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JP2002210609A - 切削用工具 - Google Patents

切削用工具

Info

Publication number
JP2002210609A
JP2002210609A JP2001009742A JP2001009742A JP2002210609A JP 2002210609 A JP2002210609 A JP 2002210609A JP 2001009742 A JP2001009742 A JP 2001009742A JP 2001009742 A JP2001009742 A JP 2001009742A JP 2002210609 A JP2002210609 A JP 2002210609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
cutting
outer peripheral
cutting tool
bottom blade
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2001009742A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Shintani
谷 一 博 新
Hideji Kato
藤 秀 治 加
Yasuo Ake
康 夫 明
Yoshihiko Murakami
上 良 彦 村
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.)
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Original Assignee
Kanazawa Institute of Technology (KIT)
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 Kanazawa Institute of Technology (KIT) filed Critical Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority to JP2001009742A priority Critical patent/JP2002210609A/ja
Publication of JP2002210609A publication Critical patent/JP2002210609A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2210/00Details of milling cutters
    • B23C2210/08Side or top views of the cutting edge
    • B23C2210/084Curved cutting edges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジニアリングプラスチック等の切削にお
いて良好な仕上げ面精度を得ることを可能とする切削用
工具を提供する。 【解決手段】 切削用工具は、ねじれ角が25°〜35
°、外周すくい角が13°〜18°、底刃逃げ角が10
°〜15°、かつ外周逃げ角が20°〜24°である刃
先形状の刃先を備えることを特徴とする。この切削用工
具により、面精度3μm以下の良好な仕上げ加工が可能
となり、製品ニーズの多様化に対応するための変種変量
生産において切削加工がコスト面でも有効な手法とする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削用工具に係
り、特に、プラスチック材料の切削加工において要求さ
れる仕上げ精度を達成するために選定される最適刃先形
状を有するの切削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、エンジニアリングプラスチック
製品は、大量生産方式で製造される場合が多く、その成
形加工は、金型を用い射出成形等により行われる場合が
ほとんどである(例えば、阿部により、塑性と加工、4
0巻、58号(1999)、pp203−208に示さ
れている)。
【0003】しかしながら、近年盛んなように製品ニー
ズの多様化に対応するために変種変量生産方式を採用す
る場合には、成形加工段階で金型を用いるプラスチック
製品の従来の製造方法は、コスト面で必ずしも有効な手
法とは言えない。このような場合、フレキシプブルな加
工に対応できる切削加工を用いることが有効と考えられ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする問題】ところが、エンジニア
リングプラスチック用の切削用工具は市販されていない
ため、金属加工用工具を転用せざるを得ないのが現状で
ある。そしてこのような工具を転用して用いた場合、良
好な仕上げ面精度を得ることは困難である。
【0005】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、エンジニアリングプラスチック等の
切削において良好な仕上げ面精度を得ることを可能とす
る刃先形状の刃先を備えた切削用工具を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の切削用工具は、ねじれ角が25°〜35
°、外周すくい角が13°〜18°、底刃逃げ角が10
°〜15°、かつ外周逃げ角が20°〜24°である刃
先形状の刃先を備えることを特徴とする。
【0007】ここで、先端にある底刃として曲線刃を有
することを特徴とする。また、K10の超硬合金からな
ることを特徴とする。また、プラスチック加工用のエン
ドミル工具であることを特徴とする。
【0008】また、前記刃先形状は、ねじれ角がほぼ3
0°、外周すくい角がほぼ16°、底刃逃げ角がほぼ1
2°、かつ外周逃げ角が20°〜24°であることを特
徴とする。
【0009】本発明における刃先形状は、エンジニアリ
ングプラスチックの切削において良好な仕上げ面精度が
得られるように、ねじれ角、外周すくい刃、外周逃げ
角、及び底刃逃げ角の加工面精度に及ぼす影響を調査し
選定して最適化されたものである。
【0010】
【発明実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の切
削用工具の実施の形態について説明する。
【0011】まず以下に、エンジニアリングプラスチッ
クの切削において良好な仕上げ面精度を得ることを可能
とする刃先形状を決定する手続きについて説明する。
【0012】エンジニアリングプラスチックとしての被
削材は超高分子量ポリエチレン(UHMW−PE)であ
り、被削材の形状は50×150×25mmの直方体形状
とした。なお、被削材の均一化を計るため、北尾他によ
り、高分子論文集、Vol.52、No.3、(199
5)、pp181−186に示されている方法でアニール
処理(393K、6h保持)を施したものを用いた。
【0013】使用工具は図1及び図2に示すようなエン
ドミル工具であり超硬合金材種(K10)を用いた。
【0014】工具形状は直径10mm、刃数2枚とし、表
1に示すようにねじれ角:15°、25°、30°、3
5°、45°、外周すくい角:10°、16°、23
°、底刃逃げ角:8°、12°、24°を変化させたも
のを使用した。
【0015】切削条件は切削速度:7.8、13.3、
16.7m/s、一刃当たりの送り量:0.04、0.
08、0.16mm/刃とし、軸方向の切込み:10m
m、半径方向の切込み:2.0mmとした。
【0016】切削環境は乾式とし、切削点には0.2M
Paの圧力で空気を供給した。製品精度が要求されるた
め加工表面の表面粗さ(Ry)が3μmを評価基準とし
た。また、バラツキを考慮して各条件とも3回実験を行
い平均値をデータとした。
【0017】
【表1】 表1において、以下の実施例1乃至実施例5の条件と評
価結果が示されている。実施例1は、ねじれ角が25
°、外周すくい角が10°、底刃逃げ角が22°、かつ
外周逃げ角が22°の刃先形状の場合を示す。実施例2
は、ねじれ角が30°、外周すくい角が13°、底刃逃
げ角が10°、かつ外周逃げ角が20°の刃先形状の場
合を示す。実施例3は、ねじれ角が30°、外周すくい
角が13°、底刃逃げ角が12°、かつ外周逃げ角が2
2°の刃先形状の場合を示す。実施例4は、ねじれ角が
30°、外周すくい角が18°、底刃逃げ角が15°、
かつ外周逃げ角が24°の刃先形状の場合を示す。実施
例5は、ねじれ角が35°、外周すくい角が16°、底
刃逃げ角が12°、かつ外周逃げ角が22°の刃先形状
の場合を示す。
【0018】また、表1において、比較のために8個の
比較例の条件と評価結果が示されている。比較例とし
て、ねじれ角が15°、外周すくい角が16°、底刃逃
げ角が12°、かつ外周逃げ角が22°の刃先形状の場
合、他の場合としてねじれ角が25°、外周すくい角が
10°、底刃逃げ角が8°、かつ外周逃げ角が18°の
刃先形状の場合、さらに他の場合としてねじれ角が25
°、外周すくい角が23°、底刃逃げ角が24°、かつ
外周逃げ角が26°の刃先形状の場合、さらに他の場合
としてねじれ角が30°、外周すくい角が10°、底刃
逃げ角が8°、かつ外周逃げ角が18°の刃先形状の場
合、さらに他の場合としてねじれ角が30°、外周すく
い角が23°、底刃逃げ角が24°、かつ外周逃げ角が
26°の刃先形状の場合、さらに他の場合としてねじれ
角が35°、外周すくい角が10°、底刃逃げ角が8
°、かつ外周逃げ角が18°の刃先形状の場合、さらに
他の場合としてねじれ角が35°、外周すくい角が23
°、底刃逃げ角が24°、かつ外周逃げ角が26°の刃
先形状の場合、さらに他の場合としてねじれ角が45
°、外周すくい角が16°、底刃逃げ角が12°、かつ
外周逃げ角が22°の刃先形状の場合を示す。
【0019】切削距離の増加に伴う最大高さ(表面粗さ
Ry(μm))の変化を調べたところ、切削距離が30
kmに達しても切削初期から最大高さの変化量は極めて
小さく、安定した値を示した。また、加工側面と加工底
面の最大高さの値を比較すると加工側面の値が2.5μ
mに対して加工底面の値は5.0μmと大きい値を示し
ていることが明らかであることから加工底面に着目して
実験を行う必要があると考えられる。また、使用工具の
ポケット形状の都合上芯厚が小さくなったため、工具突
出し量を50、25mmと変化させて実験を行ったとこ
ろ、工具突出し量25mmの場合、底面のプロファイル
の乱れが抑制され、最大高さも減少した。以上のことに
より、工具突出し量25mmとし、切削初期の加工底面
で以降の評価を行うこととした。
【0020】表1において、各々の実施例と比較例とに
おいて、最大高さ(表面粗さRy(μm))の値が許容
範囲にあり加工表面を観察した場合に良好である場合を
〇印で表示し、最大高さ(表面粗さRy(μm))の値
が許容範囲にない場合を×印で表示してある。
【0021】ねじれ角を変化させた場合のねじれ角(底
刃すくい角)と加工底面の表面粗さRyの関係を調べ
た。実施例1乃至実施例5においては、底刃すくい角3
0°の場合が他の底刃すくい角の場合に比べて若干であ
るが良好な表面粗さRyを示していることの相違がある
ものの実施例1乃至実施例5のいずれの場合も基準値の
3μm以下に抑えられていることが認められる。なお、
ここで、ねじれ角は底刃すくい角に相当する。また、加
工物の仕上がり状態について観察を行ったところ、いず
れの場合も加工面に格子状の模様が観察された。送りマ
ークに相当する凸部が、ねじれ角(底刃すくい角)15
°と45°のものは乱れているのに対して、30°のも
のはほぼ一様になっており、良好な状態であった。
【0022】外周すくい角を変化させた場合の半径方向
のすくい角と加工底面の表面粗さRyの関係を調べた。
外周すくい角が10°の条件で最大高さが5.1μm
(ねじれ角が30°の場合)を示し、外周すくい角の角
度が増大するに従い最大高さが減少する傾向にある。し
かし、値のバラツキも含め、基準値に抑えられているの
は、外周すくい角が16°の条件のみであった。また、
外周すくい角が10°の条件で表面粗さRyの値が大き
くなるのは、チップポケットの大きさが小さくなること
で切屑排出性が悪くなるからだと考えられた。
【0023】次に、底刃逃げ角を変化させた場合の底刃
逃げ角と加工底面の表面粗さRyとの関係を調べた。底
刃逃げ角12°の場合のみ表面粗さRyが許容可能な基
準値以内に抑えられている。また、底刃逃げが24°と
大きい条件では、刃先が鋭利に成り過ぎるために表面粗
さRyが悪くなることが認められる。
【0024】ここで、上述した加工面の底面にはいずれ
の条件でも、格子模様が観察された。この格子模様は底
刃の回転送りにより、底刃が加工した面にかえし刃が付
加されることで形成されるものと考える。そこで、外周
すくい角10°の条件を代表としてかえし刃の進行方向
に水平に切断した加工面を観察したところ、最大高さ
(表面粗さRy)を決定している凸部はかえし刃が付加
された場合においても変化は極めて小さいことが明らか
である。以上のことから、最大高さ(表面粗さRy)は
底刃が最初に加工した面によって決定されることが明ら
かであり、この形態を改善することが最大の高さ(表面
粗さRy)の低下につながると考えられる。
【0025】今回変えた刃先形状の中では、ねじれ角が
30°、外周すくい角が16°、底刃逃げ角が12°の
刃先形状のものが最も安定して良好な加工面を示した。
この場合、外周逃げ角は20°〜24°の範囲にあれば
よい。
【0026】また、ねじれ角が25°〜35°の範囲に
あり、外周すくい角が13°〜18°の範囲にあり、底
刃逃げ角が10°〜15°の範囲にあり、かつ外周逃げ
角が20°〜24°の範囲にある場合においても、良好
な加工面が得られることが確認された。
【0027】以上、本発明の実施の形態によれば、最適
刃先形状の決定により、エンジニアリングプラスチック
の切削において面精度3μm以下の良好な仕上げ加工が
可能となり、製品のニーズの多様化に対応するための変
種変量生産において切削加工がコスト面でも有効な手法
とすることができる。そして、フレキシブルな加工に対
応できることからエンジニアリングプラスチックの有効
利用をさらに広く図ることができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、エンジニアリングプラスチック等の切削において
良好な仕上げ面精度を得ることを可能とする刃先形状の
刃先を備えた切削用工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る切削用工具の刃先を示す平面図
(a)と、刃先端部を拡大して示す図)b)と、刃先の
底面図(c)。
【図2】図1の(a)のA部を拡大して示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明 康 夫 石川県金沢市黒田1丁目142番 北陸有機 工業株式会社内 (72)発明者 村 上 良 彦 愛知県豊川市本野ヶ原1丁目15番 オーエ スジー株式会社内 Fターム(参考) 3C022 KK01 KK23 KK25 KK28

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ねじれ角が25°〜35°、外周すくい角
    が13°〜18°、底刃逃げ角が10°〜15°、かつ
    外周逃げ角が20°〜24°である刃先形状の刃先を備
    えることを特徴とする切削用工具。
  2. 【請求項2】先端にある底刃として曲線刃を有すること
    を特徴とする請求項1に記載の切削用工具。
  3. 【請求項3】K10の超硬合金からなることを特徴とす
    る請求項1に記載の切削用工具。
  4. 【請求項4】プラスチック加工用のエンドミル工具であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の切削用工具。
  5. 【請求項5】前記刃先形状は、ねじれ角がほぼ30°、
    外周すくい角がほぼ16°、底刃逃げ角がほぼ12°、
    かつ外周逃げ角が20°〜24°であることを特徴とす
    る請求項1に記載の切削用工具。
JP2001009742A 2001-01-18 2001-01-18 切削用工具 Pending JP2002210609A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013513A1 (de) 2009-03-31 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems, Ltd., Hitachinaka Fahrzeugbremssystem und Hauptzylinder
JP2019076996A (ja) * 2017-10-25 2019-05-23 株式会社タンガロイ 切削インサート及び刃先交換式転削工具

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010013513A1 (de) 2009-03-31 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems, Ltd., Hitachinaka Fahrzeugbremssystem und Hauptzylinder
JP2019076996A (ja) * 2017-10-25 2019-05-23 株式会社タンガロイ 切削インサート及び刃先交換式転削工具
US10625352B2 (en) 2017-10-25 2020-04-21 Tungaloy Corporation Cutting insert and indexable rotating tool

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A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20061219

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A02 Decision of refusal

Effective date: 20070821

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