向上でき
る。

【００１４】尚、上述の実施の形態ではすくい面１５及
び底面２２上の複数の凸曲面２５は切刃直交断面で見て
同一高さ即ち略直線状に形成されているとしたが、本発
明はこのような構成に限定されることはなく、切刃直交
断面で見てすくい面１５に関して凹曲線状または凸曲線
状に形成されていてもよく、底面２２に関して凹曲線状
に形成されていてもよい。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、該切刃の回転方向前方側に
設けられたすくい面とこのすくい面につながる底面とを
有するポケット部が形成され、このポケット部に複数の
微細な凸曲面が形成されているので、切屑はポケット部
で複数の微細な凸曲面上を摺動した際にすくい面や底面
との接触面積が小さく、切屑がアルミなどの軟質の材質
であっても溶着することなく摺動させることができて切
屑排出性と切削性能が良く、すくい面や底面の面積が大
きくなるために放熱効果があり、工具本体の曲げ剛性も
高く、更にポケット部表面をコーティングする場合、被
覆層との付着強度が高いという効果を奏する。

【００１６】また切刃直交断面において、前記複数の凸
曲面は略同一高さに配列されているから、底面を流れる
切屑はほぼ平面上を流れることになり、切屑流れがよ
い。また凸曲面は凹曲面を介して互いに滑らかに接続さ
れているから、凸曲面と凸曲面の間にクラックが入るこ
ともなく工具本体の強度が高い。

【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】 図４に示すポケット部の底面部分の拡大断面
図である。

【図６】 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 ２５ 凸曲面 ２６ 凹曲面

Claims (3)

【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、該切刃の回転方向前方
   側に設けられたすくい面とこのすくい面につながる底面
   とを有するポケット部が形成され、このポケット部に複
   数の微細な凸曲面が形成されてなるエンドミル。
2. 【請求項２】 切刃直交断面において、前記複数の凸曲
   面は略同一高さに配列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。
3. 【請求項３】 前記凸曲面は凹曲面を介して互いに滑ら
   かに接続されていることを特徴とする請求項１または２
   記載のエンドミル。