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ボ−ルエンドミル - 日立ツール株式会社
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発明の名称 ボ−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10−263913
公開日 平成10年(1998)10月6日
出願番号 特願平9−90327
出願日 平成9年(1997)3月25日
代理人
発明者 岸本 潔 / 南野 修司 / 井本 武志 / 岡西 良祐 / 坂本 靖 / 紺谷 康夫
要約 目的
金型などの3次元曲面加工に適する、高速切削用のボ−ルエンドミルを得る切れ刃形状を提供する。

構成
ボ−ル刃の法線方向の逃げ角と外周切れ刃における軸直角方向の逃げ角を異なるものとし、かつ、その角度の差を2°〜5°の範囲で大きくすることにより構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 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円の円弧状のボ−ル刃とからなるソリッドのボ−ルエンドミルにおいて、該ボ−ル刃の法線方向の逃げ角と外周切れ刃における軸直角方向の逃げ角を異なるものとし、かつ、その角度の差を2°〜5°の範囲で、法線方向の逃げ角を大きくしたことを特徴とするボ−ルエンドミル。
【請求項2】 請求項1記載のボ−ルエンドミルにおいて、ボ−ル刃の法線方向の逃げ角は外周端からノ−ズに向かうに従って上記の範囲内で漸次大きくなるようにしたことを特徴とするボ−ルエンドミル。
【請求項3】 請求項1乃至2記載のボ−ルエンドミルにおいて、ボ−ル刃のランド幅をノ−ズに向かうに従って漸次狭くなるようにしたことを特徴とするボ−ルエンドミル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として工作機械で用いるボ−ルエンドミルに関する。
【0002】
【従来技術】金型などの3次元曲面加工においては作業時間の短縮が望まれており、とくに仕上げ切削において手みがき作業の機械化が指向されていて、良好な仕上げを得るため高速回転、高速送りのいわゆる高速切削の要求が強い。この用途には切削性、切削精度、切削耐久性を兼ね備えたエンドミルが必要であり、図1に例示するソリッドボ−ルエンドミルがよく使用されている。図1は、ボ−ル刃の円弧半径をノ−ズを基点として刃付け研削することにより精度のよい円弧半径を付与することができる。更に、ボ−ルエンドミルの角度諸元を調整した例として、図2に示す特開平6−218612号の例がある。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】図1の例においてはボ−ル刃の逃げ角を外周切れ刃の逃げ角と同等かむしろ小さくしてあり、通常の切削では問題とはならないものの、高速切削に用いるには加工物と逃げ面とのクリアランスが小さく、切削方向によっては逃げ面当りが生じることがある。図3は図1のA−A線の断面図であって、図4に示すB−B線の断面図と比較すると、図3のノ−ズ付近においては明らかに切れ刃、チップポケットの形状が小さく、切削性に問題があることがわかる。また図2の例は高硬度被削材用に発明されたものであって、すくい角が負角で切れ刃強度は高いと思われるものの、逃げ角が非常に大きいため高速切削用としては切削性が劣り、振動等の弊害が出て使用に適さないものである。このように、従来のボ−ルエンドミルは高速切削用としては十分でないという問題があった。
【0004】
【本発明の目的】本発明は、以上の問題を解消するためになされたものであり、とくに金型などの3次元曲面加工に適する、高速切削用のボ−ルエンドミルを得る手段に関するものである。
【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、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円の円弧状のボ−ル刃とからなるソリッドのボ−ルエンドミルにおいて、該ボ−ル刃の法線方向の逃げ角と外周切れ刃における軸直角方向の逃げ角を異なるものとし、かつ、その角度の差を2°〜5°の範囲で、法線方向の逃げ角を大きくしたものである。また、ボ−ル刃の法線方向の逃げ角は外周端からノ−ズに向かうに従って上記の範囲内で漸次大きくなるようにしたものである。さらに、ボ−ル刃のランド幅をノ−ズに向かうに従って漸次狭くなるようにしたという特徴を与えたものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、ボ−ル刃の法線方向の逃げ角を外周切れ刃における軸直角方向の逃げ角より0°〜5°の範囲で大きくしてあるから、3次元方向の高速切削で切削力による変位があっても、なお十分なクリアランスを有し切削性の低下がない。しかしこの角度差は、範囲を越えて大きくし過ぎると刃強度を低下させるため好ましくない。エンドミルの外周逃げ角は、その直径と密接な関係があって、小径の場合は角度を大きく、大径の場合は小さくする。一般的には直径6mmのとき11°〜15°に、12mmのとき8°〜12°、20mmのとき6°〜10°程度に設定される。これを基準にボ−ル刃の逃げ角を決定すればよい。尚、通常外周刃とボ−ル刃は滑らかに連続しているが、この角度差は該継ぎ目にわずかな段差となって現われ、識別できるものである。
【0007】ボ−ルエンドミルはノ−ズに向かうに従って回転半径が減少する。小径の場合は切れ刃、刃溝ともに小さくなり切削性の低下は避けられない。本発明においてはボ−ル刃の法線方向の逃げ角をボ−ル刃の外周端からノ−ズに向かうに従って漸次大きくなるようにしてもよいから、上記の継ぎ目に段差を残さず、切削性の低下するノ−ズ付近においてもクリアランスを大きくして、発明の効果を得ることができる。さらに、ボ−ル刃のランド幅をノ−ズに向かうに従って漸次狭くなるようにしてもよいから、上記の逃げ角が大きいことと相俟って、切り屑干渉にも、切削力による変形にも耐える十分なクリアランスを確保して切削性を改善する。結果として切れ味が向上する分、工具寿命も長くなるのである。
【0008】ボ−ルエンドミルの切り屑は曲率をもつ嵩高形状のため、ランド幅が広いとノ−ズ付近では切り屑干渉によるこすり現象が発生するほか切り屑の円滑な排出を阻害し、溶着の原因となるこがある。ボ−ル刃のランド幅は外周刃と同等以下の均一幅であるのが普通とされてきたが、高速切削に際しては以上の弊害を回避するためにノ−ズ付近のランド幅を狭くすることが好ましい。ただし過度になると切れ刃強度を損なう危険があるのでその限度は外周におけるランド幅のほぼ1/2である。
【0009】
【実施例】図5、6は本発明の一実施例であり、超微粒子超硬合金製の直径12mm、刃長26mm、全長120mm、刃数2枚刃、ねじれ角30°のソリッドボ−ルエンドミルにおいて、外周刃の逃げ角を10°、ボ−ル刃の逃げ角を外周刃側で13°、ノ−ズ側で15°としたものである。またランド幅はボ−ル刃の外周端では外周刃とおなじ1.4mm、ノ−ズでは1.0mmとした。外周刃の逃げ面幅は0.7mmであって、外周刃とボ−ル刃の継ぎ目にはわずかな段差が認められた。また、高速切削に対応させるため、刃部にはPVDコ−ティングを施してある。
【0010】この工具をマシニングセンタを用いてS55C焼鈍材の3次元切削に供した。切削条件は回転数6000rpm、送り速度2000mm/min、切り込み2mmで、凹曲面に対して走査倣い切削を行なった。比較には、図1の例をに慈雨用のコ−ティングを行い用いたが、これが100mの切削でノ−ズ付近に摩耗が生じて、逃げ面には切り屑の溶着が認められたのに対して、本発明品はわずかな摩耗が認められたものの溶着等はなく、切削音や機械振動なども正常と変わらず、引き続き切削に供することができた。さらに、切り込みを4mmに増して切削した場合、比較例は切り屑の排出に支障がでて切削音が高く、大きな機械振動が認められたのに対して、本発明品は安定した切削が可能であった。切削後の加工物表面はノ−ズ付近が切削した部分に著しい相違があり、比較例がむしれ状で劣るのに対して、本発明品は外周端付近と遜色のない仕上げ面が得られた。このように本発明品は切り込みの深い場合、ノ−ズ付近が係わる水平方向送りの場合に効果が高いことが明らかとなった。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、とくに3次元曲面の高速切削に適するようボ−ル刃の改善がなされた結果、切削性、とくに切り屑の排出性がよく、結果として良好な仕上げ面および長寿命を得ることができるという優れた効果を顕わすボ−ルエンドミルが得られたのである。




 

 


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