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発明の名称 多刃ボールエンドミル
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10−151511
公開日 平成10年(1998)6月9日
出願番号 特願平8−329154
出願日 平成8年(1996)11月25日
代理人
発明者 紺谷 康夫
要約 目的
主として金型などの3次元曲面加工に用いる、とくに狭小部位の精密な成形や直彫りに用いる高速切削用の多刃ボールエンドミルを提供する。

構成
ソリッドの多刃ボールエンドミルにおいて、該ボ−ル刃の回転中心近傍に、1枚ないし2枚の切れ刃に沿って回転中心に至る略直線状の底刃を設け、かつ該ノ−ズ部分で底刃を欠いた切れ刃を3枚以上設けた。上記底刃を、6°以下の中低の勾配をもつようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】 ねじれを有する外周切れ刃と、これに連接する略1/4円弧状のボ−ル刃とからなるソリッドの多刃ボールエンドミルにおいて、該ボ−ル刃のノ−ズ部分に、1枚ないし2枚のボール刃に連続して回転中心に至る略直線状の底刃を設け、かつ該ノ−ズ部分で底刃を欠いた切れ刃を3枚以上設けたことを特徴とする多刃ボールエンドミル。
【請求項2】 請求項1記載の多刃ボールエンドミルにおいて、1枚ないし2枚のボール刃に連続して回転中心に至る略直線状の底刃を、6°以下の中底の勾配をもつようにしたことを特徴とする多刃ボールエンドミル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、主として金型などの3次元曲面加工に用いるボ−ルエンドミルに関する。
【0002】
【従来の技術】マシニングセンタなどの工作機械を用いた3次元曲面加工の用途にはボ−ルエンドミルが用いられるが、なかでも外周刃およびボ−ル刃にねじれた切れ刃をもつソリッドボ−ルエンドミルは切削性がよく、かつボ−ル刃精度が優れるため広く用いられている。最近では、金型などの曲面加工において、3次元形状を最少本数の工具でかつ短時間で成形することが望まれており、また手作業による仕上げから高速仕上げが可能な機械化に移行するニ−ズが増している。これは大型製品にとどまらず、複雑形状の小型製品でも同じニーズがあり、粗加工に代えて直彫り切削が指向されている。この目的には、例えば特開平7−1218号に示されたボ−ルエンドミル(以下、従来品1という)がある。これは工具本体先端に曲刃チップを取付け、その先端を離間させて回転中心部の過大な切削抵抗を防ぎ良好な加工面を得るものである。また同様のソリッド品として、例えば、実開平4−122414号に示されたボ−ルエンドミル(以下、従来品2という)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】従来品1、従来品2は、切れ刃先端の回転中心付近すなわちノーズ部分に切欠きを設け、切削速度0領域をもたないようにしたものであるが、この場合はねじれ角が付けらないため切れ味が劣り、また回転中心に切れ刃がないため立て送りができないなど問題があった。また、これまでソリッドのボ−ルエンドミルは2枚刃が利用されることが圧倒的に多く、従来品2のような多刃ボールは大径品の場合に限られていた。従って、近来の高速仕様の工作機械で小径品を用いる場合に、性能が不足し、能率化が達成できないという問題があった。
【0004】
【本発明の目的】本願発明は、以上の問題を解消するためになされたものであり、主として金型などの3次元曲面加工に用いるボ−ルエンドミルで、とくに狭小部位の精密な成形や直彫りに用いる高速切削用の多刃ボール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】本願発明は上記の目的を達成するために、ねじれを有する複数の外周切れ刃と、これに連接する略1/4円弧状のボ−ル刃とからなるソリッドの多刃ボールエンドミルにおいて、該ボ−ル刃の回転中心近傍に、1枚ないし2枚のボール刃に連続して回転中心に至る略直線状の底刃を設け、かつ該ノ−ズ部分で底刃を欠いた切れ刃を3枚以上設けたものである。また、上記略直線状の底刃を、6°以下の中底の勾配をもつようにしたという特徴を持たせたものである。
【0006】
【作用】3次元曲面を切削するエンドミルは、切削送り方向が一定でないためどの方向に対しても切削性が保障されていなければならない。水平方向に切削する場合はノ−ズ部分の切削が主となり、ノ−ズに擦り摩耗が生じやすい。また急傾斜面の場合はボ−ル刃の外周部分が切削し、この部分は切削速度が大きいから、十分な切削性を保持していないと熱的摩耗が激しく、性能を損なう。さらに彫り込み切削の場合は必ず回転中心に切れ刃がなければ用をなさない。これらは切れ刃の切削性とともに切り屑排出性とも絡む現象である。
【0007】本発明を適用することにより、細径であっても切れ刃の数を多くしたから水平方向や傾斜面切削の場合に高送りができるうえ切削面粗さを細かくすることができる。本発明においてはノーズ部の切れ刃が円弧状とはなっていないが、底刃を備えているから彫り込み切削を行なうには支障がない。ここで底刃は1枚ないし2枚でよいからノーズ部に多数の刃が輻輳することがなく、十分な大きさのチップポケットを設けることができる。ノ−ズ部の略直線状の底刃は回転軸に直角方向であればよいが、さらに中低の勾配を設けることで一層ノ−ズによる無理な切削が避けられ切り屑排出のよい高速切削が可能となる。なお該略直線状の底刃は中低の勾配が付く方向にわずかに湾曲していても同様の効果を得ることができる。
【0008】ここで、上記の底刃の長さは、該エンドミルの使用目的に合わせて決めればよく、仕上げ用途を重視する場合は短く、高速成形加工では大き目に選べばよい。ただしボール刃の円弧半径の1/2を越えるとボール刃としての機能を損なうので好ましいとはいえない。また、中低の勾配について、大きくなり過ぎるとボ−ル刃と底刃の繋ぎ位置がシャ−プになりすぎ、局部的に摩耗の進行を早めるため、6°以下がよく、なお該繋ぎ位置に丸みまたは面取りを施すことが望ましい。該エンドミルの材料は、高速切削を旨とするため超硬合金が望ましく、これに各種の強靭な硬質皮膜を密着させることにより一層機能を高めることができる。さらにセラミックス、CBN焼結体など高速切削用工具素材を用いてよいことはいうまでもない。以下、実施例について詳細に説明する。
【0009】
【実施例】図1および図2は本発明の一実施例であり、超微粒子超硬合金製の直径6mm、刃長12mm、全長90mm、刃数6枚刃、ねじれ角30°のボ−ルエンドミルにおいて、ノ−ズ部においては2枚の底刃を中低の勾配5°、長さ1mmで設けたものである。他の4枚の切れ刃は底刃の長さに当る部分が欠落して、チップポケットが形成されている。ボ−ル刃部のすくい角は−10°、底刃のすくい角は2°であって、これにPVD法によりTi系の硬質被覆を施した。このように細径ながら刃数が多いため、当然の帰着として刃溝が浅く、すなわち心厚が大きくなる。これは工具剛性が良くなる一方で大きな切り込みがかけられないことを意味するが、しかし高速高送り切削を行なうことにより切り込みが小さくても単時間当りの切削量は通常のエンドミル以上を得ることができるのである。
【0010】この工具をマシニングセンタを用いて3次元切削に供した。被削材にS50C焼鈍材を選び、回転数6000rpm、送り速度1000mm/min、切り込み1〜2mmで、凸曲面を走査倣い切削を行なった。傾斜、曲面など切削方向にかかわらず切り屑の排出が頗るよく長時間にわたって安定した切削が可能であった。ピッチ送りを0.5mmとしたため、切削量が多いにもかかわらず切削面は良好であった。また図3および図4は、上記と同寸法で切れ刃の数を4枚、底刃を1枚としたものである。刃数の少ない分だけ高送りがきかないが、切り込みは増すことができる。また切れ刃の成形が容易になるという特徴がある。このように底刃の数は目的に応じて適宜使いわければよい。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、主として金型などの3次元曲面加工に用いるボールエンドミルに刃数を増し底刃を設けるなどの改良がなされた結果、とくに狭小部位の精密な成形や直彫りに用いて従来品を凌駕する性能をもつ高速切削用の多刃ボールエンドミルが実現できたのである。




 

 


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