JP2015080844A - ボールエンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】エンドミル本体先端に突起部が形成されるのを防ぐ。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるエンドミル本体１の先端部に少なくとも２つの底刃９が軸線Ｏの近傍に延長させられ、周方向に隣接する２つの底刃９が形成された２つのギャッシュ７は、回転方向Ｔ側の第１のギャッシュ７Ａがエンドミル本体１先端上の軸線Ｏを越えて延び、回転方向Ｔ後方側の第２のギャッシュ７Ｂは軸線Ｏを越えることがないようにされ、第１のギャッシュ７Ａの第１の底刃９Ａは軸線Ｏに交差し、第１の底刃９Ａの第１の先端逃げ面８Ａは、第２のギャッシュ７Ｂに第２の底刃９Ｂを介して交差する第２の先端逃げ面８Ｂに向けて延長され、第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃと第２の先端逃げ面８Ｂとの間には延長部８ｃに凹曲折して連なり外周側に延びる凹曲折面１０が形成され、第２の底刃９Ｂが凹曲折面１０に鈍角に交差している。【選択図】図４

Description

本発明は、軸線回りに回転されるエンドミル本体の先端部に、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有する凸半球状をなす底刃が形成されたボールエンドミルに関するものである。

このようなボールエンドミルとして、例えば特許文献１には、各々の底刃のランドが凸Ｒ曲面を有して、各々のランドのエッジがすべて底刃全体の頂点中心部に接するようにしたものが提案されている。また、特許文献２にも、３枚以上の底刃を有し、エンドミル底面視で、エンドミルの軸心部付近に、底刃（ボール刃）から変曲してエンドミル回転方向に次刃まで延伸させた切刃を設けて、切刃の逃げ角は底刃の逃げ角より小さくし、変曲させる位置を底刃上の点とし、かつ軸心から０．０１５ｍｍ以上離れた位置としたボールエンドミルが提案されている。

特開平１０−１２８６１１号公報 特許第３８４０６６１号公報

ところで、通常このようなボールエンドミルにおいては、エンドミル本体の先端部外周に形成された切屑排出溝のさらに先端部に、断面凸Ｖ字形や台形状の外周面を有するギャッシュ砥石によって断面凹Ｖ字形や台形の凹溝状のギャッシュを内周側に延びるように形成し、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面とエンドミル本体先端の先端逃げ面との交差稜線部に、軸線回りの回転軌跡がエンドミル本体の軸線上に中心を有して先端側に凸となる半球状をなす上記底刃が形成されるようにしている。

しかしながら、このようなギャッシュ砥石の外周面がなす断面凸Ｖ字形の突端や台形の角部は、厳密に鋭角等の角度をもって交差するように形成することは困難であり、実際には丸みを帯びることになる。また、ギャッシュ砥石によってギャッシュを形成するうちにも、摩耗による、いわゆるダレによってＶ字の突端や台形の角部は丸みを帯びることになる。従って、特許文献１に記載のボールエンドミルのようにランドのエッジすなわち底刃のすべてを頂点中心部すなわちエンドミル本体先端における軸線上に接するようにしようとしても、ギャッシュ同士が重なり合って軸線上に底刃が形成されなくなるため現実的には難しい。

このため、実際にはギャッシュをエンドミル本体先端における軸線上から僅かに離れた位置までに形成して、そのエンドミル回転方向を向く壁面と先端逃げ面との交差稜線部に底刃を形成しなければならないが、その場合には、ギャッシュ内周端の丸みを帯びた部分と先端逃げ面との交差稜線部は、回転軌跡が半球状をなす底刃部分よりも僅かにエンドミル回転方向に延びることになる。

ところが、先端逃げ面にはエンドミル回転方向後方側に向かうに従い上記回転軌跡がなす半球から後退するように逃げ角が与えられており、逆にエンドミル回転方向に向けては上記半球から突出することになるため、このようにギャッシュ内周端にエンドミル回転方向に延びる部分が形成されると、エンドミル本体先端における軸線近傍に先端側に尖った突起部が形成されてしまい、切削加工時にこの突起部によってワークの加工面に筋が入って加工精度を劣化させたり、尖った突起部が折損して底刃に噛み込まれることにより底刃の欠損を招いたりするおそれがある。このような課題は、特許文献２においても指摘されている。

一方、特許文献２に記載されたボールエンドミルは、このような特許文献１に記載のボールエンドミルの課題を解決するものとされているが、底刃から変曲して次刃まで延伸させた切刃の逃げ面には小さいながらも逃げ角が与えられ、このような逃げ面が軸心まで形成されているので、実際には特許文献１に記載のボールエンドミルと同様に、軸心の位置に尖った突起部が形成されてしまい、やはり加工精度の劣化や底刃の欠損を招くおそれがある。また、こうして３枚以上の底刃から変曲して延伸させた切刃の逃げ面がすべて軸心まで形成されているので、エンドミル本体先端の軸線近傍における上記切刃による切屑の排出性が損なわれるおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、エンドミル本体先端における軸線の近傍に尖った突起部が形成されるのを防いで加工精度の向上や底刃の欠損防止を図ることができるとともに、このエンドミル本体先端の軸線近傍における切屑排出性の向上を図ることも可能なボールエンドミルを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられるエンドミル本体の先端部外周に複数条の切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成されるとともに、これらの切屑排出溝の先端部には内周側に延びるギャッシュが形成され、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と、この壁面に交差する上記エンドミル本体先端部の先端逃げ面との交差稜線部に、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して先端側に凸となる半球状をなす底刃がそれぞれ形成されており、これらの底刃のうち少なくとも２つの底刃は上記エンドミル本体の先端における上記軸線の近傍に延長させられていて、これら少なくとも２つの底刃のうちさらに周方向に隣接する２つの底刃が形成された２つの上記ギャッシュは、エンドミル回転方向側に位置する第１のギャッシュが上記エンドミル本体先端上の上記軸線を越えて延びるとともに、エンドミル回転方向後方側に位置する第２のギャッシュは上記エンドミル本体先端上の上記軸線を越えることがないように形成され、上記２つの底刃のうち上記第１のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面に形成された第１の底刃は上記軸線に交差しているとともに、この第１の底刃に交差する第１の先端逃げ面は、上記第２のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面に上記２つの底刃のうちの第２の底刃を介して交差する第２の先端逃げ面に向けて延長させられており、この第１の先端逃げ面の延長部と上記第２の先端逃げ面との間には、上記第１の先端逃げ面の延長部に凹曲折して連なり外周側に延びる凹曲折面が形成されていて、上記第２の底刃が、この凹曲折面に鈍角に交差する方向に延びて連なっていることを特徴とする。

このような構成のボールエンドミルでは、まず、エンドミル本体先端における軸線の近傍に延長させられた少なくとも２つの底刃のうち周方向に隣接する第１、第２の２つの底刃が形成された第１、第２の２つのギャッシュにおいて、そのうちエンドミル回転方向側に位置する第１のギャッシュがエンドミル本体先端上の軸線を越えて延びるように形成されているので、この第１のギャッシュにより、切屑排出溝に連通するポケットの容量を軸線近傍で大きく確保して第１の底刃による切屑の排出性向上を図ることができる。

そして、第１のギャッシュに第１の底刃を介して交差する第１の先端逃げ面は、そのエンドミル回転方向後方側に隣接する第２の先端逃げ面に向けて延長させられていて、この延長部と第２の先端逃げ面との間には、第１の先端逃げ面の延長部に凹曲折して連なり外周側に延びる凹曲折面が形成されていて、この凹曲折面に、第２の底刃が鈍角に交差する方向に延びるようにして連なっている。このため、内周端が軸線から離れた第２のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と第２の先端逃げ面との交差稜線部に、そのまま第２の底刃が形成された場合には突起部が形成されてしまうのを、エンドミル回転方向後方側に向かうに従い底刃の回転軌跡がなす半球から後退する第１の先端逃げ面を延長するとともに凹曲折面を形成することによって防ぐことができる。

すなわち、上記構成のボールエンドミルにおいては、上述のような突起部が形成される部分が、第１の先端逃げ面の延長部と凹曲折面とによって面取りされたような構成とされているので、切削加工時に突起部によって加工面に筋が入ったり、折損した突起部が底刃に噛み込まれて底刃欠損を招いたりすることがなく、加工精度の向上とエンドミル寿命の延長を図ることが可能となる。しかも、第１の底刃は軸線と交差しているため、第１の底刃の軸線回りの回転軌跡自体が該軸線上に中心を有する半球となり、一層の加工精度の向上を図ることができる。さらに、第２の底刃は、第１の先端逃げ面の延長部に凹曲折して連なって外周側に延びる凹曲折面に、鈍角に交差する方向に延びるようにして連なっているので、第２の底刃の内周端における強度も確保して欠損等を防止することができる。

ここで、第２の底刃と凹曲折面とは鈍角の角度をもって直接交差するようにされていてもよく、また間に面取部や丸みを帯びた凸曲部等を介して、第２の底刃の延長線と凹曲折面の延長面とが鈍角に交差するようにされていてもよいが、いずれの場合も、第２の底刃またはその延長線と上記凹曲折面またはその延長面との交点と底刃の回転軌跡がなす半球の中心とを結ぶ直線と、軸線とがなす挟角は１°〜１０°の範囲とされるのが望ましく、この挟角が上記範囲よりも大きくなると、第２の底刃の内周端が軸線から離れすぎてしまい、エンドミル本体先端の軸線近傍では第１の底刃だけで切削が行われることになって、この第１の底刃への負担が大きくなりすぎるおそれが生じる。また、上記挟角が上記範囲よりも小さいと、第１の先端逃げ面の上記延長部および凹曲折面が小さくなりすぎて突起部が形成されるのを確実に防ぐことができなくなるおそれが生じる。なお、第２の底刃が凹曲折面に鈍角に交差する方向に延びて連なるには、第２の底刃またはその延長線が、上記凹曲折面またはその延長面と第２の底刃のすくい面との交差稜線部、あるいは上記凹曲折面またはその延長面と第２の底刃の先端逃げ面との交差稜線部に鈍角に交差していればよい。

さらに、特許文献１、２に記載されたボールエンドミルのように、上記エンドミル本体の先端における上記軸線の近傍に３つの上記底刃が延長させられている場合には、これらの底刃が形成された３つの上記ギャッシュのうち上記第２のギャッシュのエンドミル回転方向後方側に位置する第３のギャッシュを上記エンドミル本体先端上の上記軸線を越えることがないように形成し、上記第２の先端逃げ面を、上記第３のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面に上記３つの底刃のうちの第３の底刃を介して交差する第３の先端逃げ面に向けて延長させて、この第２の先端逃げ面の延長部と上記第３の先端逃げ面との間にも、上記第２の先端逃げ面の延長部に凹曲折して連なり外周側に延びる凹曲折面を形成し、この凹曲折面に、上記第３の底刃を鈍角に交差する方向に延びるようにして連ねることにより、エンドミル本体先端における強度をさらに確実に確保しつつ、この第３の先端逃げ面によって突起部が形成されるのも防ぐことができる。

なお、上記凹曲折面は、第１の先端逃げ面を第２の先端逃げ面に向けて延長して上記延長部を形成する際に、この第１の先端逃げ面を研削加工によって形成する研削砥石を第２の先端逃げ面に干渉させて、第２の先端逃げ面の内周部を削り取ることによって形成することができる。これは、エンドミル本体先端における軸線の近傍に３つの底刃を延長して第３の先端逃げ面に第２の先端逃げ面の延長部と凹曲折面とを形成する場合でも同様である。

また、エンドミル本体の先端部には、上述のようにエンドミル本体先端における軸線の近傍に延長させられた底刃、いわゆる長底刃の他に、軸線から例えば上記挟角の範囲よりも大きく離れた位置に内周端を有して、上記長底刃とともに回転軌跡が凸半球をなすようにされた、いわゆる短底刃が形成されていてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、エンドミル本体先端における軸線の近傍において、第１の底刃を軸線に交差させて底刃の回転軌跡を確実に半球状とするとともに第１の底刃の切屑排出性を向上させることができ、さらにはこの軸線近傍に突起部が形成されるのを防いで、このような突起部によってワークの加工面に筋が入ったり、切削加工時に突起部が折損して底刃に噛み込まれることによって欠損が生じたりするのを防止して、長寿命で加工精度の高いボールエンドミルを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の側面図である。 図１に示す実施形態の拡大正面図である。 図１に示す実施形態のエンドミル本体先端における軸線の近傍の（ａ）さらなる拡大正面図、（ｂ）図４（ａ）における矢線Ａ方向視の軸線近傍の側面図である。 図１に示す実施形態を製造する際のギャッシュを形成した状態でのエンドミル本体先端における軸線の近傍のさらなる拡大正面図である。 図５に示した状態から、砥石によって先端逃げ面をエンドミル本体先端における軸線の位置まで形成した状態を示す軸線の近傍の（ａ）さらなる拡大正面図、（ｂ）図６（ａ）における矢線Ａ方向視の模式的側面図である（ただし、説明のために底刃の回転軌跡がなす半球の半径は図６（ａ）に対して小さくされている。）。 図６に示した状態から、さらに砥石によって第１、第２の先端逃げ面を延長して延長部および凹曲折面を形成した状態を示す軸線の近傍の（ａ）さらなる拡大正面図、（ｂ）図７（ａ）における矢線Ａ方向視の模式的側面図である（ただし、説明のために底刃の回転軌跡がなす半球の半径は図７（ａ）に対して小さくされている。）。

図１ないし図４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１は、超硬合金等の硬質材料により形成されて、軸線Ｏを中心とした円柱状をなし、その後端部（図１において右上側部分、図２においては上側部分）は円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、先端部（図１において左下側部分、図２においては下側部分）は切刃部３とされている。このようなボールエンドミルは、シャンク部２が工作機械の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、該軸線Ｏに交差する方向に送り出されて切刃部３によりワークを切削加工する。

エンドミル本体１先端部の切刃部３には、その外周に複数条の切屑排出溝４が周方向に間隔をあけて形成されている。本実施形態では、６条の切屑排出溝４が形成されるとともに、各切屑排出溝４は軸線Ｏ方向後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔの後方側に向けて螺旋状に捩れるように形成されている。これらの切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、この壁面に交差する外周逃げ面５との交差稜線部には、該壁面をすくい面として切屑排出溝４と同様に螺旋状に捩れる外周刃６が形成されており、６条の切屑排出溝４にそれぞれ形成された６つの外周刃６同士は、軸線Ｏを中心とした１つの円筒面上に位置させられている。

また、切屑排出溝４の先端部には、この切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く上記壁面からエンドミル本体１外周側を向く底面、およびエンドミル回転方向Ｔ後方側を向く壁面のうちのさらにエンドミル回転方向Ｔ後方側の部分を切り欠くようにしてギャッシュ７が形成されている。このギャッシュ７は、エンドミル回転方向Ｔを向く壁面とエンドミル回転方向Ｔ後方側を向く壁面とを備えた例えば断面Ｖ字の凹溝状のものであり、これらの壁面が交差するギャッシュ７の谷底線は、先端側に向かうに従いエンドミル本体１の内周側に向けて延びている。なお、この谷底部分は、実際には凹円弧等の断面凹曲線状をなしてギャッシュ７の両壁面に連なり、またはこれらの壁面に交差する方向に延びる底面を備えて、ただしこの底面と両壁面とが交差する部分はやはり断面凹曲線状とされる。

一方、切刃部３の先端部には、６条の外周刃６の外周逃げ面５にそれぞれ連なって先端内周側に延びる先端逃げ面８が形成されている。本実施形態では、各先端逃げ面８は、エンドミル回転方向Ｔ側に位置する略一定幅の先端第１逃げ面（二番面）８ａと、この先端第１逃げ面８ａのエンドミル回転方向Ｔ後方側に連なり、先端第１逃げ面８ａよりも大きな逃げ角が与えられた先端第２逃げ面８ｂとにより形成されている。また、先端第２逃げ面８ｂのエンドミル回転方向Ｔ後方側には、各先端逃げ面８のエンドミル回転方向Ｔ後方側に隣接するギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔ後方側を向く上記壁面が交差させられている。

さらに、上記ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と、各ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔ後方側に連なる先端逃げ面８の先端第１逃げ面８ａとの交差稜線部には、軸線Ｏ回りの回転軌跡が該軸線Ｏ上に中心Ｃを有してエンドミル本体１の先端側に凸となる１つの半球状をなす底刃９が、外周刃６の先端に連なるようにそれぞれ形成されている。これらの底刃９も、図２に示すように本実施形態ではエンドミル本体１の後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうように捩れている。

本実施形態では、６つの外周刃６に連なるこれら６つの底刃９のうち、周方向に１つおきの第１ないし第３の３つの底刃９Ａ〜９Ｃがエンドミル本体１先端における軸線Ｏの近傍にまで延長させられて、いわゆる長底刃とされている。さらに、これら長底刃とされた第１ないし第３の底刃９Ａ〜９Ｃのうち、第１の底刃９Ａは、図４に示すようにエンドミル本体１の先端において軸線Ｏに交差させられており、この第１の底刃９Ａのエンドミル回転方向Ｔ後方側に隣接して位置する長底刃とされた底刃９が第２の底刃９Ｂとされ、さらにこの第２の底刃９Ｂのエンドミル回転方向Ｔ後方側に隣接して位置する長底刃とされた底刃９が第３の底刃９Ｃとされる。

また、第１の底刃９Ａがエンドミル回転方向Ｔを向く壁面に形成されたギャッシュ７は第１のギャッシュ７Ａとされ、同様に第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃがエンドミル回転方向Ｔを向く壁面に形成されたギャッシュ７は、それぞれ第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃとされる。さらに、第１のギャッシュ７Ａの上記壁面に第１の底刃９Ａを介して交差する先端逃げ面８は第１の先端逃げ面８Ａとされ、やはり同様に第２、第３のギャッシュ７Ｂの上記壁面に第２、第３の底刃９Ｂを介して交差する先端逃げ面８は、それぞれ第２、第３の先端逃げ面８Ｂ、８Ｃとされる。

ここで、第１の底刃９Ａが軸線Ｏに交差するのに伴い、図４（ａ）に示すように第１のギャッシュ７Ａは、切刃部３の外周側からエンドミル本体１先端上の軸線Ｏを越えて延びている。これに対して、第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃは、本実施形態では第１のギャッシュ７Ａと交差することなく、また互いにも交差することなく間隔をあけて、軸線Ｏを越えることがないようにして軸線Ｏから離れた位置までに形成されている。なお、この図４（ａ）や図５に示すように、第３のギャッシュ７Ｃは第２のギャッシュ７Ｂよりも軸線Ｏとの間隔が大きくされていて、第１ないし第３の３つのギャッシュ７Ａ〜７Ｃの軸線Ｏとの間隔すなわちギャッシュ深さは互いに異なる大きさとされている。

また、第１、第２、第３のギャッシュ７Ａ、７Ｂ、７Ｃは順に、それぞれそのエンドミル回転方向Ｔ側に隣接する第３、第１、第２の先端逃げ面８Ｃ、８Ａ、８Ｂの先端第１逃げ面８ａに交差している。さらに、第１のギャッシュ７Ａは、上述のようにエンドミル本体１先端上の軸線Ｏを越えて延びていることから、第２の先端逃げ面８Ｂの先端第１逃げ面８ａにも交差している。

そして、上記第１の先端逃げ面８Ａは、上記第２の先端逃げ面８Ｂに向けてエンドミル回転方向Ｔ後方側に延長させられており、この第１の先端逃げ面８Ａが延長させられた延長部８ｃと第２の先端逃げ面８Ｂとの間には、この第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃに凹曲折して連なり、外周側に延びる凹曲折面１０（第１の凹曲折面１０Ａ）が形成されている。さらに、第２の底刃９Ｂは、その内周端Ｐにおいて、この第１の凹曲折面１０Ａに鈍角に交差している。

なお、図７（ｂ）に示すように、この第２の底刃９Ｂと凹曲折面１０との交点すなわち第２の底刃９Ｂの上記内周端Ｐと底刃９が軸線Ｏ回りの回転軌跡においてなす半球の中心Ｃとを結ぶ直線Ｌと、該軸線Ｏとがなす挟角θは、１°〜１０°の範囲とされており、第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃおよび凹曲折面１０は、エンドミル本体１先端における軸線Ｏの近傍の極小さな範囲に形成される。ただし、図７（ｂ）では説明のために底刃９の回転軌跡がなす半球の半径が図７（ａ）に対して小さく示されており、挟角θは逆に大きく示されている。

ここで、本実施形態では、第１の先端逃げ面８Ａの先端第１逃げ面８ａが、第２のギャッシュ７Ｂの断面凹曲線状の谷底部分が第１の先端逃げ面８Ａの先端第１逃げ面８ａと交差してなす凹曲線を越える位置まで、または第２のギャッシュ７Ｂの谷底部分の底面とエンドミル回転方向Ｔを向く壁面とが交差する断面凹曲線状の部分が第１の先端逃げ面８Ａの先端第１逃げ面８ａと交差してなす凹曲線を越える位置まで、そのままの逃げ角でエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうに従い第１の底刃９Ａの回転軌跡から後退するように延長されて延長部８ｃとされている。

また、この第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃは、本実施形態では第２の先端逃げ面８Ｂと交差稜線Ｍを介して鈍角に交差しており、この交差稜線Ｍは図４（ｂ）に示すようにエンドミル本体１の先端において軸線Ｏに交差させられている。さらに、第１の凹曲折面１０Ａは、この第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃに対して鈍角の開き角で凹曲折して連なり、エンドミル回転方向Ｔ後方側および第２の底刃９Ｂが延びる方向に沿って外周側に向かうに従い漸次隆起して、第２の先端逃げ面８Ｂの先端第１逃げ面８ａおよび第２の底刃９Ｂに鈍角に交差するように形成されている。

さらにまた、本実施形態では、第２の先端逃げ面８Ｂも、そのエンドミル回転方向Ｔ後方側に隣接する第３の先端逃げ面８Ｃに向けて延長させられており、この第２の先端逃げ面８Ｂが延長させられた延長部８ｃと第３の先端逃げ面８Ｃとの間にも、第２の先端逃げ面８Ｂの延長部８ｃに凹曲折して連なり、外周側に延びる凹曲折面１０（第２の凹曲折面１０Ｂ）が形成されている。そして、第３の底刃９Ｃは、その内周端Ｐにおいて、この第２の凹曲折面１０Ｂに鈍角に交差している。

この第２の先端逃げ面８Ｂの延長部８ｃも、第２の先端逃げ面８Ｂの先端第１逃げ面８ａが、そのままの逃げ角でエンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうに従い第１の底刃９Ａの回転軌跡から後退するように延長されて形成されている。ただし、この第２の先端逃げ面８Ｂの延長部８ｃは、第３の先端逃げ面８Ｃと交差することはなく、上述のように第２の先端逃げ面８Ｂの先端第１逃げ面８ａに交差した第１、第３のギャッシュ７Ａ、７Ｃ間に亙って延びている。

また、第２の凹曲折面１０Ｂは、この第２の先端逃げ面８Ｂの延長部８ｃにやはり鈍角の開き角で凹曲折して連なり、エンドミル回転方向Ｔ後方側および外周側に向かうに従い漸次隆起して、第３の先端逃げ面８Ｃの先端第１逃げ面８ａおよび第３の底刃９Ｃに鈍角に交差している。さらに、図示は略するが、第２の凹曲折面１０Ｂとの交点となる第３の底刃９Ｃの上記内周端Ｐと底刃９が軸線Ｏ回りの回転軌跡においてなす半球の中心Ｃとを結ぶ直線と該軸線Ｏとの挟角も、第２の底刃９Ｂの内周端Ｐと中心Ｃとを結ぶ直線Ｌが軸線Ｏに対してなす挟角θと同様に１°〜１０°の範囲とされている。

なお、上述のようにエンドミル本体１の先端における軸線Ｏの近傍まで延長されて長底刃とされたこれら第１ないし第３の底刃９Ａ〜９Ｃに対し、その間に形成される周方向に１つおきの残りの３つの底刃９は短底刃９Ｄとされ、その先端逃げ面８Ｄの内周部が切り欠かれることにより、これらの短底刃９Ｄの内周端Ｐは、上記中心Ｃとを結ぶ直線が軸線Ｏに対してなす挟角が、上記第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃの内周端Ｐがなす挟角θの上記範囲よりも大きくなるようにされている。また、これらの短底刃９Ｄがエンドミル回転方向Ｔを向く壁面に形成されるギャッシュ７Ｄは、その内周部がエンドミル回転方向Ｔ後方側に隣接する第１ないし第３のギャッシュ７Ａ〜７Ｃに連通して、軸線Ｏの近傍にまで延長されることはない。

このように構成されたボールエンドミルでは、上述のように第１の先端逃げ面８Ａが第２の先端逃げ面８Ｂに向けて延長されて延長部８ｃが形成されるとともに、この延長部８ｃと第２の先端逃げ面８Ｂとの間には、延長部８ｃに対して凹曲折して外周側に延びる凹曲折面１０（第１の凹曲折面１０Ａ）が形成されているので、軸線Ｏから離れた第２のギャッシュ７Ｂのエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と第２の先端逃げ面８Ｂとの交差稜線部にそのまま第２の底刃９Ｂを形成した場合のように、その内周端に突起部が形成されるのを防ぐことができる。さらに、本実施形態では、同じく軸線Ｏから離れて第３のギャッシュ７Ｃが形成されているのに対し、第２の先端逃げ面８Ｂも第３の先端逃げ面８Ｃに向けて延長されて延長部８ｃと第２の凹曲折面１０Ｂが形成されているので、第３の底刃９Ｃの内周端に突起部が形成されるのも防ぐことができる。

すなわち、エンドミル本体１先端における軸線Ｏの近傍において、図５に示すように第１のギャッシュ７Ａが軸線Ｏを越えて延びるとともに第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃが軸線Ｏから離れて形成された状態から、図６（ｂ）に矢線Ｆで示すように研削砥石Ｇを送り出すことにより第１ないし第３の先端逃げ面８Ａ〜８Ｃを研削加工して第１ないし第３の底刃９Ａ〜９Ｃを形成するときに、第１、第２の先端逃げ面８Ａ、８Ｂを延長せずに、第１ないし第３の底刃９Ａ〜９Ｃの回転軌跡が半球状をなす部分の延長線が軸線Ｏに交差したところまでに形成したままであると、第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃの谷底部分は上述のようにギャッシュ砥石の丸みやダレによって断面凹曲線となっているため、これら第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃのエンドミル回転方向Ｔを向く壁面と第２、第３の先端逃げ面８Ｂ、８Ｃとの交差稜線部に形成される第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃの内周端Ｑは、図６（ａ）に示すように第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃの回転軌跡が半球状をなす部分よりもエンドミル回転方向Ｔ側に僅かに突出してしまう。

ところが、これら第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃが第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃの上記壁面との交差稜線部に形成される第２、第３の先端逃げ面８Ｂ、８Ｃは、エンドミル回転方向Ｔ後方側に向かうに従い上記回転軌跡から後退するように逃げ角が与えられており、逆にエンドミル回転方向Ｔ側に向けては上記回転軌跡に対して突出することになる。従って、上述のように第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃの内周端Ｑがエンドミル回転方向Ｔ側に突出していると、軸線Ｏ回りの回転軌跡においても図６（ｂ）に示すように、これらの内周端Ｑが底刃９の回転軌跡がなす半球から突出するようにして突起部が形成されてしまう。

これに対して、上記構成のボールエンドミルにおいては、例えば図６（ｂ）に示した状態から図７（ｂ）に符号Ｆで示すように軸線Ｏを越えてさらに研削砥石Ｇをエンドミル回転方向Ｔ後方側に送り出すことにより、図７（ａ）に示すように第１の先端逃げ面８Ａが第２の先端逃げ面８Ｂに向けて延長させられた延長部８ｃを形成することで、第２の底刃９Ｂの内周端Ｐが第２の底刃９Ｂの半球状の回転軌跡をなす部分よりもエンドミル回転方向Ｔ側に突出してしまうのを防ぐことができる。

そして、これに伴い、図７（ｂ）に示すように軸線Ｏ回りの回転軌跡においても、第２の底刃９Ｂの内周端Ｐにおいて底刃９がなす半球から突出する突起部が形成されるのを防ぐことができるのである。同様に、第２の先端逃げ面８Ｂにも第３の先端逃げ面８Ｃに向けて延長された延長部８ｃが形成されているので、第３の底刃９Ｃの内周端Ｐに突起部が形成されるのを防ぐことができる。

なお、図７（ａ）では、説明のために第１、第２の先端逃げ面８Ａ、８Ｂの先端第１逃げ面８ａとその延長部８ｃとの境界線（図６において研削砥石Ｇが停止した位置）Ｎを破線で示してあるが、研削砥石Ｇの研削加工による先端第１逃げ面８ａと延長部８ｃの形成は連続して行うことができるので、実際には図４（ａ）に示したようにこのような境界線Ｎが第１、第２の先端逃げ面８Ａ、８Ｂに表れないようにすることができる。

従って、上記構成のボールエンドミルによれば、このような突起部によりワークの加工面に筋が入って傷がつき、加工精度が劣化するのを防ぐことができる。また、切削加工時に突起部が折損して底刃９に噛み込まれ、これによって底刃９に欠損が生じるのも防ぐことができる。このため、加工精度の向上を図りつつ、ボールエンドミルの寿命の延長を促すことが可能となる。

さらに、上記構成のボールエンドミルでは、第１の底刃９Ａが軸線Ｏに交差させられていて、図４（ｂ）に実線と一点鎖線で示したように、この第１の底刃９Ａの回転軌跡自体が軸線Ｏ上に中心Ｃを有する半球状とされることになる。このため、例えば当該ボールエンドミルによって溝加工を行う場合でも、加工した溝底面を正確に断面半円状に形成することができ、一層の加工精度の向上を図ることができる。

しかも、この第１の底刃９Ａが形成される第１のギャッシュ７Ａは、エンドミル本体１の内周側に向けて軸線Ｏを越えて延びるように形成されていて、切屑排出溝４に連通する第１のギャッシュ７Ａによる切屑の排出ポケットを軸線Ｏの近傍で大きく確保することができる。従って、このように軸線Ｏに交差する第１の底刃９Ａによって生成された切屑の排出性を向上させることができ、軸線Ｏ近傍での切屑詰まりによって第１の底刃９Ａに欠損が生じたりするのも防ぐことができる。

さらに、本実施形態においては、第１ないし第３のギャッシュ７Ａ〜７Ｃは互いに交差することがなく間隔をあけて形成されているので、エンドミル本体１先端部の強度を確保することができ、第１ないし第３の底刃９Ａ〜９Ｃの欠損をさらに確実に防止することができる。また、第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃは、その内周端Ｐにおいて上記第１、第２の凹曲折面１０Ａ、１０Ｂに鈍角に交差しているため、これらの内周端Ｐにおける強度も確保することができ、これらの内周端Ｐから第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃに欠損が生じるようなことも防止することができる。従って、上記構成のボールエンドミルによれば、より一層の寿命の延長を図ることが可能となる。

ただし、第２、第３のギャッシュ７Ｂ、７Ｃは、軸線Ｏを越えることがないように形成されていれば、例えば第３のギャッシュ７Ｃが第１のギャッシュ７Ａと交差するように形成されていたりしてもよい。なお、凹曲折面１０は平面状でもよく、また凹凸曲面状などでもよい。また、凹曲折面１０は第１、第２の先端逃げ面８Ａ、８Ｂの延長部８ｃに角度をもって交差していてもよく、凹曲面を介して連なっていてもよい。

さらに、本実施形態においては、この第２の底刃９Ｂの内周端Ｐと底刃９の回転軌跡がなす半球の中心Ｃを結ぶ直線Ｌと軸線Ｏとの挟角θが１°〜１０°の範囲とされており、第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃおよび凹曲折面１０の大きさをある程度確保して突起部が形成されるのを確実に防ぎつつ、第１の底刃９Ａへの切削負荷が大きくなりすぎて欠損等が生じるのを防止することができる。これは、第３の底刃９Ｃの内周端Ｐについても同様である。

すなわち、挟角θが上記範囲よりも小さいと、第１の先端逃げ面８Ａの延長部８ｃや凹曲折面１０も小さくなってしまい、第２の底刃９Ｂの内周端Ｐに突起部が形成されるのを確実に防止することができなくなるおそれが生じる。その一方で、挟角θが上記範囲よりも大きいと、第２の底刃９Ｂの内周端Ｐが軸線Ｏから離れすぎて、この内周端Ｐよりも内周側で第１の底刃９Ａだけにより切削が行われる部分が大きくなりすぎ、第１の底刃９Ａへの切削時の負担も大きくなって欠損を生じたり、摩耗等が促進されたりするおそれがある。

なお、本実施形態では、第２の底刃９Ｂが内周端Ｐにおいて凹曲折面１０に直接鈍角に交差しているが、これらは互いに鈍角に交差する方向に延びるようにして連なっていればよく、すなわち第２の底刃９Ｂと凹曲折面１０との間に面取部や丸みを帯びた凸曲部等が介されていてもよい。このような場合には、第２の底刃９Ｂの延長線と凹曲折面１０の延長面との交点と底刃９の回転軌跡がなす半球の中心Ｃとを結ぶ直線Ｌと、軸線Ｏとがなす挟角θが１°〜１０°の範囲とされていればよい。また、第２の底刃９Ｂが凹曲折面１０に鈍角に交差する方向に延びるようにして連なるには、第２の底刃９Ｂまたはその上記延長線が、凹曲折面１０またはその上記延長面と第２の底刃９Ｂのすくい面との交差稜線部、あるいは上記凹曲折面１０またはその上記延長面と第２の底刃９Ｂの先端逃げ面８Ｂ（先端第１逃げ面８ａ）との交差稜線部に鈍角に交差していればよい。

さらに、本実施形態では、上述のように長底刃とされる第１ないし第３の底刃９Ａ〜９Ｃの間に、周方向に１つおきに３つの短底刃９Ｄが形成されて、エンドミル本体１の先端部外周における底刃９の負担を分散するようにしているが、このような短底刃９Ｄが形成されていなくてもよい。また、本実施形態では、このように合計３つの底刃９Ａ〜９Ｃが軸線Ｏの近傍にまで延長させられているが、第１、第２の２つの底刃９Ａ、９Ｂだけが軸線Ｏの近傍にまで延長させられていたり、あるいは４つ以上の底刃９が軸線Ｏの近傍にまで延長させられていて、そのうち１つの底刃９が第１の底刃９Ａとして軸線Ｏに交差するようにされていたりしてもよい。

１ エンドミル本体
３ 切刃部
４ 切屑排出溝
６ 外周刃
７ ギャッシュ
７Ａ 第１のギャッシュ
７Ｂ 第２のギャッシュ
７Ｃ 第３のギャッシュ
８ 先端逃げ面
８Ａ 第１の先端逃げ面
８Ｂ 第２の先端逃げ面
８Ｃ 第３の先端逃げ面
８ａ 先端第１逃げ面
８ｂ 先端第２逃げ面
８ｃ 延長部
９ 底刃
９Ａ 第１の底刃
９Ｂ 第２の底刃
９Ｃ 第３の底刃
９Ｄ 短底刃
１０ 凹曲折面
１０Ａ 第１の凹曲折面
１０Ｂ 第２の凹曲折面
Ｏ エンドミル本体１の軸線
Ｔ エンドミル回転方向
Ｐ 第２、第３の底刃９Ｂ、９Ｃおよび短底刃９Ｄの内周端
Ｃ 底刃９の回転軌跡がなす半球の中心
Ｌ 内周端Ｐと中心Ｃとを結ぶ直線
θ 直線Ｌと軸線Ｏとがなす挟角

Claims (3)

1. 軸線回りに回転させられるエンドミル本体の先端部外周に複数条の切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成されるとともに、これらの切屑排出溝の先端部には内周側に延びるギャッシュが形成され、このギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面と、この壁面に交差する上記エンドミル本体先端部の先端逃げ面との交差稜線部に、上記軸線回りの回転軌跡が該軸線上に中心を有して先端側に凸となる半球状をなす底刃がそれぞれ形成されており、これらの底刃のうち少なくとも２つの底刃は上記エンドミル本体の先端における上記軸線の近傍に延長させられていて、これら少なくとも２つの底刃のうちさらに周方向に隣接する２つの底刃が形成された２つの上記ギャッシュは、エンドミル回転方向側に位置する第１のギャッシュが上記エンドミル本体先端上の上記軸線を越えて延びるとともに、エンドミル回転方向後方側に位置する第２のギャッシュは上記エンドミル本体先端上の上記軸線を越えることがないように形成され、上記２つの底刃のうち上記第１のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面に形成された第１の底刃は上記軸線に交差しているとともに、この第１の底刃に交差する第１の先端逃げ面は、上記第２のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面に上記２つの底刃のうちの第２の底刃を介して交差する第２の先端逃げ面に向けて延長させられており、この第１の先端逃げ面の延長部と上記第２の先端逃げ面との間には、上記第１の先端逃げ面の延長部に凹曲折して連なり外周側に延びる凹曲折面が形成されていて、上記第２の底刃が、この凹曲折面に鈍角に交差する方向に延びて連なっていることを特徴とするボールエンドミル。
2. 上記第２の底刃またはその延長線と上記凹曲折面またはその延長面との交点と上記底刃の回転軌跡がなす半球の中心とを結ぶ直線と、上記軸線とがなす挟角が１°〜１０°の範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載のボールエンドミル。
3. 上記エンドミル本体の先端における上記軸線の近傍には３つの上記底刃が延長させられており、これらの底刃が形成された３つの上記ギャッシュのうち上記第２のギャッシュのエンドミル回転方向後方側に位置する第３のギャッシュは上記エンドミル本体先端上の上記軸線を越えることがないように形成され、上記第２の先端逃げ面は、上記第３のギャッシュのエンドミル回転方向を向く壁面に上記３つの底刃のうちの第３の底刃を介して交差する第３の先端逃げ面に向けて延長させられており、この第２の先端逃げ面の延長部と上記第３の先端逃げ面との間にも、上記第２の先端逃げ面の延長部に凹曲折して連なり外周側に延びる凹曲折面が形成されていて、この凹曲折面に、上記第３の底刃が鈍角に交差する方向に延びるようにして連なっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボールエンドミル。

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