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発明の名称 仕上げ用ボールエンドミル
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2001−293609(P2001−293609A)
公開日 平成13年10月23日(2001.10.23)
出願番号 特願2000−109819(P2000−109819)
出願日 平成12年4月11日(2000.4.11)
代理人
発明者 岡西 良祐
要約 目的
工具形状、切削諸元等の切削状態に着目し、切削面をチゼル刃のみで加工するボールエンドミルを用いることにより切削面の粗さ、性状、および外観が良好になるボールエンドミルを提供するものである。

構成
回転軌跡が略半球状を呈する曲線状の切れ刃を有するボールエンドミルにおいて、該ボールエンドミルのボール刃におけるアール精度がチゼル刃の部位で+0.005〜−0.025mm以内であり、かつ、基体である超硬合金の硬さをHRAスケールで92以上とすることにより構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 回転軌跡が略半球状を呈する曲線状の切り刃を有するボールエンドミルにおいて、該ボールエンドミルのボール刃におけるアール精度がチゼル刃の部位で+0.005mm〜−0.025以内であり、かつ、基体である超硬合金の硬さをHRAスケールで92以上としたことを特徴とするボールエンドミル。
【請求項2】 請求項1記載のボールエンドミルにおいて、該超硬合金の硬さがHRA93以上としたことを特徴とするボールエンドミル。
【請求項3】 請求項1記載のボールエンドミルにおいて、該ボールエンドミルのチゼル刃の長さが0.1〜0.7mmとしたことを特徴とするボールエンドミル。
【請求項4】 請求項1記載のボールエンドミルにおいて、該ボールエンドミルのチゼル刃の幅がエンドミル径の1.5%以下としたことを特徴とするボールエンドミル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマシニングセンター等の工作機械を用い、ボールエンドミルによる平面または平面に近い曲面の仕上げ加工に用いる工具に関する。
【0002】
【従来の技術】高性能超硬合金製工具及び高速回転仕様の工作機械の開発が進み、低切り込み、高速回転で切削を行う高速切削法が普及している。とくにボールエンドミルによる切削加工においては顕著であるが、切れ刃の径方向内端が本体の軸心上、即ち、回転中心上にあるため、工具をいかに高速回転させても回転中心では零になり、その近くでは零に近い速さとなる。このような遅い速度では、周知の通り、加工形態が塑性加工に近づき、良好な切削が望めない。仕上げ切削では、例えば、特開平5−228714号に記載されているボールエンドミルの様に、切れ刃を形成するCBN焼結体に、本体の軸心に対し0°以上45°以下の角度をもつ方向に5〜15°のすくい角をつけ、切れ刃8の内端側の切味を高めると同時に、切れ刃8を回転方向に凸形の円弧となして切削抵抗の低減、工具振動の抑制、刃先の欠損防止を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、ボールエンドミルによる仕上げ切削において、ボールエンドミルのボール中心付近のみしか使用しない。その為、ボールエンドミルによる仕上げ切削加工面は、チゼル刃で切削された面とそれに続くボール刃で切削された面とに大別される。チゼル刃で切削された面は、すくい角が大きな負角となっているため、その加工面はバニシング面の様相を呈する。ボール刃で切削された面は、通常の切削面となる。切削面では、チゼル刃で切削された部分が乱反射を引き起こし、外観を悪くしている。更に、ボールエンドミルにおいては切削長が長くなるにつれ、摩耗が進行し、特に、ボール刃の中心付近での摩耗量は切削面の粗さに影響する。摩耗量は、逃げ面はもとより、刃先の軸方向の後退量(以下、摩滅量と称する。)による影響が大きく、ボール刃全体が凹んだ形となってしまう。
【0004】
【本発明の目的】本発明は、上記問題点を解決するため、工具形状、切削諸元等の切削状態に着目し、切削面をチゼル刃のみで加工するボールエンドミルを用いることにより切削面の粗さ、性状、および外観が良好になる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】本願発明では、上記問題点を解決するため、回転軌跡が略半球状を呈する曲線状の切れ刃を有するボールエンドミルにおいて、該ボールエンドミルのボール刃におけるアール精度がチゼル刃の部位で+0.005〜−0.025mm以内であり、かつ、基体である超硬合金の硬さをHRAスケールで92以上としたことを特徴とするボールエンドミルである。更に、チゼル刃の長さはピックフイード量より大きく、0.1〜0.7mmとしたことを特徴とするものである。
【0006】
【作用】本願発明では、チゼル刃の長さをピックフィード量をより大きくすることにより、切削面はチゼル刃のみで加工した面とすることにより、ボールエンドミルの刃形を検討した。そのため、チゼル刃の長さは通常用いられるピックフィー度0.1〜0.5mm程度よりも長くする。長いチゼル刃で切削すると、生成される切り屑は、切り屑厚みが薄く、切り屑の塑性変形性が良好であり、ムシレ面にならず、また、食い付き過ぎにならず切削加工面にキズ等が発生しにくく、それに続くボール刃による切削加工面が残らない、またはもともと無いため、切削カエリが少なく、切削加工面粗さ及び面性状ともに良好となる。さらに、切削加工面に発生する乱反射を抑え、切削加工面の外観も良好となった。
【0007】次に、該チゼル刃を含むR精度が+0.005〜−0.025mm以内としたのは、+0.005mmを超えると突的に出過ぎるため切れ刃がチッピング等損傷を起こしやすく、また、切削面の凹凸が大きくなり、反対に−0.025mmより凹むと次に説明する摩滅量とも関係し、摩耗の進行した状態と同じとなるため+0.005〜−0.025mm以内の範囲とした。また、基体である超硬合金は、特に摩滅に対する耐摩耗性に優れた超微粒子超硬合金が用いられ、そのなかでもコバルト含有量の少ないHRAスケールで92以上の硬さを有する超硬合金が適している。更に、好ましくはHRA93以上の高硬度な超硬である。
【0008】また、チゼル刃の長さはピックフィード量と相関し、ピックフイード量より大きく、0.1〜0.7mmとし、更に、その幅はエンドミル径の1.5%以下とすることにより、良好な切削状態を長く保たせることができる。ここで、ボールエンドミル先端部の形状が単に半円形状のものだけでなく、円弧、楕円、双曲線等の曲線のものに本発明を適用することが可能であり、これらのエンドミルに適用した場合も、本発明の範疇であることはいうまでもない。以下、詳細について、実施例において説明する。
【0009】
【実施例】図1〜図3を参照して説明する。本発明例として、図1に示すように超硬合金製、硬さHRA91.5、HRA92.5、HRA93.5、HRA94.5の4種のコーティングボールエンドミル、直径10mm、2枚刃で、R精度は−2ミクロンで図3に示すように、実線の仮想球面にたいし破線で示すように凹んだ形状となっている。ボールエンドミルのチゼル長さは、0.25mm、0.5mmの2種類とした。また、切削諸元は、ピックフィード量を0.2mmから0.6mmまで変化させ、図2に示すようにチゼル長さ3より大きいピックフィー度量を比較例とした。被削材には、硬さHRC40のプリハードン鋼を用いた。
【0010】先ず、切削初期において、本発明例のチゼル長さがピックフィード量より長い場合においては、図4に示すように、カッターマークがきれいなトロコイド曲線を描き、光沢のある良好な面性状であった。次に、比較例であるチゼル長さがピックフィード量より短い場合においては、図5に示すようにトロコイド曲線が部分的に乱れ、乱反射のものと考えられるにぶい切削面となった。次に、切削長さが10mにおいて、超硬合金基体の硬さが低いHRA91.5では、切削面の状態がむしれる様な状態となったため、摩滅量を測定すると0.035mm摩滅し、軸方向後方に刃先が凹んだかたちとなっていた。また、HRA92.5以上の他の本発明例では良好な状態が継続された。更に、試験を継続し、切削長さが50mにおいて、超硬合金基体の硬さが低いHRA92.5でも、ややむしれるよう切削面となり、摩滅量も0.025mmと凹んでいた。他のHRA93.5以上の例では良好な状態が継続された。また、同様に切削面粗さにおいて、両者ともに理論切削面粗さより劣るものの、相対的にピックフィード量をチゼル刃の長さより小さくした範囲が、大きくした範囲より良好であった。
【0011】
【発明の効果】以上の説明より、本発明を適用することにより、仕上げ切削加工面の粗さ、性状、および外観が良好になり、かつ、基体の硬さを特定することにより長期に亘り切削面が維持できるため、大きな金型等の仕上げ切削も1本の工具ででき、長寿命な仕上げ切削加工を行うことができる。




 

 


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