KR101700705B1

KR101700705B1 - 엔드밀

Info

Publication number: KR101700705B1
Application number: KR1020127030588A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 쿠로다
Original assignee: 쿄세라 코포레이션
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2017-01-31
Also published as: CN103025461A; WO2011149062A1; CN103025461B; KR20130107196A; JPWO2011149062A1; JP5535315B2; EP2578341B1; US9050666B2; EP2578341A4; EP2578341A1; US20130071192A1

Abstract

(과제)
절삭 부스러기 배출성을 개선하고, 양호한 절삭 가공이 가능한 엔드밀을 제공한다.
(해결 수단)
중심축(O) 주위에서 회전하는 공구 본체(1)의 선단부에 설치된 앞날(2)과, 공구 본체(1)의 외주에 설치된 외주날(4)과, 앞날(2) 및 외주날(4)의 경사면(3)을 구비함과 아울러 앞날(2)을 분단하는 오목부(6)를 적어도 1개 설치하고, 또한 적어도 오목부(6)보다 외주측의 경사면(3)에 외주측 후방을 향해서 연장되는 벽부(8)를 설치한 엔드밀(10)이다.

Description

엔드밀{END MILL}

본 발명은 엔드밀에 관한 것이다.

엔드밀은 주로 횡이송 가공이나 스폿 페이싱(spot facing) 가공을 행할 때에 사용된다.

특허문헌 1에서는 앞날과 외주날의 경사면에 앞날을 따라서 단차부를 형성하고, 단차부에 절삭 부스러기를 접촉시켜서 절곡시킨 엔드밀이 개시되어 있다. 또한, 앞날에 닉(nick)(오목부)을 형성하는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에도 앞날에 닉(오목부)을 형성하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 2005-125465호 공보 일본 실용신안 공개 평 5-37411호 공보

그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 어느 것에 있어서나 닉보다 외주측에 생성되는 절삭 부스러기는 컬링되기 힘들고, 또한 배출되는 방향도 불안정하며, 이 외주측의 절삭 부스러기가 엔드밀에 달라붙는다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 것으로, 절삭 부스러기 배출성을 개선하여 스무즈한 절삭 가공이 가능한 엔드밀을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 엔드밀은 중심축 주위에서 회전하는 공구 본체의 선단부에 설치된 앞날과, 상기 공구 본체의 외주에 설치된 외주날과, 상기 앞날 및 상기 외주날의 경사면을 구비함과 아울러, 상기 앞날을 분단하는 오목부를 적어도 1개 형성하고, 또한 적어도 상기 오목부보다 외주측의 경사면에 외주측 후방을 향해서 연장되는 벽부를 설치한 것이다.

(발명의 효과)

본 발명의 엔드밀에 의하면 앞날에 의해 피삭재를 절삭할 때에 생성되는 절삭 부스러기가 오목부에 의해 미세하게 분단되고, 그 후에 경사면을 통과해서 배출될 때에 엔드밀의 중심축 부근을 통과하는 절삭 부스러기는 경사면의 곡면에 의해 절곡되고, 또한 엔드밀의 외주를 통과하는 절삭 부스러기는 브레이커로서 기능하는 벽부에 의해 절곡됨과 아울러 소정의 방향으로 배출되도록 제어되므로 어느 절삭 부스러기나 짧게 잘라져서 배출되어 절삭 부스러기가 엔드밀에 달라붙어서 절삭 가공의 방해가 될 일이 없고, 양호한 절삭 가공이 가능하다.

도 1은 본 실시형태의 엔드밀의 예를 나타내는 도면이며, 도 1(a)는 측면도, 도 1(b)는 선단측(A 방향)으로부터 본 정면도이다.
도 2는 본 실시형태의 엔드밀의 예에 있어서의 경사면에 대하여 측면으로부터 본 확대도이며, 도 2(a)는 도 1에 나타내는 구성예, 도 2(b), 도 2(c)는 비교예의 구성이다.
도 3은 도 2에 나타내는 엔드밀에 있어서의 절삭 부스러기의 생성 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 3(a)는 도 1에 나타내는 구성예, 도 3(b), 도 3(c)는 비교예의 구성이다.
도 4는 절삭 부스러기의 배출 상태의 차이에 의한 절삭 가공 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4(a)는 본 실시형태, 도 4(b), 도 4(c)는 엔드밀을 사용한 것이다.
도 5는 본 실시형태의 엔드밀의 변형예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 실시형태의 엔드밀의 또 다른 변형예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

본 실시형태의 엔드밀의 예에 대해서 도 1 및 도 2(a)를 이용하여 설명한다.

도 1(a), 도 1(b)의 엔드밀(10)은 중심축(O) 주위에서 회전하는 공구 본체(1)의 선단부에 설치된 복수의 앞날(바닥날)(2)(도 2에서는 3매 날)과, 각각의 앞날(2)의 외주에 설치된 외주날(4)과, 앞날(2) 및 외주날(4)의 경사면(rake surface)(3)을 구비하고, 앞날(2)을 분단하는 오목부(6)가 형성되어 있음과 아울러 적어도 오목부(6)보다 외주측의 경사면(3)에 외주측 후방을 향해서 연장되는 벽부(8)가 설치되어 있다. 또한, 도 1에서는 오목부(6)로서 지면(紙面)의 뒤쪽 방향으로 오목한 오목부를 1개 형성한 예를 나타내고 있다.

또한, 도 1에 나타내는 엔드밀(10)에 있어서는 경사면(3)의 후방에 연속하는 절삭 부스러기 배출 홈(5)이 형성되어 있다. 또한, 도 1(a), 도 1(b)에 의하면 앞날(2)에 연속하는 경사면(3)과 절삭 부스러기 배출 홈(5)에 의하여 선단에서 보았을 때 오목 형상의 개쉬(gash)(9)가 형성되어 있고, 개쉬(9)는 절삭 부스러기 포켓으로서 기능함으로써 절삭 부스러기 처리성이 유지된다. 또한, 앞날(2)에 의해 절삭된 절삭 부스러기와 외주날(4)에 의해 절삭된 절삭 부스러기의 양쪽이 경사면(3)을 통해서 절삭 부스러기 배출 홈(5)측으로 흐른다.

그리고, 도 1(a), 도 1(b)에 의하면 벽부(8)는 적어도 경사면(3)의 오목부(6)보다 외주측에 중심축(O)에 평행한 후단 방향(p)과 중심축(O)에 직교하는 외주 방향(q) 사이의 방향[중심축(O)과 직교하는 방향이 이루는 각도(θ)]을 향해서 연장되도록 설치하고 있다. 즉, 벽부(8)는 후방을 향함에 따라서 외주측에 위치하도록 설치되어 있다. 바꿔 말하면, 벽부(8)의 선단에 대하여 벽부(8)의 후단이 외주측에 존재하도록 배치되어 있다. 또한, 도 1, 도 2(a)에서는 벽부(8)는 홈부(7)(브레이커 홈)의 벽면으로 이루어지고, 절삭 부스러기가 흐르는 방향을 변경하거나 절삭 부스러기를 컬링시켜서(절곡시켜서) 미세하게 분단하는 브레이커로서 기능하고, 오목부(6)로부터 연장되어서 하나의 홈을 이루고 있다. 그것에 의해 절삭 부스러기의 배출 방향을 일정하게 할 수 있어서 보다 안정된 절삭 부스러기 배출이 가능해짐과 아울러, 절삭 부스러기를 용이하게 절곡시킬 수 있음과 아울러 앞날(2)의 강도를 유지할 수 있는 점에서 바람직하다.

여기에서, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 도 3(c)에 나타내는 엔드밀(21)에서는 앞날의 반경과 같은 폭의 절삭 부스러기가 생성되지만, 외주 쪽이 1회전당 절삭량이 많으므로 절삭 부스러기는 자연히 컬링되어서 원추 형상이 된다. 원추 형상으로 된 절삭 부스러기는 엔드밀(21)의 절삭 부스러기 배출 홈의 형상을 따라서 후방으로 흘러가지만, 절삭 부스러기의 폭이 커서 절삭 부스러기 배출 홈의 공간보다 외측으로 돌출되므로 엔드밀(21)이 선단측으로 진행되고, 함몰 가공(천공 가공)의 경우에는 절삭 부스러기가 공구 본체(1)나 피삭재 등에 걸려서 후방으로 흐르지 않게 되어 도 4(c)에 나타내는 바와 같이 절삭 부스러기가 막혀버린다. 또한, 도 3(b)에 나타내는 닉(오목부)을 형성했을 뿐인 엔드밀(20)에서는 폭이 좁은 절삭 부스러기가 복수개 생성되지만, 닉보다 외주에 발생한 절삭 부스러기는 경사면(3)의 형상이 비교적 평면이기 때문에 절삭 부스러기가 진행되는 방향에 자유도가 있어 절삭 부스러기가 임의적인 방향으로 배출되어버린다. 그리고, 이 임의적인 방향으로 배출된 절삭 부스러기가 경우에 따라서는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 엔드밀(20) 본체에 달라붙어버린다.

이에 대하여 도 3(a)의 구성에 의하면, 앞날(2)이 피삭재를 절삭할 때에 생성되는 절삭 부스러기가 오목부(6)에 의해 미세하게 분단되므로 절삭 부스러기가 절삭 부스러기 배출 홈(5)으로부터 돌출될 일이 없고, 또한 오목부(6)보다 외주측에 발생한 절삭 부스러기도 벽부(8)에 의해 용이하게 절곡됨과 아울러 절삭 부스러기의 배출 방향도 일정해져서 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 안정되게 절삭 부스러기를 배출할 수 있다.

또한, 도 1, 도 2(a)에서는 홈부(7)는 오목부(6)로부터 연장되어 있다. 즉, 오목부(6)와 홈부(7)는 연결되어 있고, 또한 홈부(7)는 외주측 후방을 향해서 연장되어 있으므로 홈부(7)의 외주측에서는 앞날(2)과 홈부(7) 사이에 경사면(3)이 존재하는 구성으로 되어 있다. 이 구성이면 제조가 용이함과 아울러 절삭 부스러기를 용이하게 절곡시킬 수 있지만, 본 실시형태에 의하면 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 오목부(6)와 홈부(7)가 연결되지 않고 앞날(2)의 교차 능선이 중심축(O)에 대하여 후방이며 또한 지면의 뒤쪽으로 오목한 오목부(6')와 홈부(7a)가 독립적으로 존재하는 것이라도 좋다. 이 경우에도 홈부(7a)는 외주측 후방으로 연장되어 있고, 홈부(7a)와 앞날(2) 사이에는 경사면(3)이 존재한다.

또한, 도 1∼3에 나타내는 바와 같이 홈부(7)는 중심축(O) 방향의 폭(w)이 일정한 띠 형상인 것이 절삭 부스러기를 용이하게 절곡시킬 수 있음과 아울러 앞날(2) 및 외주날(4)의 강도를 유지할 수 있는 점에서 바람직하다. 절삭 부스러기의 생성 상황을 감안하여 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 홈부(7b)를 외주측의 중심축(O) 방향의 폭이 넓은 형상으로 할 수도 있다. 또한, 홈부(7) 및 벽면(8)은 직선 형상에 한정되는 것은 아니고, 도 5(c)∼도 5(f)에 나타내는 홈부(7c∼7f) 및 벽면(8c∼8f)과 같이 도중에 굴곡된 형상이나 곡선 형상이라도 좋다.

여기에서, 상기 띠 형상의 홈부(7)의 중심축(O)에 직교하는 방향의 폭(w)은 앞날(2)의 중심축(O)으로부터의 회전 궤적의 최대 지름(R)에 대하여 3∼15%인 것이 절삭 부스러기 배출성을 보다 향상시킬 수 있음과 아울러 앞날(2) 및 외주날(4)의 강도를 유지할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 폭(w)은 띠 형상의 홈부(7)의 중간 위치에서 측정한다.

또한, 홈부(7)는 아래로 경사지는 벽면과 기립 벽면[벽부(8)]을 구비하는 홈 형상인 것이 절삭 부스러기의 배출 방향을 일정하게 할 수 있어서 보다 안정된 절삭 부스러기 배출이 가능해지는 점에서 바람직하다. 이 홈의 깊이는 홈부(7)의 폭과 예상되는 절삭 부스러기의 생성량을 감안해서 결정된다. 또한, 벽면(8)을 구성하는 예로서 홈부(7)를 예시했지만 홈에 한정되는 것은 아니고, 돌출 벽면과 하강 벽면을 구비하는 돌기 형상(도시하지 않음)이라도 좋다.

또한, 오목부(6)는 복수개 형성할 수도 있지만, 도 1, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이 1개의 앞날(2)에 대하여 오목부(6)는 1개만 존재하는 것이 앞날(2)의 결손을 억제할 수 있는 점에서 바람직하고, 오목부(6)는 앞날(2)의 중심축(O)으로부터의 회전 궤적의 최대 지름에 대하여 50%∼90%의 위치, 즉 앞날(2)의 중심축(O)으로부터의 회전 궤적의 최대 지름(R)과 앞날(2)의 중심축(O)으로부터 오목부(6)까지의 거리(d)의 비(d/R)가 0.5∼0.9로 형성되는 것이, 특히 결손되기 쉬운 외주날(4)의 결손을 억제하면서 절삭 부스러기 배출성을 최적화시킬 수 있는 점에서 바람직하다. 비(d/R)의 더욱 바람직한 범위는 0.6∼0.8이다. 또한, 홈부(7)와 중심축(O)에 대하여 직교하는 방향(q)의 각도(θ)가 40∼80°인 것이 외주측에 생성된 절삭 부스러기가 스무즈하게 배출되는 점에서 바람직하다.

또한, 앞날(2)이 복수 설치되어 있는 경우 복수의 앞날(2) 중 적어도 1개의 앞날(2)에 대하여 오목부(6)의 개수, 앞날(2)을 이루는 교차 능선에 있어서의 형성 위치 및 형상 중 적어도 1개가 다른 형태로 설치되어 있는 것이라도 좋다. 예를 들면, 오목부(6)는 도 1(b)와 같이 모든 앞날(2) 각각에 형성할 수도 있지만 도 6(a)와 같이 앞날(2) 중 몇개에만 형성할 수도 있고, 또는 도 6(b)와 같이 오목부(6)의 위치를 앞날(2)마다 바꾸어서 형성할 수도 있고, 또한 도 6(c)와 같이 앞날(2)마다 오목부(6)의 개수를 바꿀 수도 있다. 이렇게 앞날(2)에 따라 사양이 다른 비대칭의 오목부(6)를 형성하면, 절삭시에 엔드밀(10)이 공진(共振)해서 채터링(chattering)이 발생하는 것을 억제할 수 있음과 아울러 오목부(6)의 배치를 어긋나게 함으로써 피삭재 저면의 절삭 잔해를 없앨 수 있다.

또한, 절삭시에 엔드밀(10)이 공진해서 채터링이 발생하는 것을 억제할 수 있는 방법으로서, 외주날(4)이 복수 설치되어 있는 경우 복수의 외주날(4) 중 적어도 1개의 외주날(4)에 있어서 홈부(7)의 형상 및 방향 중 적어도 1개를 다른 형태로 설치할 수도 있다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서는 도 1에 나타내는 바와 같이 공구 본체(1) 자체의 소정 부위에 절삭날이 형성된 소위 솔리드 엔드밀 타입의 구성을 예로 들어서 설명했지만, 이것 대신에 소위 스로어웨이팁(throwaway tip)을 홀더에 장착한 소위 스로어웨이 엔드밀 타입 구성이라도 좋다.

1 : 공구 본체 2 : 앞날
3 : 경사면 4 : 외주날
5 : 절삭 부스러기 배출 홈 6 : 오목부
7 : 홈부 8 : 벽부
9 : 개쉬 10, 20, 21 : 엔드밀
A : 선단 방향 O : 중심축
p : 후단 방향 q : 외주 방향
R : 앞날의 중심축으로부터의 회전 궤적의 최대 지름
w : 띠 형상의 홈부의 중심축에 직교하는(앞날과 평행한) 방향의 폭
d : 앞날의 중심축으로부터 오목부까지의 거리
θ : 홈부의 벽면과 중심축에 수직인 방향(q)이 이루는 경사 각도

Claims

중심축 주위에서 회전하는 공구 본체의 선단부에 설치된 복수의 앞날과, 상기 공구 본체의 외주에 설치된 외주날과, 상기 앞날 및 상기 외주날의 경사면을 구비함과 아울러, 상기 앞날을 분단하는 오목부를 적어도 1개 형성하고, 또한 적어도 상기 오목부보다 외주측의 경사면에 외주측 후방을 향해서 연장되는 벽부를 설치하고,
상기 복수의 앞날 중 적어도 1개의 앞날에 대하여, 상기 오목부의 개수, 상기 앞날을 이루는 교차 능선에 있어서의 형성 위치 및 형상 중 적어도 1개가 다른 형태로 설치되어 있는 엔드밀.
제 1 항에 있어서,
상기 벽부는 홈부의 벽면인 엔드밀.
제 2 항에 있어서,
상기 홈부의 상기 중심축에 직교하는 방향의 폭은 상기 앞날의 상기 중심축 에 대한 회전 궤적의 최대 지름에 대하여 3∼15%인 엔드밀.
중심축 주위에서 회전하는 공구 본체의 선단부에 설치된 복수의 앞날과, 상기 공구 본체의 외주에 설치된 복수의 외주날과, 상기 앞날 및 상기 외주날의 경사면을 구비함과 아울러, 상기 앞날을 분단하는 오목부를 적어도 1개 형성하고, 또한 적어도 상기 오목부보다 외주측의 경사면에 외주측 후방을 향해서 연장되는 벽부를 설치하고,
상기 벽부는 홈부의 벽면이고,
상기 복수의 외주날 중 적어도 1개의 외주날에 있어서, 상기 홈부의 형상 및 방향 중 적어도 1개가 다른 형태로 설치되어 있는 엔드밀.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 벽부는 상기 오목부로부터 연장되어 있는 엔드밀.
제 5 항에 있어서,
상기 벽부의 후단은 상기 오목부보다 외주측에 위치하고 있는 엔드밀.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 오목부는 1개의 상기 앞날에 대하여 1개만 존재함과 아울러, 상기 오목부는 상기 중심축으로부터의 거리가 상기 앞날의 상기 중심축에 대한 회전 궤적의 최대 지름에 대하여 50%∼90%의 위치에 형성되어 있는 엔드밀.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 벽부와 상기 중심축에 대하여 직교하는 방향이 이루는 각도는 40∼80°인 엔드밀.