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発明の名称 超硬合金製ソリッドエンドミル
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10−118825
公開日 平成10年(1998)5月12日
出願番号 特願平8−295695
出願日 平成8年(1996)10月17日
代理人
発明者 紺谷 康夫 / 吉年 成恭 / 岡西 良祐
要約 目的
切削力による工具の変形をきらう高速切削、仕上げ切削ないし深彫り切削に用いるエンドミルを提供することを目的とする。

構成
工具本体の一端に外周に複数の切れ刃と底刃あるいはボール刃とを備えた刃部が形成され、他端にはシャンクを備えた超硬製のエンドミルにおいて、前記エンドミルの少なくとも刃部は重量比で結合金属量が3%以下の鉄族金属からなる超硬合金製ソリッドエンドミル。
特許請求の範囲
【請求項1】 工具本体の一端に外周に複数の切れ刃と底刃あるいはボール刃とを備えた刃部が形成され、他端にはシャンクを備えた超硬製のエンドミルにおいて、前記エンドミルの少なくとも刃部は重量比で結合金属量が3%以下の鉄族金属からなることを特徴とする超硬合金製ソリッドエンドミル。
【請求項2】 請求項1記載の超硬合金製ソリッドエンドミルにおいて、少なくとも刃部に硬質皮膜を施したことを特徴とする超硬合金製ソリッドエンドミル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超硬合金製のエンドミルに関し、特に、その切れ刃部の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】フライス盤などの工作機械を用いて、構造用鋼などの汎用の加工を行うエンドミルとして、一般に強度の高い超微粒子超硬合金が用いられている。例えば、特開平5−179310号に示されている耐摩耗性超硬エンドミル(以下、従来品という)があり、超硬合金としては8〜16%のCoを用いた超硬合金に被覆を施したエンドミルの例がきさいされている。また、ソリッドエンドミルはその名称の通り超硬合金単体で成るものであるが、従来品に記載されているようなCo量は、回転切削工具として用いるエンドミルの耐摩耗性と強度をバランスさせたものである。超硬ソリッドエンドミルには、特に折れるというトラブルがあり、強度そのものの低下を招くことは避けているのが実状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】超硬エンドミルにも高速高送りの切削加工、高速の仕上げ切削や高精度な加工等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、かつ、きれいな面、精度の高い加工をすることが求められている。しかしながら、超硬エンドミルは、形状が細長で、かつ、本体の一端であるシャンクを把持して片持ちで使用するため、切削力は多端の切れ刃に集中して作用するから、エンドミル本体には曲げ応力が作用して少なからず変形する。これを避けるには、切削抵抗を減じるかエンドミルの剛性を増すかの手段が必要である。従来品においては工具材料に8〜16%と多量のCoを含有する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その熱的損傷を受けやすく、切削条件あるいは工具寿命において満足できない場合もある。また、精度、面粗さも十分ではないと言う課題があった。
【0004】
【本発明の目的】本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、特に、切削力による工具の変形をきらう高速切削、仕上げ切削ないし深彫り切削に用いる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、工具本体の一端に外周に複数の切れ刃と底刃あるいはボール刃とを備えた刃部が形成され、他端にはシャンクを備えた超硬製のエンドミルにおいて、前記エンドミルの少なくとも刃部は重量比で結合金属量が3%以下の鉄族金属からなるものであり、また、少なくとも刃部に硬質皮膜を施すという特徴を与えたものである。
【0006】
【作用】まず、本発明はエンドミル用として忌避されてきた低バインダ−含有量の超硬を、熱的な損傷の防止と、高縦弾性係数とに着目して、エンドミルへ積極的に応用を果たしたものである。すなわち、バインダー含有量の少ない超硬は、汎用性の高い8〜16%含有する超硬に比べて、一層硬さが高く、縦弾性係数が高いため、変形の防止や耐摩耗性には極めて有効である。更に、低バインダーでは高速切削時に生ずる切削熱の影響を最も受けるバインダー相が少ないため、熱的損傷に対し抵抗力があり、また、高速切削においては被削材の比切削抵抗が減少するため、エンドミルに加わる負荷が軽減されるので、低バインダーにしたときの課題である抗折力の低下を補えるものである。低バインダー量としては、3%以下で有れば縦弾性係数が高くよい性能を示すが、3%を越えるとバインダー相が多くなりすぎ弾性係数が低下するため、3%以下とした。
【0007】次に、低バインダーとした場合には、単純なWC−Co系よりも、WCの一部を周期律表4a、5a、6a族の炭化物、窒化物、炭窒化物等に置換することにより粒子の成長を抑えたり、酸化防止を計ることもでき、更なるエンドミルの補強の手段としては、エンドミルの少なくとも刃部の部分には硬質皮膜を施し上記作用をより高めても良い。硬質皮膜としては通常用いられているTiNやTiAlNのような物理蒸着法による被覆でもよいが、酸化物や硼化物等からなる被覆は皮膜の耐酸化性に優れるため本願発明の用途には最適である。
【0008】
【実施例】以下、実施例に基づいて本願発明を具体的に説明する。図1は、本発明の1実施例であり、多刃、強ねじれのソリッドエンドミルに適用したものであって、工具材料にはWCを主成分として重量%で2.5%のCoを含有した超硬合金を用いたものである。エンドミルの刃径は6mm、刃長15mm、全長60mm、6枚刃で、TiAlNの皮膜を施して有る。本発明品を同じ寸法で従来品と同様な超硬エンドミルで製作し、肩削りによりその変形の度合いを測定した。被削材はSKD11(HRC55)を用い、切削速度128m/min、送り速度を0.02mm/刃、軸方向切り込み量を12mm、半径方向切り込み量を0.5mm、乾式で切削し、切削した面の直角度を測定した結果、本発明品は1.5μmで有ったのに対し、従来品は7μmであり、切削面が平坦になる、すなわち、たおれが小さくなり高精度な加工が行えることが分かる。
【0009】更に、本願発明超硬エンドミルは、エンドミル全般に適用することが可能であって、刃部の軸直角断面が正多角形であるエンドミルや、刃直角方向のすくい角が負角をなすボールエンドミルや、汎用されている2枚刃のエンドミルに対しても高速切削における仕上げや深彫り等においてその効果が大である。
【0010】
【発明の効果】以上のように、高速切削に使用するエンドミルを低バインダの超硬で構成することにより、高速切削時の変形が減じ、従って、ビビリや振動が小さく、かつ耐熱性に優れるため工具寿命を長くすることが可能となった。




 

 


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