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発明の名称 多角形断面エンドミル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−113813
公開日 平成10年(1998)5月6日
出願番号 特願平8−289077
出願日 平成8年(1996)10月11日
代理人
発明者 紺谷 康夫 / 吉年 成恭 / 岡西 良祐
要約 目的
焼き入れ材などの高硬度材の切削、特に高速かつ長時間の仕上げ切削に適当で、かつ製作および再研削が容易なエンドミルを提供する事を目的とする。

構成
多角形断面エンドミルにおいて、その工具材質を超硬質焼結合金とし、かつ多角形の全周にわたって連続した一体の素材とした。前記エンドミルの端面で上記多角形の1または2頂点のみを他の頂点より軸方向に突出させることにより構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 工具本体の外周に複数の切れ刃が形成され、前記切れ刃部の軸直角断面形状が3角形以上の多角形状をなすと共に、各頂点が工具軸線方向に作る稜が仮想円筒に内接する切れ刃を形成する多角形断面エンドミルであり、その工具材質が超硬質焼結合金であって、かつ多角形の全周にわたって連続した一体の素材からなることを特徴とする多角形断面エンドミル。
【請求項2】 請求項1記載の多角形断面エンドミルにおいて、前記エンドミルの端面で上記多角形の1または2頂点のみを他の頂点より軸方向に突出させたことを特徴とする多角形断面エンドミル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、切れ刃部の軸直角断面が多角形からなるエンドミルに関するもので、特に焼入れ鋼材などの高硬度材を高速で切削する用をなすエンドミルに関する。
【0002】
【従来の技術】フライス盤などの工作機械を用いて、焼入れ鋼材などの高硬度材を切削する用をなすエンドミルとして、例えば特開平3−26413号に示されているエンドミル(以下、従来品1という)があり、切れ刃部の軸直角断面が多角形であってその各頂点が軸方向に延在する稜を切れ刃として用いる多角形断面エンドミルが知られている。このエンドミルは超硬合金を工具材料とし、6角形のものが示され、この場合切れ刃の構成はすくい角がマイナス60°、逃げ角が30°となり、エンドミルには常套の刃溝を有しないという特徴がある。また、CBN、ダイヤ等の硬質焼結体を用いたドリルやエンドミル(以下、従来品2という。)に着目すると、その形状は概ねハイスや超硬合金で用いられた形状を用いており、外周刃、刃溝、底刃等を必須の構成としている。(例として、特公平2−34726号)
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】高硬度材の切削加工に対する期待は多岐の分野で高まりつつあり、一層容易に短時間で切削できることが求められている。しかしながら、従来品1においては工具材料に超硬合金を用いているため、たとえ硬質コーティングを施したとしても被削材硬さとの硬度差は僅少であって、切削条件あるいは工具寿命において満足できない場合がある。従来品2では、製造コストが高く、また加工性が悪いため、加工コストが上昇して、他の対策を講じざるを得ないという問題があった。
【0004】
【本発明の目的】本発明は以上の欠点を補い、焼き入れ材などの高硬度材の切削、特に高速かつ長時間の仕上げ切削に適当で、かつ製作および再研削が容易なエンドミルを提供するものである。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達成するために、工具本体の外周に複数の切れ刃が形成され、前記切れ刃部の軸直角断面形状が3角形以上の多角形をなし、各頂点が工具軸線方向に作る稜が仮想円筒に内接する切れ刃を形成する多角形断面エンドミルにおいて、その工具材質が超硬質焼結合金であって、かつ多角形の全周にわたって連続した一体の素材としたものである。また、前記エンドミルの端面で上記多角形の1または2頂点のみを他の頂点より軸方向に突出させたという特徴を与えたものである。
【0006】
【作用】本発明は工具材料として汎用性の高い超硬合金に比べて、一層硬さが高く、高硬度材切削用途に適当とされるCBNあるいはダイヤモンドなどの超硬質焼結合金を、高硬度材用エンドミルに適用することに鑑みてなされたものである。すなわち、これらの超硬質焼結合金は、きわめて高い硬さをもつものの比較的もろい性質を示し、特にバインダー量の少ないものほど顕著である。また材料の寸法形状に制限があるうえ、被加工性が悪くて工具形状を自由に得られないため、通常の刃溝をもったエンドミルを形成しにくく、使用上においても断続切削となるエンドミル加工では切削中にチッピングを生じやすいため微小切削用など限られた用途にしか利用できないものであった。しかし、技術の進歩により、超硬質焼結合金の製造範囲が拡大され、かつ工具製造技術の革新もあって、本発明に至ったのである。
【0007】超硬質焼結合金はその高い硬さ故に被加工性が悪くて工具形状を自由に得られない。したがって極力加工代を小さくした工具形状が望ましい。多角形断面であるため、例えば丸材から製作する際であっても、平面研削のみの加工ですみ、直径の大きな砥石が使用できて能率がよく、また製作するエンドミルの直径が多種であっても、1種類の砥石で製作できる便宜がある。また例えば多角形断面の素材から前記エンドミルを製作する場合はほとんど表面の黒皮をとる程度の加工で工具を完成させることができる。
【0008】エンドミルには通常底刃が欠かせないが、工具材料の硬さが加工物の硬度に比べて十分に高いから、軸方向送りを意識しないかぎり端面に切れ刃を必要としない。本発明によれば多角形の1ないし2頂点のみが軸方向に突出していれば底面切削において満足な仕上げ面を得ることができる。なお、端面を加工するに当たって、1頂点のみを軸方向に突出させる場合は、前記頂点から対称位置の頂点に向けて1平面のみを勾配をつけて研削すればよく、2頂点を突出させる場合は、対称位置の2頂点から相互に傾斜した2平面をそれぞれ逆方向の勾配で研削すればよい。すなわち、従来のエンドミルに比べて研削が容易であり、これは使用後の再研削に当たっても便宜を与えるものである。
【0009】
【実施例】図1、図2は本発明の一実施例である。用いた工具材料はソリッドのCBN焼結体をシャンクとなる超硬合金に固着したものであって、刃径は4mm、刃長7mm、全長55mm、刃部の断面形状は正6角形である。ここでは直刃の場合を示しているが、工具本体1の外周部には、軸直角断面が正6角形の各頂点が軸線方向に作る稜2が切れ刃を形成している。工具本体の端面に配置した2枚の突出刃3は対称位置の頂点から相互に端面を2分するように5°の傾斜角θt1 をもって平面を設けてある。さらにこの平面は2分線から外方向へ向けて同じく5°の傾斜角を設けてある。この本発明品を同じ寸法の図3、図4に示すコーティング超硬合金製の多角形断面エンドミルと、硬さHRC62に調質した冷間金型用合金鋼の切削により比較した。ここで切り込みはラジアル方向に0.05mmとし乾式切削を行った。
【0010】その結果、耐久性において従来品の3倍以上、切削仕上げ面粗さにおいても明かに本発明のエンドミルが優れた成績を示した。従来のコーティング超硬合金製の多角形断面エンドミルでは、6mの切削で切れ刃の摩耗が著しくなり、8mでは切削を中止せざるを得なかった。本発明品は従来のエンドミルの2倍以上の高速切削が可能で、同時に送り速度を上げることができ、切削距離が増すこととあわせて加工時間を短くできるという効果を奏するものである。使用後は、底刃先端が他の部分に比べて損傷が大きいため再研削が必要となる。このとき、本発明品の場合は、底面を平面状に2挙動で仕上げればよく、容易に再生ができる。ここで多角形の角数および底刃の刃数は被削材の硬さ、工具材質、工具直径を勘案して適宜設計することができる。外周刃は直刃に限ることはなく、ねじれ角を設けてもよい。突出刃は実施例では2枚刃としたが、図5に示すように1枚刃としてもよく、このときは一層再研削が容易に行なえる便宜がある。さらに図7のように研削すれば底刃としても働かせることができる。本発明によれば、多角形の全周にわたって連続した一体の素材からできているから、特に刃径の小さい小径エンドミルに用いてよく、また心部が周囲とは異なる素材または中空であってもよい。
【0011】
【発明の効果】以上のように、工具材質が超硬質焼結合金であって、かつ多角形の全周にわたって連続した一体の素材であるから、高硬度の被削材であっても高速切削が可能であり、かつ工具寿命を長くすることが可能となった。また、多角形断面と、端面形状を多角形の1または2頂点のみを他の頂点より軸方向に突出させるのみで切れ刃を構成してあるから、エンドミルの製作および使用後の再研削による切れ刃の再生が極めて容易に行なえるようになった。




 

 


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