高硬度材料切削用エンドミル
【課題】高硬度金型材の荒切削において、エンドミルの切れ刃の耐欠損性と耐摩耗性が優れ、しかも、金型の隅部形状部分の加工や工具の突き出し量の長くなる加工の場合に、振動を抑制でき、高能率の加工においても、長寿命で安定した加工を実現できるエンドミルを提供する。
【解決手段】複数の外周刃と底刃を有し、外周刃は主外周刃と副外周刃、底刃は主底刃と副底刃を有し、主底刃は、工具半径に対し１．５倍以上５倍以下の長さの曲率半径を持つ円弧刃と、円弧刃において外周刃と接続される端部と対向した位置にある端部から工具軸中心に向かって延びる中低勾配刃とで構成され、副底刃及び副外周刃は、それぞれ主底刃及び主外周刃から工具直径に対し０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲で減寸した位置にあるエンドミルである。
【解決手段】複数の外周刃と底刃を有し、外周刃は主外周刃と副外周刃、底刃は主底刃と副底刃を有し、主底刃は、工具半径に対し１．５倍以上５倍以下の長さの曲率半径を持つ円弧刃と、円弧刃において外周刃と接続される端部と対向した位置にある端部から工具軸中心に向かって延びる中低勾配刃とで構成され、副底刃及び副外周刃は、それぞれ主底刃及び主外周刃から工具直径に対し０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲で減寸した位置にあるエンドミルである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高硬度材料切削用エンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、金型を作成するための納期を短縮することへの要求が高まっているため、金型を作成するために高能率な加工を行うことが望まれている。金型の高能率荒加工にはボールエンドミルやラジアスエンドミルが幅広く使用されている。しかし、ボールエンドミルは中心部付近での切削が多くなるため、切削速度が上がらず、切削性が悪くなる。そのほか、中心部付近のチップポケットが小さく、切りくずの排出が悪いという欠点もある。従って、最近では金型の高能率荒加工にはラジアスエンドミルの方が多く使われている。ラジアスエンドミルであれば、外周側での切削が多くなるため、チップポケットが広く、切りくずの排出性が良好で切削速度の高い場所での切削となり、ボールエンドミルと比べ、高能率な荒加工が可能である。
【０００３】
しかし、最近では、新成形材料の使用や成形能率の向上への要求に伴い、金型の耐久性に対する要求が高くなっている。従って、通常の金型材料よりはるかに高い硬度を有する高硬度金型材料の採用が広がっている。このような高硬度金型材料の高能率荒加工においては、従来のラジアスエンドミルを用いた場合でも、欠損が生じやすく、摩耗の進行も早いという問題点が存在している。また、特に金型の隅部を加工する際には切削時の振動が発生しやすくなるため、まだ十分な寿命と安定性を実現できていない。
【０００４】
このような高硬度材の切削におけるエンドミルの摩耗の進行の抑制、耐欠損性の向上及び切削加工時の振動の抑制を図ることにより、高能率かつ安定した加工を実現するために、ラジアスエンドミルを含め幾つかの提案がなされている。
【０００５】
特許文献１では、金属除去率を向上させ工具摩耗を抑制し、工具の寿命を長くするように、工具の端面から見ると少なくともそれらの長さの一部に沿って湾曲している、底刃の切削用部分が円弧形状にしている正面フライスが記載されている。
【０００６】
特許文献２では、軸心の回りに回転する工具本体の先端部に略楕円弧状の切刃が形成されており、前記楕円の焦点が軸心に対して略対称位置にあり、前記切刃の少なくとも一部が超高硬度材で構成されていることを特徴とする楕円弧状エンドミルが記載されている。
【０００７】
特許文献３では、エンドミルは切れ刃が外周刃、円弧状底刃及びそれらをつながる円弧状コーナーＲ刃から構成された高送り加工及び高能率加工を目的とした正面フライスエンドミルが記載されている。
【０００８】
特許文献４では、複数のコーナ刃を有する超硬合金製ソリッドエンドミルにおいて、該コーナ刃は、該エンドミルの回転軌跡をなす主コーナ刃１と該回転軌跡より減寸する副コーナ刃２とからなり、該主コーナ刃は円弧状、該副コーナ刃は、該主コーナ刃と同一又は小さな円弧状で、且つ、該回転軌跡を成す刃径より０．５％〜１０％減寸したことを特徴とする高送り切削用エンドミルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００９−５３２２２２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２６４１４号公報
【特許文献３】米国特許７１２５２１０号
【特許文献４】特開２００５−５２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、金型加工においては、高能率な切削への要求が一段と高まっているが、高硬度金型材料の高能率荒加工の際に、エンドミルの寿命が非常に短くなるという問題が存在している。その原因としては、高硬度材の高能率荒加工において、エンドミルは切削熱が高くなりやすく、摩耗進行が早くなることに加え、刃先への衝撃による欠損も発生しやすくなるため、寿命が短くなることが挙げられる。さらに、金型の加工において必須となる隅部の加工や工具突き出し量の長い加工を行う際には、エンドミルは振動により、刃先の欠損が発生しやすくなる。従って、高硬度材の荒加工においては、エンドミルの寿命が非常に短くなることから、高能率かつ長寿命での切削を実現することが難しいという問題が存在する。
【００１１】
特許文献１に記載されたエンドミルは刃先の形状設計により、エンドミルの耐欠損性が向上されたものの、本発明が目的の一つとしている高硬度材金型の隅部の切削や工具の突き出しの長い加工の場合においては、振動を十分に抑制できないため、エンドミルの欠損が発生しやすい。
【００１２】
特許文献２に記載されたエンドミルは楕円の底刃形状設計により、刃先の強度が強くなり、耐欠損性が向上できるものの、被削材と接触する切れ刃が長いため、切削抵抗が大きくなり、欠損する危険性がある。従って、高硬度材の切削においては、寿命が短くなってしまうという問題があった。
【００１３】
特許文献３に記載されたエンドミルは円弧状の底刃により、高能率の荒加工においては刃先の耐摩耗性を確保できるものの、特許文献１と同じように、金型の隅部の加工や突き出しの長い加工においては、振動を十分に抑制できず、欠損が発生するという問題点が存在している。
【００１４】
特許文献４に記載されたエンドミルは、副コーナ刃が減寸されているため、金型の隅部の加工で同時接触刃が減少し、振動が抑制される効果がある。しかし、ラジアスエンドミルは底刃と外周刃が単一の円弧状のコーナＲ刃で接するため、切りくずが厚くなり、特に高硬度材の切削では切削熱が高くなるため、摩耗の進行が早くなり、寿命が短くなるという問題があった。
【００１５】
上記の課題を踏まえ本発明が解決しようとする課題は、高硬度金型材の荒切削において、エンドミルの切れ刃の耐欠損性と耐摩耗性が優れ、しかも、金型の隅部形状部分の加工や工具の突き出し量の長くなる加工の場合に、振動を抑制でき、高能率の加工においても、従来のエンドミルが不可能であった長寿命で安定した加工を実現できるエンドミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記の目的を達成するために、エンドミルの底刃形状を変化させ、切削試験を繰り返して評価し、最適な切れ刃形状について検討を行った。その結果、高硬度材の切削における上記の課題を解決するためには、底刃の形状を従来のエンドミルとは異なる新規なものとすることが重要であることが分かった。
【００１７】
すなわち本発明は、工具軸に対し垂直な方向から見たときに、曲線状である円弧刃と、円弧刃に連続する直線状もしくは曲線状である中低勾配刃とから構成された底刃と、外周刃を有するエンドミルであって、工具軸に対し平行となる方向から見たときに、円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁は、曲率半径を有する曲線状であり、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さいことを特徴とするエンドミルである。
【００１８】
本発明の超硬合金製エンドミルは工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は工具半径より大きいことが望ましい。
【００１９】
本発明の超硬合金製エンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２０】
本発明の超硬合金製エンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、工具半径の１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２１】
本発明の超硬合金製エンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は、工具半径の２倍以上４倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２２】
本発明の超硬合金製エンドミルは、底刃と外周刃は略円弧状のＲ刃を介して接続されていることが望ましい。
【００２３】
本発明の超硬合金製エンドミルは、Ｒ刃の曲率半径は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２４】
本発明の超硬合金製エンドミルは、底刃と外周刃は面取り刃を介して接続されていることが望ましい。
【００２５】
本発明の超硬合金製エンドミルは、面取り刃の幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のエンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときに、円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁は、曲率半径を有する曲線状であり、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さいため、切り屑の排出性が良好となる。さらに、円弧刃の逃げ面幅は工具軸中心に近づくと幅が狭くなり、外周側の逃げ面の幅は徐々に広くなる。そのため、外周側の刃先の剛性が向上し、切削速度を高く設定できるため、高い送り速度での加工ができ、切削能率の向上が可能となる。
【００２７】
本発明において、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は工具半径より大きいことが望ましい。これにより、外周側の逃げ面の幅は徐々に広くなり、さらに工具の最外周すなわち切削負荷が最も大きくなる円弧刃と外周刃のつなぎ部において、外周側の逃げ面の幅を最も広くすることが可能となる。そのため、円弧刃と外周刃のつなぎ部における剛性がより向上し、高能率な切削加工を行った際にも、欠損せずに安定した切削加工を行うことが可能となる。
【００２８】
本発明において、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることが望ましい。これによりさらに切り屑の排出性が良好となり、硬さ６０ＨＲＣ以上の高硬度材の隅部形状を含む金型の荒加工においても、従来のエンドミルと比較して１．５倍以上の高能率加工が実現できる。
【００２９】
さらに、円弧刃の曲率半径は、工具半径の１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることが望ましい。これにより、硬さ６０ＨＲＣ以上の高硬度材の隅部形状を含む金型の高能率荒加工において、従来のエンドミルと比較して、欠損せずに１．５倍以上の寿命が実現できる。
【００３０】
本発明において、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は、工具半径の２倍以上４倍以下の範囲であることが望ましい。これにより、外周側の逃げ面の幅が厚くなり剛性が向上するので、より高能率な加工条件で加工した場合においても、外周側の刃先が欠損せずに、安定した加工が可能となる。
【００３１】
本発明において、底刃と外周刃は略円弧状のＲ刃を介して接続されていることが望ましく、さらにＲ刃の曲率半径は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが良い。または、底刃と外周刃は面取り刃を介して接続されていることが望ましく、さらに、面取り刃の幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが望ましい。底刃の外周刃側は最も切削速度が速く、欠損などが生じやすいが、底刃と外周刃をＲ刃や面取り刃を介して接続させることにより、欠損の発生を抑制し、安定した加工が可能となる。
【００３２】
従って、本発明は複雑な金型形状の加工を高能率で加工することができ、さらに、高硬度の材料の加工においても、長寿命かつ安定した加工が行えるエンドミルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例であるエンドミルの正面図である。
【図２】図１に示すエンドミルの工具軸に対し垂直な方向から見たときの先端付近の拡大図である。
【図３】図１に示すエンドミルの工具軸に対し平行となる方向から見たときの底刃の拡大図である。
【図４】図３に示すエンドミルにおける底刃の拡大図である。
【図５】円弧刃の曲率半径と、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が同じ場合の従来のエンドミルを示す図である。
【図６】金型の隅部を加工する際における、エンドミルの先端付近の拡大図である。
【図７】底刃と外周刃が略円弧状のＲ刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。
【図８】底刃と外周刃が略円弧状の面取り刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。
【図９】相対的に外側に設けられた主外周刃と相対的に内側に設けられた副外周刃を設けた本発明のエンドミルの図である。
【図１０】本発明の一実施例であるエンドミルの正面図である。
【図１１】図１０に示すエンドミルの工具軸に対し垂直方向から見たときの外周刃の回転軌跡を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１２】エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１３】エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１４】金型の隅部を加工する際における、主底刃と副底刃の切削量の違いを示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１５】金型の壁面を切削する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１６】金型の壁面を切削する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１７】図１０に示す本発明のエンドミルを用いて金型の隅部を加工する際における主外周刃と副外周刃の被削材との接触の違いを示す、底刃側から見たエンドミルの拡大図である。
【図１８】従来のラジアスエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図１９】本発明のエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２０】主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の１．５倍未満となる主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２１】主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の５倍を超えた主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２２】円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．０５倍未満としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２３】円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．２５倍を超えた値としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２４】主底刃の円弧刃の曲率半径と副底刃の円弧刃の曲率半径が同じである本発明のエンドミルを示す図である。
【図２５】底刃及び外周刃を、略円弧状のＲ刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、Ｒ刃付近を拡大した図である。
【図２６】底刃及び外周刃を、面取り刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、面取り刃付近を拡大した図である。
【図２７】主外周刃を２枚、副外周刃を４枚とした本発明のエンドミルの左側面図である。
【図２８】工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明のエンドミルの回転軌跡の拡大図である。
【図２９】工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明の別のエンドミルにおける回転軌跡の拡大図である。
【図３０】本発明のエンドミルにおける別の実施例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の代表的な形態として、本発明のエンドミルを図１乃至図９で説明する。図１は本発明の一実施例であるエンドミルの正面図である。図１に示すように、本発明のエンドミル１１は外周刃１、先端側の端面に設けられた底刃２によって構成されている。本発明のエンドミル１１は通常、等高線加工で用い、主に底刃２を用いて切削を行う。
【００３５】
図２は図１に示すエンドミルの工具軸に対し垂直な方向から見たときの先端付近の拡大図である。本発明における切れ刃は主に曲線状である円弧刃３２と、円弧刃３２に連続する中低勾配刃３３とから構成された底刃２と外周刃１で構成されている。本発明のエンドミルは金型等の等高線加工で用いるため、底刃２を用いて切削することとなる。ここで、底刃２は円弧刃３２と中低勾配刃３３で構成されているが、切削で主に用いるのは円弧刃３２となる。
【００３６】
図３は図１に示すエンドミルの工具軸に対し平行となる方向から見たときの底刃の拡大図である。本発明のエンドミル１１の底刃は円弧刃３２及び中低勾配刃３３で構成されている。円弧刃３２は刃溝と円弧刃の逃げ面３５とで形成されており、前記円弧刃３２の回転後方側にある刃溝と円弧刃の逃げ面３５とは、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁３４を介して接続された構造となっている。また、円弧刃３２及び中低勾配刃３３は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２を介して接続されており、同様に円弧刃の逃げ面３５及び中低勾配刃の逃げ面は円弧刃の逃げ面と中低勾配刃の逃げ面との境界線４３を介して接続されている。
【００３７】
図４は図３に示すエンドミルにおける底刃の拡大図である。上述したとおり本発明のエンドミルは、円弧刃３２及び中低勾配刃３３は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２を介して接続されており、円弧刃の逃げ面３５及び中低勾配刃の逃げ面４４が円弧刃の逃げ面と中低勾配刃の逃げ面との境界線４３を介して接続されている。すなわち、円弧刃３２は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２から外周刃との接続部までにかけて設けられており、中低勾配刃３３は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２から工具軸Ｏまでにかけて設けられている。
【００３８】
また、円弧刃３２の曲率半径である円弧刃の曲率半径Ｒａ（円弧の中心３８）は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁３４の曲率半径である回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂ（円弧の中心３９）より小さいため、円弧刃の刃先稜線は外周側を向くように設けられ、切り屑は外周側に排出される。よって、エンドミルのチップポケットに滞留することはなく、安定した加工が可能となる。
【００３９】
図４に示すように、円弧刃の曲率半径Ｒａは、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂより小さいため、円弧刃の逃げ面の幅ｘは外周側ほど広くなる。ここで円弧刃の逃げ面の幅ｘは円弧刃の逃げ面３５の幅を回転方向で測定したときの長さである。円弧刃の逃げ面の幅ｘが広くなると、刃先の剛性が向上し欠損しにくくなる。エンドミルでの切削中は常に同一の回転数で切削を行うのが一般的であり、回転数が同じであれば、エンドミル中心側は切削速度が遅く、外周側は切削速度が速くなる。本発明の構成により、切削速度が速くなり、欠損が生じやすい外周側では円弧刃の逃げ面の幅ｘが広い設計となり、切削速度が遅く、欠損が生じにくい中心側では、刃先剛性が必要でないため円弧刃の逃げ面の幅ｘを狭く設計し、チップポケットを大きくすることで、最適な条件設定が可能となり、安定した高能率な切削条件で加工することができる。ここで、円弧刃の曲率半径で形成される円弧３６および、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径で形成される円弧３７は底刃中心側の終端付近に設けられた交点４０で交わることが望ましい。
【００４０】
ここで、交点４０は、底刃と円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁との交わる点であり、それぞれの稜線でなす角は非常に鋭角となるため、刃先剛性が劣る。よって、通常、使用する等高線加工において、交点４０が常に被削材と接触し切削すれば、剛性不足によりチッピングが生じる可能性がある。よって、交点４０は通常、使用する等高線加工では被削材と接触しない中低勾配刃３３に設けるのが望ましい。また、工具軸に対し平行となる方向から見たときには、交点４０は工具軸Ｏから工具直径Ｄの０．０５倍以上０．２５倍以下の距離となる位置に設けられることが望ましく、工具軸Ｏから工具直径Ｄの０．１０倍以上０．２５倍以下の距離となる位置に設けられることがより望ましい。
【００４１】
ここで、円弧刃の曲率半径Ｒａは、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂの０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることが望ましい。円弧刃の曲率半径Ｒａが、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂの０．３倍より小さければ、最外周の位置における円弧刃の逃げ面の幅が広くならず、剛性不足で欠損が生じやすくなる傾向が確認される。円弧刃の曲率半径Ｒａが、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂの０．７倍より大きければ、円弧刃から排出される切り屑が外周方向へ排出されにくくなり、切り屑詰まりによる欠損が生じやすくなる傾向が確認される。
【００４２】
なお、本明細書においては、図２のように本発明のエンドミルをエンドミルの工具軸に対し垂直な方向から見たときに、中低勾配刃３３と工具軸Ｏとが一つの直線で結ばれるような例を示しているが、中低勾配刃３３と工具軸Ｏとが曲線で結ばれた場合にも、本発明と同様の効果を奏する。また、中低勾配刃３３が交点４０を介して複数の直線もしくは緩やかな曲線で構成された場合、例えば円弧刃と中低勾配刃の境界部４２から交点４０までは直線状であり、交点４０から工具軸Ｏまでは曲線状で中低勾配刃３３が形成された場合においても同様である。
【００４３】
図５は円弧刃の曲率半径と、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が同じ場合の従来のエンドミルを示す図である。図５に示す従来のエンドミル４１は、円弧刃の曲率半径Ｒａと、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂが同じ値のものであり、さらに円弧刃の逃げ面３５と、円弧刃３２の回転後方側に設けられた刃溝との間に円弧刃の逃げ面３５とは異なる平面を設けたものである。図５（ａ）は前記平面を比較的狭く設けた例である。図５（ｂ）は前記平面を比較的広く設けた例である。図５に示すように、円弧刃の曲率半径Ｒａと、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂが同じ場合は円弧刃の逃げ面幅が中心側から外周側まで均一となり、刃先の剛性も均一となる。上記で述べたようにエンドミルの中心側は切削速度が遅く、外周側は切削速度が速くなるが、円弧刃の剛性が中心側と外周側で均一であれば、外周側の刃先剛性が不足するため欠損などが生じやすくなり、高能率に加工を行うことが困難となる。
【００４４】
また、図５に示すように、エンドミルにおいて、円弧刃の逃げ面３５と、円弧刃３２の回転後方側に設けられた刃溝との間に円弧刃の逃げ面３５とは異なる平面を設けた場合、チップポケットが狭くなるため、高能率な切削加工を行った場合に切屑詰まりが発生してしまう。本発明は図３及び図４に示す通り、円弧刃の逃げ面３５と刃溝が円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁３４を介して連続した構成すなわち隣り合った二つの刃溝は一つの平面（円弧刃の逃げ面３５）により接続された構成となっているため、チップポケットが広くなり、切削加工を行った場合においても安定して切屑を排出することが出来る。そのため、従来のエンドミルよりも高能率で切削加工を行うことが可能となる。
【００４５】
図４に示す工具軸に対し平行となる方向から見たときの底刃の拡大図において、円弧刃の曲率半径Ｒａは工具半径Ｒより小さいと、エンドミルの最外周となる位置における円弧刃の逃げ面の幅ｘが広くならず、剛性不足で欠損が生じやすくなるため、円弧刃の曲率半径Ｒａは工具半径Ｒより大きいことが望ましい。
【００４６】
さらに、円弧刃の曲率半径Ｒａは、工具半径Ｒの１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることが望ましい。これにより、硬さ６０ＨＲＣ以上の高硬度材の隅部形状を含む金型の高能率荒加工において、従来のエンドミルと比較して、欠損せずに１．５倍以上の切削寿命が実現できる。円弧刃の曲率半径Ｒａが工具半径Ｒの１．１倍以上１．５倍以下の範囲から外れた場合には、切削寿命が若干低下する傾向が確認される。
【００４７】
図６は金型の隅部を加工する際における、エンドミルの先端付近の拡大図である。図７は底刃と外周刃が略円弧状のＲ刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。図８は底刃と外周刃が略円弧状の面取り刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。本発明のエンドミルは等高線加工で主に底刃２を使用して切削を行うが、金型等の隅部を加工する際は、円弧刃３２のすべてを切削に使用することとなる。その際、底刃２と外周刃１のつなぎ部がカドとなっていると欠損が生じる可能性があるため、底刃２と外周刃１は略円弧状のＲ刃８又は、面取り刃９を介して接続されることが望ましい。さらには、Ｒ刃８の曲率半径、又は、面取り刃９を工具軸Ｏに対し垂直な方向で測定したときの幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下であることが望ましい。工具半径の０．０２倍より小さければ、欠け防止の効果は小さく、欠損が生じやすくなる傾向が確認される。工具半径の０．２倍より大きくなれば、被削材との接触距離が長くなり、切削抵抗増大により欠損や折損等が生じやすくなる傾向が確認される。
【００４８】
円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁を前記の通り新規な形状とした本発明は、複雑な金型形状の加工を高能率で加工することができ、さらに、高硬度の材料の加工においても、長寿命かつ安定した加工が行えるエンドミルを提供することができる。
【００４９】
また、このような円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の構造を持ったエンドミルは、工具製造時において底刃の刃先稜線から法線方向となるように当てた研削砥石を、工具軸を回転させながら、工具中心から外周側へ動かして形成することにより製造が可能である。
【００５０】
また本発明においては、エンドミルの底刃の形状、底刃と外周刃の配置及び底刃と外周刃を繋ぐ部分の形状を変化させたとしても、本発明の効果を発揮することが可能である。図９は相対的に外側に設けられた主外周刃と相対的に内側に設けられた副外周刃を設けた本発明のエンドミルの図である。図９に示すように、主外周刃３よりも外周刃の減寸量１４の分だけ内側となる位置に副外周刃４を設けている。これにより、振動の抑制や切削抵抗の低減が可能となる。さらに円弧刃と中低勾配刃からなる底刃及び外周刃の構成を、相対的に外側に設けられた主底刃及び主外周刃、並びに相対的に内側に設けられた副底刃及び副外周刃とすることにより、工具の突出し量が長くなる軸方向に深い位置における切削加工においても、振動の抑制や切削抵抗の低減が可能となる。そのため、特にポケット加工を行う際において、深いポケットの底面側に設けられたポケットの壁面や、ポケットの隅部にて頻発する欠損の発生を抑制することができる。以下、本発明の別の実施例について説明する。
【００５１】
本発明の別の実施例として、本発明の超硬エンドミルを図１０乃至図３０で説明する。図１０は本発明の一実施例である超硬エンドミルの正面図である。図９に示すように、本発明のエンドミル１１は外周刃１、先端側の端面に設けられた底刃２によって構成されている。本発明のエンドミルは等高線加工で用い、主に底刃２を用いて切削を行う。
【００５２】
図１１は図１０に示すエンドミルの工具軸に対し垂直方向から見たときの外周刃の回転軌跡を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。本発明の別の実施例における切れ刃は主に主外周刃３、工具軸Ｏから延びる長さが相対的に長い主底刃５を構成する主底刃の円弧刃１９及び主底刃の中低勾配刃２０、並びに副外周刃４、工具軸Ｏから延びる長さが相対的に短い副底刃６を構成する副底刃の円弧刃２１及び副底刃の中低勾配刃２２から構成されている。また、本発明の別の実施例における主底刃の中低勾配刃２０及び副底刃の中低勾配刃２２は、それぞれの円弧刃の端部から工具軸Ｏに向かって延びた形状となっている。また図１１において、相対的に外周側にある主外周刃３、主底刃の円弧刃１９及び主底刃の中低勾配刃２０の回転軌跡は実線で示し、相対的に内周側にある副外周刃４、副底刃の円弧刃２１及び副底刃の中低勾配刃２２の回転軌跡は点線で示す。
【００５３】
図１１に示すように、本発明の別の実施例における副外周刃４、副底刃６を構成する副底刃の円弧刃２１及び副底刃の中低勾配刃２２はそれぞれ主外周刃３、主底刃５を構成する主底刃の円弧刃１９及び主底刃の中低勾配刃２０に対し、外周刃の減寸量１４、底刃の減寸量１５の間隔だけ内周側に減寸した位置に設けられている。本発明において、外周刃の減寸量１４及び底刃の減寸量１５は工具軸Ｏに対し垂直方向に工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲とするのが望ましい。
【００５４】
すなわち、本発明において、副底刃６及び副外周刃４は、それぞれ主底刃５及び主外周刃３から工具軸Ｏに対し垂直方向に工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲で減寸した位置に形成されているのが望ましい。この場合は、工具の防振効果が最も発揮できる。なお、本発明のエンドミルにおける底刃の減寸量１５は、工具軸Ｏに対し垂直方向に測定したときにおける主底刃５と副底刃６との距離である。そのため、底刃上の測定する位置によって底刃の減寸量１５が異なる場合がある。本発明においては、底刃の減寸量１５のうち最大値になる減寸量の最大値と、底刃の減寸量１５のうち最小値になる減寸量の最小値の両方が、工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲に含まれるように設計するのが望ましい。
【００５５】
図１２はエンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１３はエンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１２において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。また図１３においても同様に、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の副底刃６の切削量を斜線で示す。なお、図１２を始めとしたこれらの切削量を示す図においては、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７の位置や大きさなどを模式図として簡易的に表している。
【００５６】
図１２及び図１３に示すように、本発明の別の実施例のエンドミルによる切削加工において、エンドミルの工具軸Ｏの位置に本発明のエンドミルの工具軸があった場合、本発明のエンドミルが直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１だけ移動すると、本発明のエンドミルの工具軸の位置は一刃送り量だけ移動したときのエンドミルの工具軸Ｏ’の位置となる。図１２及び図１３に示す通り、前記一刃送り量ｆ１だけ移動したときの主底刃５の切削量は、副底刃６の切削量よりも多くなることがわかる。このことから、エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い方向となる部分の加工においては、主底刃５と副底刃６の切削量が違うことにより、共振等の同周期波による振動を抑制できる効果がある。
【００５７】
図１４は金型の隅部を加工する際における、主底刃と副底刃の切削量の違いを示すエンドミルの先端付近の拡大図である。金型の隅部を切削する際には、工作機械及びＣＡＭの機能によって、エンドミルが減速しながら金型の隅部に入るため、一刃送り量が小さくなる。図１４に示す通り、隅部の加工の際における一刃送り量ｆ２は、図１２及び図１３における直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１よりも小さく、なおかつ底刃の減寸量１５よりも小さくなる。図１４において、前記一刃送り量ｆ２が前記一刃送り量ｆ１よりも小さく、なおかつ底刃の減寸量１５よりも小さくなった場合における主底刃５の切削量を斜線で示す。前記一刃送り量ｆ２が底刃の減寸量１５の値以下になると、主底刃５だけが被削材に接触し、副底刃６が被削材に接触しなくなるため、エンドミルの被削材との同時接触刃すなわち金型の隅部にある壁面と接触する底刃の枚数が副底刃６の枚数だけ減少する。
【００５８】
したがって本発明において、副底刃６及び副外周刃４を、それぞれ主底刃５及び主外周刃３から工具軸Ｏに対し垂直方向に工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲で減寸した位置に形成することにより、同時接触刃が減少し、複数の方向から切削抵抗がかからなくなるため、金型の加工において必須となる隅部の加工を行う際に発生しやすい振動を効果的に抑制できる。底刃の減寸量１５が工具直径Ｄの０．００２５倍未満であると、同時接触刃が減少しにくく、防振効果が非常に小さい。底刃の減寸量１５が工具直径Ｄの０．０１倍を超えると、主底刃５の切削量が非常に大きくなるため、主底刃５の早期に損傷しやすく、エンドミルの寿命も短くなる傾向にある恐れがある。
【００５９】
図１５は金型の壁面を切削する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１６は金型の壁面を切削する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１５において、工具移動方向ａが工具軸Ｏの方向であり、軸方向切り込み量ａｐの切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。また、図１６においても同様に、工具移動方向ａが工具軸Ｏの方向であり、軸方向切り込み量ａｐの切削条件で加工を行った場合の副底刃６の切削量を斜線で示す。図１５及び図１６に示す通り、工具移動方向ａが工具軸Ｏの方向であり、軸方向切り込み量ａｐの切削条件で加工を行ったときの主底刃５の切削量は、副底刃６の切削量よりも多くなることがわかる。金型の壁面を切削する際に、エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い方向である部分の加工においては、図１５及び図１６に示すように主底刃５と副底刃６の切削量が違うことにより、共振等の同周期波による振動を抑制できる効果がある。
【００６０】
図１７は図１０に示す本発明の別の実施例のエンドミルを用いて金型の隅部を加工する際における主外周刃と副外周刃の被削材との接触の違いを示す、底刃側から見たエンドミルの拡大図である。金型の隅部を切削する際には、工作機械及びＣＡＭの機能によって、エンドミルが減速しながら隅部に入るため、一刃送り量が小さくなる。金型の隅部の切削時において、一刃送り量が外周刃の減寸量１４以下になると、図１７に示すように、主外周刃３だけが被削材Ｗに接触して、副外周刃４が被削材Ｗに接触しなくなるため、同時接触刃すなわち金型の隅部にある壁面と接触する外周刃の枚数が減少する。図１７に示す場合では、エンドミルの外周刃が全て主外周刃３の位置に配置されていたときには被削材Ｗに同時に接触する同時接触刃が２枚となるが、本発明のエンドミルは副外周刃４が外周刃の減寸量１４だけ内周側に配置されているので、被削材Ｗに同時に接触する同時接触刃は１枚となる。同時接触刃が減少すれば、複数の方向から切削抵抗がかからないので、振動を効果的に抑制できる。外周刃の減寸量１４は工具直径Ｄの０．００２５倍未満であると、同時接触刃が減少しにくく、防振効果が非常に小さい。外周刃の減寸量１４が工具直径Ｄの０．０１倍を超えると、主外周刃３の切削量が非常に大きくなるため、主外周刃３が早期に損傷しやすく、エンドミルの寿命も短くなる恐れがある。
【００６１】
また、図１１に示すように、本発明の主底刃５は主底刃の中低勾配刃２０と、工具半径Ｒの１．５倍以上５倍以下となる主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を有する主底刃の円弧刃１９とで構成される。同様に、本発明の副底刃６は、副底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ２を有する副底刃の円弧刃２１と、副底刃の中低勾配刃２２とで構成される。前記曲率半径Ｒ１が工具半径Ｒに対し１．５倍以上５倍以下となる範囲であると、主底刃５の刃先の強度が確保できる。さらに切削時に発生する切り屑も薄くすることができる。また、本発明のエンドミルは底刃の減寸量１５が工具直径に対し０．００２５倍から０．０１倍となる範囲であるため、副底刃６は曲率半径Ｒ１が小さくならず、主底刃５と同様に刃先強度が確保できる。さらに、前記曲率半径Ｒ２も前記曲率半径Ｒ１と同様に、工具半径Ｒに対し１．５倍以上５倍以下となる範囲であれば、副底刃６の刃先の強度が確保できるので望ましい。
【００６２】
図１８は従来のラジアスエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図１８において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の従来のラジアスエンドミルの底刃２４の切削量を斜線で示す。従来のラジアスエンドミル２３は、底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ３が工具半径Ｒの０．１倍〜０．５倍程度であるため、従来のラジアスエンドミルにおける底刃の円弧刃を構成する円弧の中心２７もしくは主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７と、中低勾配刃と円弧刃との交点から軸方向切り込み量ａｐの高さにある直線と円弧刃の交点とを結んだ直線の方向で、斜線にて示した領域の長さを測定したときの実質的な切りくずの厚み７が厚くなることにより、切削時の衝撃が大きくなり、欠損が発生しやすくなる。さらに、実質的な切りくずの厚み７が厚くなることから切削熱が高くなり、摩耗の進行も早くなる。
【００６３】
図１９は本発明のエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図１９において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。本発明のエンドミルの主底刃５は、主底刃の中低勾配刃と、工具半径Ｒの１．５倍以上５倍以下となる主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を有する主底刃の円弧刃とで構成されているため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が薄くなることにより、切削時の衝撃が軽減され、耐欠損性が向上される。さらに、実質的な切りくずの厚み７が薄くなることから切削熱も抑制でき、耐摩耗性の向上も実現できる。これらの効果により、送り速度を高くできるため、能率の向上も可能である。従って、本発明のエンドミルにより、高硬度材を高能率で切削する際に、長寿命で安定した加工が可能である。
【００６４】
図２０は主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の１．５倍未満となる主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２０において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１が工具半径Ｒの１．５倍未満となる場合は、ボールエンドミルの形状に近づくため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が厚く、切削抵抗も大きくなる。さらに、主底刃５の刃先の強度が不足となるため、欠損が発生しやすくなる。
【００６５】
また、図２１は主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の５倍を超えた主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２１において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１の値が工具半径Ｒの５倍を超える場合には、前記切り込み量ａｐを大きく設定すると、常に主外周刃３及び副外周刃４を用いた切削により加工を行うことになるため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が厚くなる。さらに、切削時の衝撃が大きくなり、欠損が発生しやすくなる。加えて、切削熱が高くなることにより、摩耗の進行も早くなる。
【００６６】
図１１に示すように、本発明において、主底刃の円弧刃１９を構成する円弧の中心１７を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離１８は、工具軸Ｏから工具軸Ｏに対し垂直となる方向で測定したときに工具直径Ｄの０．０５倍以上０．２５倍以下の範囲となることが望ましい。中心距離１８が工具直径Ｄの０．０５倍以上であると、エンドミルは切削速度がゼロとなる中心部およびその付近の切れ刃での切削を避ける事ができる。さらに、中心距離１８が工具直径Ｄの０．２５倍以下であると、軸方向切り込み量をより大きく設定しても、底刃２のみで切削ができるため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が薄くなり、高能率かつ安定した加工ができる。
【００６７】
図２２は円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．０５倍未満としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２２において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離１８が工具直径Ｄの０．０５倍未満であると、図２２に示すように切削速度が低いエンドミル中心部及びその付近の切れ刃で切削を行うため、切削性能が落ち、摩耗が進行しやすい。
【００６８】
図２３は円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．２５倍を超えた値としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２３において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離１８が工具直径Ｄの０．２５倍を超えた場合、図２３に示すように実質的な切りくずの厚み７が厚くなるため、切り込み量を大きく設定できず、高能率な加工が困難である。
【００６９】
図２８は工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明のエンドミルの回転軌跡の拡大図である。図２８に示したエンドミルは、主底刃の円弧刃の長さ２８は工具半径の８０％、副底刃の円弧刃の長さ２９も同様に工具半径の８０％とした例である。図２８に示すように、本発明において、円弧刃と中低勾配刃の長さの割合は工具軸Ｏに対し垂直となる方向で、少なくとも主底刃の円弧刃の長さが工具半径の５０％以上９０％未満となることが望ましい。少なくとも主底刃の円弧刃の長さが工具半径の５０％以上９０％未満であれば、円弧刃１９と中低勾配刃２０のつなぎ目の位置は、工具軸Ｏから垂直方向への距離が円弧刃の中心１７の位置と同範囲になる。よって主底刃の円弧刃の長さが５０％未満であれば、図２３に示す現象と同様の現象が生じ、実質的な切りくずの厚み７が厚くなるため、切り込み量を大きく設定できない可能性がある。また、主底刃の円弧刃の長さが９０％以上であれば、図２２に示す現象と同様の現象が生じ、切削速度が低いエンドミル中心部及びその付近の切れ刃で切削を行うため、切削性能が落ち、摩耗が進行しやすくなる可能性がある。
【００７０】
図２９は工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明の別のエンドミルにおける回転軌跡の拡大図である。図２９に示したエンドミルは、主底刃の円弧刃の長さ２８は工具半径の８０％、副底刃の円弧刃の長さ２９は工具半径の７７％とした例である。本発明においては、主底刃の円弧刃の長さ２８と副底刃の円弧刃の長さ２９は必ずしも同じ長さである必要は無く、副底刃の円弧刃の長さ２９が主底刃の円弧刃の長さ２８よりも２０％程度短い場合でも、本発明の効果を発揮することが可能である。すなわち副底刃の円弧刃の長さ２９は、主底刃の円弧刃の長さ２８の８０％以上１００％以下の長さであれば本発明の効果を発揮することが可能である。なお、望ましい副底刃の円弧刃の長さ２９は、主底刃の円弧刃の長さ２８の９０％以上１００％以下の長さである。
【００７１】
図３０は本発明のエンドミルにおける別の実施例を示した図である。本発明において、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７と、円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部３０を工具軸Ｏに対し垂直方向に測定したときの間隔である円弧の中心とつなぎ部の間隔３１は、工具半径の０％以上２０％以下であることが望ましい。これにより、切り屑の厚み７が非常に薄くなり、切削抵抗が抑えられるため、非常に高寿命で安定した切削加工が可能となる。このとき円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部３０が、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７に対し相対的に内側にあった方が、加工面が向上するためさらに望ましい。また、円弧の中心とつなぎ部の間隔３１が工具半径の０％、すなわち、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７と、円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部３０とが工具軸Ｏに平行な直線上に存在する場合に本発明の効果が最も多く得られるが、円弧の中心とつなぎ部の間隔３１を工具半径の０％以上１０％以下に設定すれば、ほぼ同等の効果が得られる。
【００７２】
本発明において、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１は、副底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ２と同じであることが望ましい。図２４は主底刃の円弧刃の曲率半径と副底刃の円弧刃の曲率半径が同じである本発明のエンドミルを示す図である。図２４に示すように、前記曲率半径Ｒ１が、前記曲率半径Ｒ２と同じである場合、底刃２は全体に渡って底刃の減寸量１５が均一となるため、切削時において底刃２は全体に渡って底刃２に生ずる負担が均一となり、安定した加工ができる。この場合、前記曲率半径Ｒ１と前記曲率半径Ｒ２を比較したときに、工具半径Ｒの０．００１倍以上０．２倍以下の差が生じたときにおいても、本発明においては前記曲率半径Ｒ１と前記曲率半径Ｒ２が同じであるとみなすことができ、前記曲率半径Ｒ１と前記曲率半径Ｒ２が全く同じであるときと同等の効果が得られる。さらに、工具製造上には、同じ曲率半径の主底刃及び副底刃を有するエンドミルの製造は異なる曲率半径の主底刃及び副底刃を有するエンドミルより作製しやすいため、工具精度の確保と製造コスト削減にも繋がる。
【００７３】
図２５は底刃及び外周刃を、略円弧状のＲ刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、Ｒ刃付近を拡大した図である。本発明のエンドミルの外周刃１と底刃２は略円弧状のＲ刃８を介して繋いでもよい。この略円弧状のＲ刃８を設けた本発明のエンドミルによって、垂直に近い角度が設けられた勾配面を有する金型の切削において、本発明のエンドミルは外周刃１と底刃２のつなぎ部分が被削材と接触した場合でも、欠損が発生せずにより長寿命の加工が可能になる。
【００７４】
図２６は底刃及び外周刃を、面取り刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、面取り刃付近を拡大した図である。本発明のエンドミルの外周刃１と底刃２は面取り刃９を介して繋いでもよい。この面取り刃９を設けた本発明のエンドミルによって、略円弧状のＲ刃８を設けた場合と同様に、垂直に近い角度が設けられた勾配面を有する金型の切削において、本発明のエンドミルは外周刃１と底刃２のつなぎ部分が被削材と接触した場合でも、欠損が発生せずにより長寿命の加工が可能になる。
【００７５】
図２７は主外周刃を２枚、副外周刃を４枚とした本発明のエンドミルの左側面図である。図１７には、主外周刃３を３枚、副外周刃４を３枚とし、主外周刃３及び副外周刃４を交互に配置した本発明のエンドミルを示したが、主外周刃３及び副外周刃４がそれぞれ１組以上ある構成であれば、主外周刃３及び副外周刃４の枚数が必ずしも同じでなくとも本発明の効果が得られる。主外周刃３及び副外周刃４の配置に関しても、交互に配置せずに、図２７に示す通り主外周刃３、副外周刃４、副外周刃４、主外周刃３、副外周刃４、副外周刃４のように配置したとしても、本発明によるびびり振動を抑制する効果が得られる。また、外周刃の枚数が本明細書と異なる枚数となるエンドミルの場合でも、主外周刃３及び副外周刃４の枚数及び配置を適宜調整することにより本発明の効果が得られる。
【００７６】
以下、本発明を下記の実施例により詳細に説明するが、それらにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
本発明のエンドミルの優位性の確認のために、ポケット形状の切削加工による切削試験を行った。切削試験には本発明例及び従来例を用いた。それぞれの工具の仕様を以下に示す。
【００７８】
実施例１には本発明例１、従来例２及び３を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。
【００７９】
本発明例１、従来例２及び３で、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を変化させたエンドミルを製作した。
【００８０】
本発明例１として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さくし、底刃と外周刃を接続させたエンドミルを作製した。
従来例２として、円弧刃の曲率半径を１３ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径と同じ数値としたものを作製した。
従来例３として、円弧刃の曲率半径を２０ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より大きくしたものを作製した。
【００８１】
評価の方法として、ポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の条件としては、いずれの試料番号も統一した条件で行った。被削材はＳＫＤ１１の焼き入れ材（６２ＨＲＣ）のブロック材を用意し、被削材の寸法は高さ６０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、幅７０ｍｍとした。エンドミルの回転数は２２００回転／ｍｉｎ（切削速度７０ｍ/ｍｉｎ）、送り速度は３３００ｍｍ/ｍｉｎ（一刃送り量は０．２５ｍｍ/刃）、軸方向切込み量０．２ｍｍ、径方向切込み量５ｍｍとし、エアブローを使用した。加工形状は、振動し易い隅部の形状を含むポケット状の形状になっている。ポケットの寸法は深さ４０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、壁面の勾配角度を１°とした。作製した試料の加工寿命を評価するために、同条件で２ポケットまで切削して、摩耗幅を光学顕微鏡を用いて測定評価し、底刃の欠損の有無を目視にて観察した。
【００８２】
切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表１に示す。
【００８３】
【表１】
【００８４】
結果として、本発明例１は円弧刃の曲率半径Ｒａを回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂよりも小さくしたため、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０４７ｍｍであり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。
これに対し、従来例２及び３は円弧刃の曲率半径Ｒａが回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂ以上の大きさであったため、切削する際の衝撃が大きくなり、欠損が発生した。
【００８５】
（実施例２）
実施例２では、本発明例において円弧刃の曲率半径と円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の関係の確認のために、実施例１と同様にポケット形状の切削加工による切削試験を行った。
【００８６】
実施例２には本発明例４〜１０を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系、エンドミルの母材を超硬合金とし、底刃と外周刃を接続させたものを用意した。
【００８７】
本発明例４として、円弧刃の曲率半径を工具半径の０．５２倍である２．６ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．２倍としたものを作製した。
本発明例５として、円弧刃の曲率半径を工具半径の０．７８倍である３．９ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍としたものを作製した。
本発明例６として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．０４倍である５．２ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．４倍としたものを作製した。
本発明例７として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．５倍とした本発明例１と同じ仕様のものを作製した。
本発明例８として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．５６倍である７．８ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．６倍としたものを作製した。
本発明例９として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．８２倍である９．１ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．７倍としたものを作製した。
本発明例１０として、円弧刃の曲率半径を工具半径の２．０８倍である１０．４ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．８倍としたものを作製した。
【００８８】
評価の方法として、実施例１と同様の評価でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
【００９０】
結果として、本発明例４〜１０は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。円弧刃の曲率半径は円弧刃の曲率半径は円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下である本発明例５〜９は摩耗幅が０．０７ｍｍ以下となり、さらに良好な結果が得られた。円弧刃の曲率半径が６．５ｍｍで円弧刃の曲率半径は円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．５倍で制作された本発明例７が摩耗幅０．０４８ｍｍとなり、最も摩耗幅が小さかった。円弧刃の曲率半径を小さくすると刃先の剛性が無くなり、振動により摩耗が大きくなる傾向がある。また、円弧刃の曲率半径を大きくしても切り屑排出性が悪くなり、結果として摩耗が大きくなる傾向となった。
【００９１】
（実施例３）
実施例３では、本発明例において円弧刃の曲率半径と工具半径の関係の確認のために、実施例１と同様にポケット形状の切削加工による切削試験を行った。
【００９２】
実施例３には本発明例１１〜１７を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系、エンドミルの母材を超硬合金とし、底刃と外周刃を接続させたものを用意した。
【００９３】
本発明例１１として、円弧刃の曲率半径が５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．０倍のものを作製した。
本発明例１２として、円弧刃の曲率半径が５．５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．１倍のものを作製した。
本発明例１３として、円弧刃の曲率半径が６ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．２倍のものを作製した。
本発明例１４として、円弧刃の曲率半径が６．５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．３倍とした本発明例１と同じ仕様のものを作製した。
本発明例１５として、円弧刃の曲率半径が７ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．４倍のものを作製した。
本発明例１６として、円弧刃の曲率半径が７．５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．５倍のものを作製した。
本発明例１７として、円弧刃の曲率半径が８ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．６倍のものを作製した。
【００９４】
評価の方法として、実施例１と同様の評価でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表３に示す。
【００９５】
【表３】
【００９６】
結果として、本発明例１１〜１７は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。さらに、円弧刃の曲率半径が工具半径の１．１倍以上１．５倍以下である本発明例１２〜１６は、摩耗幅が０．０６ｍｍ以下となり、さらに良好な結果が得られた。円弧刃の曲率半径が６．５ｍｍで円弧刃の曲率半径は工具半径の１．３倍の本発明例１４が摩耗幅０．０５１ｍｍと最も小さかった。円弧刃の曲率半径を小さくすると摩耗が大きくなる傾向があり、また、円弧刃の曲率半径を大きくしても切削抵抗が大きくなり、摩耗が大きくなる傾向となった。
【００９７】
（実施例４）
実施例４では、本発明例において円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径と工具半径の関係の確認のために、実施例１と同様にポケット形状の切削加工による切削試験を行った。
【００９８】
実施例４には本発明例１８〜２４を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系、エンドミルの母材を超硬合金とし、底刃と外周刃を接続させたものを用意した。
【００９９】
本発明例１８として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を７．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの１．５倍としたものを作製した。
本発明例１９として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１０ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの２．０倍としたものを作製した。
本発明例２０として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１２．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの２．５倍としたものを作製した。
本発明例２１として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの３．０倍としたものを作製した。
本発明例２２として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１７．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの３．５倍としたものを作製した。
本発明例２３として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を２０ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの４．０倍としたものを作製した。
本発明例２４として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を２２．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの４．５倍としたものを作製した。
【０１００】
評価の方法として、実施例１と同様の評価でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表４に示す。
【０１０１】
【表４】
【０１０２】
結果として、本発明例１８〜２４は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。さらに、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が工具半径の２．０倍以上４．０倍以下である本発明例１９〜２３は摩耗幅が０．０７ｍｍ以下となり、特に良好な結果が得られた。円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が１５ｍｍで、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの３．０倍の本発明例２１が摩耗幅０．０５０ｍｍとなり摩耗幅が最も小さかった。円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を小さくすると摩耗が大きくなる傾向があり、また、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を大きくしても切削抵抗が大きくなり、摩耗が大きくなる傾向となった。
【０１０３】
（実施例５）
実施例５では、本発明例において底刃と外周刃を接続するＲ刃の有効性の検討を行うために、切削試験を行った。
【０１０４】
実施例５には本発明例２５〜３２を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。
【０１０５】
本発明例２５として、底刃と外周刃を接続した本発明例１と同様の形状とし、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設けないものを作製した。
本発明例２６として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．０５ｍｍとして、工具半径の０．０１倍のものを作製した。
本発明例２７として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．１ｍｍとして、工具半径の０．０２倍のものを作製した。
本発明例２８として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．２５ｍｍとして、工具半径の０．０５倍のものを作製した。
本発明例２９として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．５ｍｍとして、工具半径の０．１０倍のものを作製した。
本発明例３０として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．７５ｍｍとして、工具半径の０．１５倍のものを作製した。
本発明例３１として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は１．０ｍｍとして、工具半径の０．２０倍のものを作製した。
本発明例３２として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は１．２５ｍｍとして、工具半径の０．２５倍のものを作製した。
【０１０６】
評価の方法として、実施例１と同様の評価方法でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、底刃及び底刃と外周刃のつなぎ目（Ｒ刃を設けたものはＲ刃と外周刃のつなぎ目）の損傷状態を比較した。ただ、加工するポケットのサイズを深さ４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、壁面の勾配角度を１°とした。底刃と外周刃を接続するＲ刃の評価のため、壁際の切削を多く行い、Ｒ刃が被削材に接触しやすい形状とした。そのため準備した被削材の寸法は高さ６０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、幅４５ｍｍと変更した。今回の試験は実施例１と加工体積は同じであるため、実施例１と同様に、試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表５に示す。
【０１０７】
【表５】
【０１０８】
結果として、本発明例２５〜３２は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、底刃の欠損が無かったため、良好な結果を示した。さらに、Ｒ刃の曲率半径を工具半径Ｒの０．０２倍以上０．２倍以下とした本発明例２７〜３１は、底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０７ｍｍ以下であり、底刃の欠損が無かったことに加え、Ｒ刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、底刃と外周刃のつなぎ目の欠損が無かったため、特に良好な結果を示した。
【０１０９】
（実施例６）
実施例６では、本発明例において底刃と外周刃を接続する面取り刃の有効性の検討を行うために、切削試験を行った。
【０１１０】
実施例６には本発明例３３〜４０を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。
【０１１１】
本発明例３３として、底刃と外周刃を接続した本発明例１と同様の形状とし、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設けないものを作製した。
本発明例３４として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．０５ｍｍとして、工具半径の０．０１倍のものを作製した。
本発明例３５として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．１ｍｍとして、工具半径の０．０２倍のものを作製した。
本発明例３６として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．２５ｍｍとして、工具半径の０．０５倍のものを作製した。
本発明例３７として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．５ｍｍとして、工具半径の０．１０倍のものを作製した。
本発明例３８として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．７５ｍｍとして、工具半径の０．１５倍のものを作製した。
本発明例３９として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は１．０ｍｍとして、工具半径の０．２０倍のものを作製した。
本発明例４０として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は１．２５ｍｍとして、工具半径の０．２５倍のものを作製した。
【０１１２】
評価の方法として、実施例５と同様の評価方法でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、底刃及び底刃と外周刃のつなぎ目（面取り刃を設けたものは面取り刃と外周刃のつなぎ目）の損傷状態を比較した。試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表６に示す。
【０１１３】
【表６】
【０１１４】
結果として、本発明例３３〜４０は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、底刃の欠損が無かったため、良好な結果を示した。さらに、面取り刃の幅を工具半径Ｒの０，０２倍以上０．２倍以下とした本発明例３５〜３９は、底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０７ｍｍ以下であり、底刃の欠損が無かったことに加え、面取り刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、底刃と外周刃のつなぎ目の欠損が無かったため、特に良好な結果を示した。
【０１１５】
（実施例７）
本発明のエンドミルの優位性の確認のために、ポケット形状の切削加工による切削試験を行った。切削試験には本発明例、比較例、及び従来例を用いた。それぞれの工具の仕様を以下に示す。
【０１１６】
実施例７には本発明例４２〜４９、本発明例５２〜５６、本発明例５９〜６３、比較例４１、５０、５１、５７、５８、６４、従来例６５、６６を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。さらに、本発明例４２〜４９、本発明例５２〜５６、本発明例５９〜６３は主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
【０１１７】
本発明例４２〜４９、比較例４１及び比較例５０においては、それぞれ主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を変化させたエンドミルを製作した。
【０１１８】
比較例４１として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の１．０倍の５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４２として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の１．５倍の７．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４３として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の２．０倍の１０ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４４として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の２．５倍の１２．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４５として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４６として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．５倍の１７．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４７として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の４．０倍の２０ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４８として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の４．５倍の２２．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４９として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の５．０倍の２５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
比較例５０として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の５．５倍の２７．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
【０１１９】
本発明例５２〜５６、比較例５１及び比較例５７においては、それぞれ底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値もしくは底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を変化させたエンドミルを製作した。
【０１２０】
比較例５１として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００２倍の０．０２ｍｍのものを作製した。
本発明例５２として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００２５倍の０．０２５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５３として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５４として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５５として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７５倍の０．０７５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５６として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．０１倍の０．１ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
比較例５７として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．０１２５倍の０．１２５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
【０１２１】
本発明例５９〜６３、比較例５８及び比較例６４においては、それぞれ外周刃の減寸量を変化させたエンドミルを製作した。
【０１２２】
比較例５８として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００２倍の０．０２ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５９として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃減寸量を工具直径の０．００２５倍の０．０２５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６０として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６１として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６２として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００７５倍の０．０７５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６３として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．０１倍の０．１ｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
比較例６４として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．０１２５倍の０．１２５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
【０１２３】
従来例６５として、６枚刃のボールエンドミルを作製した。また、従来例６６として、６枚刃のコーナーＲ刃の半径が２ｍｍのラジアスエンドミルを作製した。
【０１２４】
評価の方法として、ポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の条件としては、いずれの試料番号も統一した条件で行った。被削材はＳＫＤ１１の焼き入れ材（６２ＨＲＣ）のブロック材を用意し、被削材の寸法は高さ６０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、幅７０ｍｍとした。エンドミルの回転数は２２００回転／ｍｉｎ（切削速度７０ｍ/ｍｉｎ）、送り速度は３３００ｍｍ/ｍｉｎ（一刃送り量は０．２５ｍｍ/刃）、軸方向切込み量０．２ｍｍ、径方向切込み量５ｍｍとし、エアブローを使用した。加工形状は、振動し易い隅部の形状を含むポケット状の形状になっている。ポケットの寸法は深さ４０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、壁面の勾配角度を１°とした。従来のエンドミルでは、上記の条件での切削の寿命は２ポケットの加工が困難となるので、作製した試料の加工寿命を評価するために、同条件で２ポケットまで切削して、摩耗幅を光学顕微鏡を用いて測定評価し、底刃の欠損の有無を目視にて観察した。
【０１２５】
切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表７に示す。
【０１２６】
【表７】
【０１２７】
結果として、本発明例４２〜４９、本発明例５２〜５６、本発明例５９〜６３は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。
これに対し、比較例４１は主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１が小さく、主底刃の強度が不足したため、欠損が発生した。
比較例５０は主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１が大きく、切削熱が高くなるため、摩耗の進行が早く、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．１１５ｍｍであった。
比較例５１は底刃の減寸量の最小値が０．０２ｍｍと小さく、隅部の加工において、振動を抑制する効果が小さかったため、欠損が発生した。
比較例５７は底刃の減寸量の最大値が０．１２５ｍｍと大きく、切削時に副底刃と比べて、主底刃の切削量が大きかったため、主底刃に欠損が発生した。
比較例５８は外周刃の減寸量が０．０２ｍｍと小さく、隅部の加工において、振動を抑制する効果が小さかったため、欠損が発生した。
比較例６４は外周刃の減寸量が０．１２５ｍｍと大きく、壁面の加工時に副外周刃と比べて、主外周刃の切削量が非常に大きくなったため、主外周刃に欠損が発生した。
従来例６５はボールエンドミルであるため、中心部付近での切削が多くなり、切削速度が上がらず、切削性が悪くなったため、逃げ面の摩耗幅は０．１８３ｍｍと非常に大きくなった。
従来例６６はラジアスエンドミルであるため、コーナーＲ刃の半径が２ｍｍと非常に小さいため、比較例１と同様に、強度が不足し、欠損が発生した。
【０１２８】
（実施例８）
実施例８において、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離の違い及び面取り刃、円弧状のＲ刃の有無による切削寿命の比較を行った。それぞれの工具の仕様を以下に示す。
【０１２９】
実施例８には本発明例６７〜７５を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。さらに、本発明例６７〜７５において、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとした。
【０１３０】
本発明例６７〜７３においては、それぞれ円弧の中心距離を変化させたエンドミルを製作した。
【０１３１】
本発明例６７は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．０３倍の０．３ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例６８は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．０５倍の０．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例６９は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１０倍の１．０ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７０は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７１は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．２０倍の２．０ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７２は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．２５倍の２．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７３は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．３倍の３．０ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
【０１３２】
本発明例７４は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、底刃と外周刃は面取り刃を介して接続された形状とした。
本発明例７５は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、底刃と外周刃は円弧状のＲ刃を介して接続された形状とした。
【０１３３】
評価の方法として、実施例７と同様の切削試験を４ポケットまで行った。切削試験の評価基準として、２ポケット加工後に工具の損傷を実施例１に示す方法と同様の方法で確認し、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好として、さらに継続して４ポケットまで切削加工を行った。４ポケット加工後に同様の方法で工具の損傷を確認した。試験結果を表８に示す。
【０１３４】
【表８】
【０１３５】
結果として、本発明例６７〜７５は２ポケット加工後の底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無かったため、良好であった。さらに、本発明例７４及び本発明例７５は、底刃と外周刃は面取り刃もしくは円弧状のＲ刃を介して接続された形状であるため、４ポケット加工後も欠損がなく、非常に良好な結果であった。
【０１３６】
（実施例９）
実施例９において、主底刃の円弧刃の長さと副底刃の円弧刃の長さの検討を行った。それぞれの工具の仕様及びテスト内容を以下に示す。
【０１３７】
実施例３には本発明例７６〜８５を用いた。共通するエンドミル形状の緒元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。さらに、本発明例７６〜８５において、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとし、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心を工具軸から１．５ｍｍの位置とした。
【０１３８】
本発明例７６〜８５においては、主底刃の円弧刃の長さ及び副底刃の円弧刃の長さを変化させたエンドミルを作製した。
【０１３９】
本発明例７６は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の４０％である２．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に２．００ｍｍとした。
本発明例７７は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の５０％である２．５０ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に２．５０ｍｍとした。
本発明例７８は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の６０％である３．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に３．００ｍｍとした。
本発明例７９は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の７０％である３．５０ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に３．５０ｍｍとした。
本発明例８０は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に４．００ｍｍとした。
本発明例８１は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の９０％である４．５０ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に４．５０ｍｍとした。
本発明例８２は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の９５％である４．７５ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に４．７５ｍｍとした。
【０１４０】
本発明例８３は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さは主底刃の円弧刃の長さの８５％である３．４０ｍｍとした。
本発明例８４は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さは主底刃の円弧刃の長さの９０％である３．６０ｍｍとした。
本発明例８５は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さは主底刃の円弧刃の長さの９５％である３．８０ｍｍとした。
【０１４１】
評価の方法として、実施例７と同様の切削試験を４ポケットまで行った。切削試験の評価基準として、２ポケット加工後に工具の損傷を実施例１に示す方法と同様の方法で確認し、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好として、さらに継続して４ポケットまで切削加工を行った。４ポケット加工後に同様の方法で工具の損傷を確認した。試験結果を表９に示す。
【０１４２】
【表９】
【０１４３】
結果として、本発明例７６〜８５は２ポケット加工後の底刃の逃げ面摩耗幅が０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無かったため、良好な結果であった。特に主底刃の円弧刃の長さが工具半径の５０％以上９０％以下である本発明例７７〜８１、及び副底刃の円弧刃の長さが主底刃の円弧刃の長さの９０％以上１００％以下の本発明例８４〜８５は摩耗幅が０．０６ｍｍ未満となり、さらに良好な結果であった。また、主底刃の円弧刃の長さが工具半径の７０％以上８０％以下である本発明例７９、８０及び主底刃の円弧刃の長さが工具半径の８０％であり、副底刃の円弧刃の長さが主底刃の円弧刃の長さの９５％である本発明例８５は、４ポケット加工後においても、欠損が無く、特に良好な結果を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明のエンドミルは、特徴のある底刃の形状、外周刃と底刃の繋ぐ部分の切れ刃の形状の組合せにより、より高能率かつ長寿命に高硬度材を切削することができた。また副底刃が主底刃に対して減寸した形状により、切削中の振動を効果的に抑制でき、突発的な欠損を回避し、従来形状より少なくとも２倍以上の寿命が可能となる。本発明のエンドミルは、欠損等の欠損を心配する必要がなく、高硬度材の荒切削加工においても、寿命が長く切削できるため、加工時間の大幅短縮と工具費の削減に寄与する。
本発明のエンドミルは主な切削対象材料が合金工具鋼、高速鋼などであり、特に高硬度材料金型直加工の切削に好適である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 外周刃
２ 底刃
３ 主外周刃
４ 副外周刃
５ 主底刃
６ 副底刃
７ 実質的な切りくずの厚み
８ Ｒ刃
９ 面取り刃
１１ 本発明のエンドミル
１４ 外周刃の減寸量
１５ 底刃の減寸量
１７ 主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心
１８ 円弧の中心距離
１９ 主底刃の円弧刃
２０ 主底刃の中低勾配刃
２１ 副底刃の円弧刃
２２ 副底刃の中低勾配刃
２３ 従来のラジアスエンドミル
２４ 従来のラジアスエンドミルの底刃
２５ 従来のラジアスエンドミルの外周刃
２６ 副底刃の円弧刃を構成する円弧の中心
２７ 従来のラジアスエンドミルにおける底刃の円弧刃を構成する円弧の中心
２８ 主底刃の円弧刃の長さ
２９ 副底刃の円弧刃の長さ
３０ 円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部
３１ 円弧の中心とつなぎ部の間隔
３２ 円弧刃
３３ 中低勾配刃
３４ 円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁
３５ 円弧刃の逃げ面
３６ 円弧刃の曲率半径で形成される円弧
３７ 回転後方側の縁の曲率半径で形成される円弧
３８ 円弧刃の曲率半径で形成される円弧の中心
３９ 回転後方側の縁の曲率半径で形成される円弧の中心
４０ 交点
４１ 従来のエンドミル
４２ 円弧刃と中低勾配刃の境界部
４３ 円弧刃の逃げ面と中低勾配刃の逃げ面との境界線
４４ 中低勾配刃の逃げ面
Ｏ 工具軸
Ｏ’ 一刃送り量だけ移動したときのエンドミルの工具軸
Ｄ 工具直径
Ｒ 工具半径
ｆ１ 直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量
ｆ２ 隅部の加工の際における一刃送り量
ａｐ 軸方向切り込み量
ａ 工具移動方向
ｂ 工具回転方向
Ｗ 被削材
Ｒ１ 主底刃の円弧刃の曲率半径
Ｒ２ 副底刃の円弧刃の曲率半径
Ｒ３ 底刃の円弧刃の曲率半径
Ｒａ 円弧刃の曲率半径
Ｒｂ 回転後方側の縁の曲率半径
ｘ 円弧刃の逃げ面の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は高硬度材料切削用エンドミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、金型を作成するための納期を短縮することへの要求が高まっているため、金型を作成するために高能率な加工を行うことが望まれている。金型の高能率荒加工にはボールエンドミルやラジアスエンドミルが幅広く使用されている。しかし、ボールエンドミルは中心部付近での切削が多くなるため、切削速度が上がらず、切削性が悪くなる。そのほか、中心部付近のチップポケットが小さく、切りくずの排出が悪いという欠点もある。従って、最近では金型の高能率荒加工にはラジアスエンドミルの方が多く使われている。ラジアスエンドミルであれば、外周側での切削が多くなるため、チップポケットが広く、切りくずの排出性が良好で切削速度の高い場所での切削となり、ボールエンドミルと比べ、高能率な荒加工が可能である。
【０００３】
しかし、最近では、新成形材料の使用や成形能率の向上への要求に伴い、金型の耐久性に対する要求が高くなっている。従って、通常の金型材料よりはるかに高い硬度を有する高硬度金型材料の採用が広がっている。このような高硬度金型材料の高能率荒加工においては、従来のラジアスエンドミルを用いた場合でも、欠損が生じやすく、摩耗の進行も早いという問題点が存在している。また、特に金型の隅部を加工する際には切削時の振動が発生しやすくなるため、まだ十分な寿命と安定性を実現できていない。
【０００４】
このような高硬度材の切削におけるエンドミルの摩耗の進行の抑制、耐欠損性の向上及び切削加工時の振動の抑制を図ることにより、高能率かつ安定した加工を実現するために、ラジアスエンドミルを含め幾つかの提案がなされている。
【０００５】
特許文献１では、金属除去率を向上させ工具摩耗を抑制し、工具の寿命を長くするように、工具の端面から見ると少なくともそれらの長さの一部に沿って湾曲している、底刃の切削用部分が円弧形状にしている正面フライスが記載されている。
【０００６】
特許文献２では、軸心の回りに回転する工具本体の先端部に略楕円弧状の切刃が形成されており、前記楕円の焦点が軸心に対して略対称位置にあり、前記切刃の少なくとも一部が超高硬度材で構成されていることを特徴とする楕円弧状エンドミルが記載されている。
【０００７】
特許文献３では、エンドミルは切れ刃が外周刃、円弧状底刃及びそれらをつながる円弧状コーナーＲ刃から構成された高送り加工及び高能率加工を目的とした正面フライスエンドミルが記載されている。
【０００８】
特許文献４では、複数のコーナ刃を有する超硬合金製ソリッドエンドミルにおいて、該コーナ刃は、該エンドミルの回転軌跡をなす主コーナ刃１と該回転軌跡より減寸する副コーナ刃２とからなり、該主コーナ刃は円弧状、該副コーナ刃は、該主コーナ刃と同一又は小さな円弧状で、且つ、該回転軌跡を成す刃径より０．５％〜１０％減寸したことを特徴とする高送り切削用エンドミルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００９−５３２２２２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２６４１４号公報
【特許文献３】米国特許７１２５２１０号
【特許文献４】特開２００５−５２９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、金型加工においては、高能率な切削への要求が一段と高まっているが、高硬度金型材料の高能率荒加工の際に、エンドミルの寿命が非常に短くなるという問題が存在している。その原因としては、高硬度材の高能率荒加工において、エンドミルは切削熱が高くなりやすく、摩耗進行が早くなることに加え、刃先への衝撃による欠損も発生しやすくなるため、寿命が短くなることが挙げられる。さらに、金型の加工において必須となる隅部の加工や工具突き出し量の長い加工を行う際には、エンドミルは振動により、刃先の欠損が発生しやすくなる。従って、高硬度材の荒加工においては、エンドミルの寿命が非常に短くなることから、高能率かつ長寿命での切削を実現することが難しいという問題が存在する。
【００１１】
特許文献１に記載されたエンドミルは刃先の形状設計により、エンドミルの耐欠損性が向上されたものの、本発明が目的の一つとしている高硬度材金型の隅部の切削や工具の突き出しの長い加工の場合においては、振動を十分に抑制できないため、エンドミルの欠損が発生しやすい。
【００１２】
特許文献２に記載されたエンドミルは楕円の底刃形状設計により、刃先の強度が強くなり、耐欠損性が向上できるものの、被削材と接触する切れ刃が長いため、切削抵抗が大きくなり、欠損する危険性がある。従って、高硬度材の切削においては、寿命が短くなってしまうという問題があった。
【００１３】
特許文献３に記載されたエンドミルは円弧状の底刃により、高能率の荒加工においては刃先の耐摩耗性を確保できるものの、特許文献１と同じように、金型の隅部の加工や突き出しの長い加工においては、振動を十分に抑制できず、欠損が発生するという問題点が存在している。
【００１４】
特許文献４に記載されたエンドミルは、副コーナ刃が減寸されているため、金型の隅部の加工で同時接触刃が減少し、振動が抑制される効果がある。しかし、ラジアスエンドミルは底刃と外周刃が単一の円弧状のコーナＲ刃で接するため、切りくずが厚くなり、特に高硬度材の切削では切削熱が高くなるため、摩耗の進行が早くなり、寿命が短くなるという問題があった。
【００１５】
上記の課題を踏まえ本発明が解決しようとする課題は、高硬度金型材の荒切削において、エンドミルの切れ刃の耐欠損性と耐摩耗性が優れ、しかも、金型の隅部形状部分の加工や工具の突き出し量の長くなる加工の場合に、振動を抑制でき、高能率の加工においても、従来のエンドミルが不可能であった長寿命で安定した加工を実現できるエンドミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記の目的を達成するために、エンドミルの底刃形状を変化させ、切削試験を繰り返して評価し、最適な切れ刃形状について検討を行った。その結果、高硬度材の切削における上記の課題を解決するためには、底刃の形状を従来のエンドミルとは異なる新規なものとすることが重要であることが分かった。
【００１７】
すなわち本発明は、工具軸に対し垂直な方向から見たときに、曲線状である円弧刃と、円弧刃に連続する直線状もしくは曲線状である中低勾配刃とから構成された底刃と、外周刃を有するエンドミルであって、工具軸に対し平行となる方向から見たときに、円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁は、曲率半径を有する曲線状であり、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さいことを特徴とするエンドミルである。
【００１８】
本発明の超硬合金製エンドミルは工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は工具半径より大きいことが望ましい。
【００１９】
本発明の超硬合金製エンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２０】
本発明の超硬合金製エンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、工具半径の１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２１】
本発明の超硬合金製エンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は、工具半径の２倍以上４倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２２】
本発明の超硬合金製エンドミルは、底刃と外周刃は略円弧状のＲ刃を介して接続されていることが望ましい。
【００２３】
本発明の超硬合金製エンドミルは、Ｒ刃の曲率半径は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが望ましい。
【００２４】
本発明の超硬合金製エンドミルは、底刃と外周刃は面取り刃を介して接続されていることが望ましい。
【００２５】
本発明の超硬合金製エンドミルは、面取り刃の幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のエンドミルは、工具軸に対し平行となる方向から見たときに、円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁は、曲率半径を有する曲線状であり、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さいため、切り屑の排出性が良好となる。さらに、円弧刃の逃げ面幅は工具軸中心に近づくと幅が狭くなり、外周側の逃げ面の幅は徐々に広くなる。そのため、外周側の刃先の剛性が向上し、切削速度を高く設定できるため、高い送り速度での加工ができ、切削能率の向上が可能となる。
【００２７】
本発明において、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は工具半径より大きいことが望ましい。これにより、外周側の逃げ面の幅は徐々に広くなり、さらに工具の最外周すなわち切削負荷が最も大きくなる円弧刃と外周刃のつなぎ部において、外周側の逃げ面の幅を最も広くすることが可能となる。そのため、円弧刃と外周刃のつなぎ部における剛性がより向上し、高能率な切削加工を行った際にも、欠損せずに安定した切削加工を行うことが可能となる。
【００２８】
本発明において、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることが望ましい。これによりさらに切り屑の排出性が良好となり、硬さ６０ＨＲＣ以上の高硬度材の隅部形状を含む金型の荒加工においても、従来のエンドミルと比較して１．５倍以上の高能率加工が実現できる。
【００２９】
さらに、円弧刃の曲率半径は、工具半径の１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることが望ましい。これにより、硬さ６０ＨＲＣ以上の高硬度材の隅部形状を含む金型の高能率荒加工において、従来のエンドミルと比較して、欠損せずに１．５倍以上の寿命が実現できる。
【００３０】
本発明において、工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は、工具半径の２倍以上４倍以下の範囲であることが望ましい。これにより、外周側の逃げ面の幅が厚くなり剛性が向上するので、より高能率な加工条件で加工した場合においても、外周側の刃先が欠損せずに、安定した加工が可能となる。
【００３１】
本発明において、底刃と外周刃は略円弧状のＲ刃を介して接続されていることが望ましく、さらにＲ刃の曲率半径は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが良い。または、底刃と外周刃は面取り刃を介して接続されていることが望ましく、さらに、面取り刃の幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることが望ましい。底刃の外周刃側は最も切削速度が速く、欠損などが生じやすいが、底刃と外周刃をＲ刃や面取り刃を介して接続させることにより、欠損の発生を抑制し、安定した加工が可能となる。
【００３２】
従って、本発明は複雑な金型形状の加工を高能率で加工することができ、さらに、高硬度の材料の加工においても、長寿命かつ安定した加工が行えるエンドミルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例であるエンドミルの正面図である。
【図２】図１に示すエンドミルの工具軸に対し垂直な方向から見たときの先端付近の拡大図である。
【図３】図１に示すエンドミルの工具軸に対し平行となる方向から見たときの底刃の拡大図である。
【図４】図３に示すエンドミルにおける底刃の拡大図である。
【図５】円弧刃の曲率半径と、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が同じ場合の従来のエンドミルを示す図である。
【図６】金型の隅部を加工する際における、エンドミルの先端付近の拡大図である。
【図７】底刃と外周刃が略円弧状のＲ刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。
【図８】底刃と外周刃が略円弧状の面取り刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。
【図９】相対的に外側に設けられた主外周刃と相対的に内側に設けられた副外周刃を設けた本発明のエンドミルの図である。
【図１０】本発明の一実施例であるエンドミルの正面図である。
【図１１】図１０に示すエンドミルの工具軸に対し垂直方向から見たときの外周刃の回転軌跡を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１２】エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１３】エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１４】金型の隅部を加工する際における、主底刃と副底刃の切削量の違いを示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１５】金型の壁面を切削する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１６】金型の壁面を切削する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。
【図１７】図１０に示す本発明のエンドミルを用いて金型の隅部を加工する際における主外周刃と副外周刃の被削材との接触の違いを示す、底刃側から見たエンドミルの拡大図である。
【図１８】従来のラジアスエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図１９】本発明のエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２０】主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の１．５倍未満となる主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２１】主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の５倍を超えた主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２２】円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．０５倍未満としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２３】円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．２５倍を超えた値としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。
【図２４】主底刃の円弧刃の曲率半径と副底刃の円弧刃の曲率半径が同じである本発明のエンドミルを示す図である。
【図２５】底刃及び外周刃を、略円弧状のＲ刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、Ｒ刃付近を拡大した図である。
【図２６】底刃及び外周刃を、面取り刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、面取り刃付近を拡大した図である。
【図２７】主外周刃を２枚、副外周刃を４枚とした本発明のエンドミルの左側面図である。
【図２８】工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明のエンドミルの回転軌跡の拡大図である。
【図２９】工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明の別のエンドミルにおける回転軌跡の拡大図である。
【図３０】本発明のエンドミルにおける別の実施例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の代表的な形態として、本発明のエンドミルを図１乃至図９で説明する。図１は本発明の一実施例であるエンドミルの正面図である。図１に示すように、本発明のエンドミル１１は外周刃１、先端側の端面に設けられた底刃２によって構成されている。本発明のエンドミル１１は通常、等高線加工で用い、主に底刃２を用いて切削を行う。
【００３５】
図２は図１に示すエンドミルの工具軸に対し垂直な方向から見たときの先端付近の拡大図である。本発明における切れ刃は主に曲線状である円弧刃３２と、円弧刃３２に連続する中低勾配刃３３とから構成された底刃２と外周刃１で構成されている。本発明のエンドミルは金型等の等高線加工で用いるため、底刃２を用いて切削することとなる。ここで、底刃２は円弧刃３２と中低勾配刃３３で構成されているが、切削で主に用いるのは円弧刃３２となる。
【００３６】
図３は図１に示すエンドミルの工具軸に対し平行となる方向から見たときの底刃の拡大図である。本発明のエンドミル１１の底刃は円弧刃３２及び中低勾配刃３３で構成されている。円弧刃３２は刃溝と円弧刃の逃げ面３５とで形成されており、前記円弧刃３２の回転後方側にある刃溝と円弧刃の逃げ面３５とは、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁３４を介して接続された構造となっている。また、円弧刃３２及び中低勾配刃３３は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２を介して接続されており、同様に円弧刃の逃げ面３５及び中低勾配刃の逃げ面は円弧刃の逃げ面と中低勾配刃の逃げ面との境界線４３を介して接続されている。
【００３７】
図４は図３に示すエンドミルにおける底刃の拡大図である。上述したとおり本発明のエンドミルは、円弧刃３２及び中低勾配刃３３は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２を介して接続されており、円弧刃の逃げ面３５及び中低勾配刃の逃げ面４４が円弧刃の逃げ面と中低勾配刃の逃げ面との境界線４３を介して接続されている。すなわち、円弧刃３２は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２から外周刃との接続部までにかけて設けられており、中低勾配刃３３は円弧刃と中低勾配刃の境界部４２から工具軸Ｏまでにかけて設けられている。
【００３８】
また、円弧刃３２の曲率半径である円弧刃の曲率半径Ｒａ（円弧の中心３８）は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁３４の曲率半径である回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂ（円弧の中心３９）より小さいため、円弧刃の刃先稜線は外周側を向くように設けられ、切り屑は外周側に排出される。よって、エンドミルのチップポケットに滞留することはなく、安定した加工が可能となる。
【００３９】
図４に示すように、円弧刃の曲率半径Ｒａは、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂより小さいため、円弧刃の逃げ面の幅ｘは外周側ほど広くなる。ここで円弧刃の逃げ面の幅ｘは円弧刃の逃げ面３５の幅を回転方向で測定したときの長さである。円弧刃の逃げ面の幅ｘが広くなると、刃先の剛性が向上し欠損しにくくなる。エンドミルでの切削中は常に同一の回転数で切削を行うのが一般的であり、回転数が同じであれば、エンドミル中心側は切削速度が遅く、外周側は切削速度が速くなる。本発明の構成により、切削速度が速くなり、欠損が生じやすい外周側では円弧刃の逃げ面の幅ｘが広い設計となり、切削速度が遅く、欠損が生じにくい中心側では、刃先剛性が必要でないため円弧刃の逃げ面の幅ｘを狭く設計し、チップポケットを大きくすることで、最適な条件設定が可能となり、安定した高能率な切削条件で加工することができる。ここで、円弧刃の曲率半径で形成される円弧３６および、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径で形成される円弧３７は底刃中心側の終端付近に設けられた交点４０で交わることが望ましい。
【００４０】
ここで、交点４０は、底刃と円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁との交わる点であり、それぞれの稜線でなす角は非常に鋭角となるため、刃先剛性が劣る。よって、通常、使用する等高線加工において、交点４０が常に被削材と接触し切削すれば、剛性不足によりチッピングが生じる可能性がある。よって、交点４０は通常、使用する等高線加工では被削材と接触しない中低勾配刃３３に設けるのが望ましい。また、工具軸に対し平行となる方向から見たときには、交点４０は工具軸Ｏから工具直径Ｄの０．０５倍以上０．２５倍以下の距離となる位置に設けられることが望ましく、工具軸Ｏから工具直径Ｄの０．１０倍以上０．２５倍以下の距離となる位置に設けられることがより望ましい。
【００４１】
ここで、円弧刃の曲率半径Ｒａは、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂの０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることが望ましい。円弧刃の曲率半径Ｒａが、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂの０．３倍より小さければ、最外周の位置における円弧刃の逃げ面の幅が広くならず、剛性不足で欠損が生じやすくなる傾向が確認される。円弧刃の曲率半径Ｒａが、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂの０．７倍より大きければ、円弧刃から排出される切り屑が外周方向へ排出されにくくなり、切り屑詰まりによる欠損が生じやすくなる傾向が確認される。
【００４２】
なお、本明細書においては、図２のように本発明のエンドミルをエンドミルの工具軸に対し垂直な方向から見たときに、中低勾配刃３３と工具軸Ｏとが一つの直線で結ばれるような例を示しているが、中低勾配刃３３と工具軸Ｏとが曲線で結ばれた場合にも、本発明と同様の効果を奏する。また、中低勾配刃３３が交点４０を介して複数の直線もしくは緩やかな曲線で構成された場合、例えば円弧刃と中低勾配刃の境界部４２から交点４０までは直線状であり、交点４０から工具軸Ｏまでは曲線状で中低勾配刃３３が形成された場合においても同様である。
【００４３】
図５は円弧刃の曲率半径と、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が同じ場合の従来のエンドミルを示す図である。図５に示す従来のエンドミル４１は、円弧刃の曲率半径Ｒａと、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂが同じ値のものであり、さらに円弧刃の逃げ面３５と、円弧刃３２の回転後方側に設けられた刃溝との間に円弧刃の逃げ面３５とは異なる平面を設けたものである。図５（ａ）は前記平面を比較的狭く設けた例である。図５（ｂ）は前記平面を比較的広く設けた例である。図５に示すように、円弧刃の曲率半径Ｒａと、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂが同じ場合は円弧刃の逃げ面幅が中心側から外周側まで均一となり、刃先の剛性も均一となる。上記で述べたようにエンドミルの中心側は切削速度が遅く、外周側は切削速度が速くなるが、円弧刃の剛性が中心側と外周側で均一であれば、外周側の刃先剛性が不足するため欠損などが生じやすくなり、高能率に加工を行うことが困難となる。
【００４４】
また、図５に示すように、エンドミルにおいて、円弧刃の逃げ面３５と、円弧刃３２の回転後方側に設けられた刃溝との間に円弧刃の逃げ面３５とは異なる平面を設けた場合、チップポケットが狭くなるため、高能率な切削加工を行った場合に切屑詰まりが発生してしまう。本発明は図３及び図４に示す通り、円弧刃の逃げ面３５と刃溝が円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁３４を介して連続した構成すなわち隣り合った二つの刃溝は一つの平面（円弧刃の逃げ面３５）により接続された構成となっているため、チップポケットが広くなり、切削加工を行った場合においても安定して切屑を排出することが出来る。そのため、従来のエンドミルよりも高能率で切削加工を行うことが可能となる。
【００４５】
図４に示す工具軸に対し平行となる方向から見たときの底刃の拡大図において、円弧刃の曲率半径Ｒａは工具半径Ｒより小さいと、エンドミルの最外周となる位置における円弧刃の逃げ面の幅ｘが広くならず、剛性不足で欠損が生じやすくなるため、円弧刃の曲率半径Ｒａは工具半径Ｒより大きいことが望ましい。
【００４６】
さらに、円弧刃の曲率半径Ｒａは、工具半径Ｒの１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることが望ましい。これにより、硬さ６０ＨＲＣ以上の高硬度材の隅部形状を含む金型の高能率荒加工において、従来のエンドミルと比較して、欠損せずに１．５倍以上の切削寿命が実現できる。円弧刃の曲率半径Ｒａが工具半径Ｒの１．１倍以上１．５倍以下の範囲から外れた場合には、切削寿命が若干低下する傾向が確認される。
【００４７】
図６は金型の隅部を加工する際における、エンドミルの先端付近の拡大図である。図７は底刃と外周刃が略円弧状のＲ刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。図８は底刃と外周刃が略円弧状の面取り刃を介して接続されたエンドミルを示す図である。本発明のエンドミルは等高線加工で主に底刃２を使用して切削を行うが、金型等の隅部を加工する際は、円弧刃３２のすべてを切削に使用することとなる。その際、底刃２と外周刃１のつなぎ部がカドとなっていると欠損が生じる可能性があるため、底刃２と外周刃１は略円弧状のＲ刃８又は、面取り刃９を介して接続されることが望ましい。さらには、Ｒ刃８の曲率半径、又は、面取り刃９を工具軸Ｏに対し垂直な方向で測定したときの幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下であることが望ましい。工具半径の０．０２倍より小さければ、欠け防止の効果は小さく、欠損が生じやすくなる傾向が確認される。工具半径の０．２倍より大きくなれば、被削材との接触距離が長くなり、切削抵抗増大により欠損や折損等が生じやすくなる傾向が確認される。
【００４８】
円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁を前記の通り新規な形状とした本発明は、複雑な金型形状の加工を高能率で加工することができ、さらに、高硬度の材料の加工においても、長寿命かつ安定した加工が行えるエンドミルを提供することができる。
【００４９】
また、このような円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の構造を持ったエンドミルは、工具製造時において底刃の刃先稜線から法線方向となるように当てた研削砥石を、工具軸を回転させながら、工具中心から外周側へ動かして形成することにより製造が可能である。
【００５０】
また本発明においては、エンドミルの底刃の形状、底刃と外周刃の配置及び底刃と外周刃を繋ぐ部分の形状を変化させたとしても、本発明の効果を発揮することが可能である。図９は相対的に外側に設けられた主外周刃と相対的に内側に設けられた副外周刃を設けた本発明のエンドミルの図である。図９に示すように、主外周刃３よりも外周刃の減寸量１４の分だけ内側となる位置に副外周刃４を設けている。これにより、振動の抑制や切削抵抗の低減が可能となる。さらに円弧刃と中低勾配刃からなる底刃及び外周刃の構成を、相対的に外側に設けられた主底刃及び主外周刃、並びに相対的に内側に設けられた副底刃及び副外周刃とすることにより、工具の突出し量が長くなる軸方向に深い位置における切削加工においても、振動の抑制や切削抵抗の低減が可能となる。そのため、特にポケット加工を行う際において、深いポケットの底面側に設けられたポケットの壁面や、ポケットの隅部にて頻発する欠損の発生を抑制することができる。以下、本発明の別の実施例について説明する。
【００５１】
本発明の別の実施例として、本発明の超硬エンドミルを図１０乃至図３０で説明する。図１０は本発明の一実施例である超硬エンドミルの正面図である。図９に示すように、本発明のエンドミル１１は外周刃１、先端側の端面に設けられた底刃２によって構成されている。本発明のエンドミルは等高線加工で用い、主に底刃２を用いて切削を行う。
【００５２】
図１１は図１０に示すエンドミルの工具軸に対し垂直方向から見たときの外周刃の回転軌跡を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。本発明の別の実施例における切れ刃は主に主外周刃３、工具軸Ｏから延びる長さが相対的に長い主底刃５を構成する主底刃の円弧刃１９及び主底刃の中低勾配刃２０、並びに副外周刃４、工具軸Ｏから延びる長さが相対的に短い副底刃６を構成する副底刃の円弧刃２１及び副底刃の中低勾配刃２２から構成されている。また、本発明の別の実施例における主底刃の中低勾配刃２０及び副底刃の中低勾配刃２２は、それぞれの円弧刃の端部から工具軸Ｏに向かって延びた形状となっている。また図１１において、相対的に外周側にある主外周刃３、主底刃の円弧刃１９及び主底刃の中低勾配刃２０の回転軌跡は実線で示し、相対的に内周側にある副外周刃４、副底刃の円弧刃２１及び副底刃の中低勾配刃２２の回転軌跡は点線で示す。
【００５３】
図１１に示すように、本発明の別の実施例における副外周刃４、副底刃６を構成する副底刃の円弧刃２１及び副底刃の中低勾配刃２２はそれぞれ主外周刃３、主底刃５を構成する主底刃の円弧刃１９及び主底刃の中低勾配刃２０に対し、外周刃の減寸量１４、底刃の減寸量１５の間隔だけ内周側に減寸した位置に設けられている。本発明において、外周刃の減寸量１４及び底刃の減寸量１５は工具軸Ｏに対し垂直方向に工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲とするのが望ましい。
【００５４】
すなわち、本発明において、副底刃６及び副外周刃４は、それぞれ主底刃５及び主外周刃３から工具軸Ｏに対し垂直方向に工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲で減寸した位置に形成されているのが望ましい。この場合は、工具の防振効果が最も発揮できる。なお、本発明のエンドミルにおける底刃の減寸量１５は、工具軸Ｏに対し垂直方向に測定したときにおける主底刃５と副底刃６との距離である。そのため、底刃上の測定する位置によって底刃の減寸量１５が異なる場合がある。本発明においては、底刃の減寸量１５のうち最大値になる減寸量の最大値と、底刃の減寸量１５のうち最小値になる減寸量の最小値の両方が、工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲に含まれるように設計するのが望ましい。
【００５５】
図１２はエンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１３はエンドミルの送り方向が直線及び直線に近い部分を加工する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１２において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。また図１３においても同様に、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の副底刃６の切削量を斜線で示す。なお、図１２を始めとしたこれらの切削量を示す図においては、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７の位置や大きさなどを模式図として簡易的に表している。
【００５６】
図１２及び図１３に示すように、本発明の別の実施例のエンドミルによる切削加工において、エンドミルの工具軸Ｏの位置に本発明のエンドミルの工具軸があった場合、本発明のエンドミルが直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１だけ移動すると、本発明のエンドミルの工具軸の位置は一刃送り量だけ移動したときのエンドミルの工具軸Ｏ’の位置となる。図１２及び図１３に示す通り、前記一刃送り量ｆ１だけ移動したときの主底刃５の切削量は、副底刃６の切削量よりも多くなることがわかる。このことから、エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い方向となる部分の加工においては、主底刃５と副底刃６の切削量が違うことにより、共振等の同周期波による振動を抑制できる効果がある。
【００５７】
図１４は金型の隅部を加工する際における、主底刃と副底刃の切削量の違いを示すエンドミルの先端付近の拡大図である。金型の隅部を切削する際には、工作機械及びＣＡＭの機能によって、エンドミルが減速しながら金型の隅部に入るため、一刃送り量が小さくなる。図１４に示す通り、隅部の加工の際における一刃送り量ｆ２は、図１２及び図１３における直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１よりも小さく、なおかつ底刃の減寸量１５よりも小さくなる。図１４において、前記一刃送り量ｆ２が前記一刃送り量ｆ１よりも小さく、なおかつ底刃の減寸量１５よりも小さくなった場合における主底刃５の切削量を斜線で示す。前記一刃送り量ｆ２が底刃の減寸量１５の値以下になると、主底刃５だけが被削材に接触し、副底刃６が被削材に接触しなくなるため、エンドミルの被削材との同時接触刃すなわち金型の隅部にある壁面と接触する底刃の枚数が副底刃６の枚数だけ減少する。
【００５８】
したがって本発明において、副底刃６及び副外周刃４を、それぞれ主底刃５及び主外周刃３から工具軸Ｏに対し垂直方向に工具直径Ｄの０．００２５倍以上０．０１倍以下の範囲で減寸した位置に形成することにより、同時接触刃が減少し、複数の方向から切削抵抗がかからなくなるため、金型の加工において必須となる隅部の加工を行う際に発生しやすい振動を効果的に抑制できる。底刃の減寸量１５が工具直径Ｄの０．００２５倍未満であると、同時接触刃が減少しにくく、防振効果が非常に小さい。底刃の減寸量１５が工具直径Ｄの０．０１倍を超えると、主底刃５の切削量が非常に大きくなるため、主底刃５の早期に損傷しやすく、エンドミルの寿命も短くなる傾向にある恐れがある。
【００５９】
図１５は金型の壁面を切削する際における、主底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１６は金型の壁面を切削する際における、副底刃の切削量を示すエンドミルの先端付近の拡大図である。図１５において、工具移動方向ａが工具軸Ｏの方向であり、軸方向切り込み量ａｐの切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。また、図１６においても同様に、工具移動方向ａが工具軸Ｏの方向であり、軸方向切り込み量ａｐの切削条件で加工を行った場合の副底刃６の切削量を斜線で示す。図１５及び図１６に示す通り、工具移動方向ａが工具軸Ｏの方向であり、軸方向切り込み量ａｐの切削条件で加工を行ったときの主底刃５の切削量は、副底刃６の切削量よりも多くなることがわかる。金型の壁面を切削する際に、エンドミルの送り方向が直線及び直線に近い方向である部分の加工においては、図１５及び図１６に示すように主底刃５と副底刃６の切削量が違うことにより、共振等の同周期波による振動を抑制できる効果がある。
【００６０】
図１７は図１０に示す本発明の別の実施例のエンドミルを用いて金型の隅部を加工する際における主外周刃と副外周刃の被削材との接触の違いを示す、底刃側から見たエンドミルの拡大図である。金型の隅部を切削する際には、工作機械及びＣＡＭの機能によって、エンドミルが減速しながら隅部に入るため、一刃送り量が小さくなる。金型の隅部の切削時において、一刃送り量が外周刃の減寸量１４以下になると、図１７に示すように、主外周刃３だけが被削材Ｗに接触して、副外周刃４が被削材Ｗに接触しなくなるため、同時接触刃すなわち金型の隅部にある壁面と接触する外周刃の枚数が減少する。図１７に示す場合では、エンドミルの外周刃が全て主外周刃３の位置に配置されていたときには被削材Ｗに同時に接触する同時接触刃が２枚となるが、本発明のエンドミルは副外周刃４が外周刃の減寸量１４だけ内周側に配置されているので、被削材Ｗに同時に接触する同時接触刃は１枚となる。同時接触刃が減少すれば、複数の方向から切削抵抗がかからないので、振動を効果的に抑制できる。外周刃の減寸量１４は工具直径Ｄの０．００２５倍未満であると、同時接触刃が減少しにくく、防振効果が非常に小さい。外周刃の減寸量１４が工具直径Ｄの０．０１倍を超えると、主外周刃３の切削量が非常に大きくなるため、主外周刃３が早期に損傷しやすく、エンドミルの寿命も短くなる恐れがある。
【００６１】
また、図１１に示すように、本発明の主底刃５は主底刃の中低勾配刃２０と、工具半径Ｒの１．５倍以上５倍以下となる主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を有する主底刃の円弧刃１９とで構成される。同様に、本発明の副底刃６は、副底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ２を有する副底刃の円弧刃２１と、副底刃の中低勾配刃２２とで構成される。前記曲率半径Ｒ１が工具半径Ｒに対し１．５倍以上５倍以下となる範囲であると、主底刃５の刃先の強度が確保できる。さらに切削時に発生する切り屑も薄くすることができる。また、本発明のエンドミルは底刃の減寸量１５が工具直径に対し０．００２５倍から０．０１倍となる範囲であるため、副底刃６は曲率半径Ｒ１が小さくならず、主底刃５と同様に刃先強度が確保できる。さらに、前記曲率半径Ｒ２も前記曲率半径Ｒ１と同様に、工具半径Ｒに対し１．５倍以上５倍以下となる範囲であれば、副底刃６の刃先の強度が確保できるので望ましい。
【００６２】
図１８は従来のラジアスエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図１８において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の従来のラジアスエンドミルの底刃２４の切削量を斜線で示す。従来のラジアスエンドミル２３は、底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ３が工具半径Ｒの０．１倍〜０．５倍程度であるため、従来のラジアスエンドミルにおける底刃の円弧刃を構成する円弧の中心２７もしくは主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７と、中低勾配刃と円弧刃との交点から軸方向切り込み量ａｐの高さにある直線と円弧刃の交点とを結んだ直線の方向で、斜線にて示した領域の長さを測定したときの実質的な切りくずの厚み７が厚くなることにより、切削時の衝撃が大きくなり、欠損が発生しやすくなる。さらに、実質的な切りくずの厚み７が厚くなることから切削熱が高くなり、摩耗の進行も早くなる。
【００６３】
図１９は本発明のエンドミルによる切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図１９において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。本発明のエンドミルの主底刃５は、主底刃の中低勾配刃と、工具半径Ｒの１．５倍以上５倍以下となる主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を有する主底刃の円弧刃とで構成されているため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が薄くなることにより、切削時の衝撃が軽減され、耐欠損性が向上される。さらに、実質的な切りくずの厚み７が薄くなることから切削熱も抑制でき、耐摩耗性の向上も実現できる。これらの効果により、送り速度を高くできるため、能率の向上も可能である。従って、本発明のエンドミルにより、高硬度材を高能率で切削する際に、長寿命で安定した加工が可能である。
【００６４】
図２０は主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の１．５倍未満となる主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２０において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１が工具半径Ｒの１．５倍未満となる場合は、ボールエンドミルの形状に近づくため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が厚く、切削抵抗も大きくなる。さらに、主底刃５の刃先の強度が不足となるため、欠損が発生しやすくなる。
【００６５】
また、図２１は主底刃の円弧刃の曲率半径が工具半径の５倍を超えた主底刃を有するエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２１において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１の値が工具半径Ｒの５倍を超える場合には、前記切り込み量ａｐを大きく設定すると、常に主外周刃３及び副外周刃４を用いた切削により加工を行うことになるため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が厚くなる。さらに、切削時の衝撃が大きくなり、欠損が発生しやすくなる。加えて、切削熱が高くなることにより、摩耗の進行も早くなる。
【００６６】
図１１に示すように、本発明において、主底刃の円弧刃１９を構成する円弧の中心１７を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離１８は、工具軸Ｏから工具軸Ｏに対し垂直となる方向で測定したときに工具直径Ｄの０．０５倍以上０．２５倍以下の範囲となることが望ましい。中心距離１８が工具直径Ｄの０．０５倍以上であると、エンドミルは切削速度がゼロとなる中心部およびその付近の切れ刃での切削を避ける事ができる。さらに、中心距離１８が工具直径Ｄの０．２５倍以下であると、軸方向切り込み量をより大きく設定しても、底刃２のみで切削ができるため、切削時に形成される実質的な切りくずの厚み７が薄くなり、高能率かつ安定した加工ができる。
【００６７】
図２２は円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．０５倍未満としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２２において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離１８が工具直径Ｄの０．０５倍未満であると、図２２に示すように切削速度が低いエンドミル中心部及びその付近の切れ刃で切削を行うため、切削性能が落ち、摩耗が進行しやすい。
【００６８】
図２３は円弧の中心距離を工具直径Ｄの０．２５倍を超えた値としたエンドミルを用いて切削を行った際に発生する切り屑を示す略図である。図２３において、軸方向切り込み量ａｐ、直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量ｆ１の切削条件で加工を行った場合の主底刃５の切削量を斜線で示す。主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離１８が工具直径Ｄの０．２５倍を超えた場合、図２３に示すように実質的な切りくずの厚み７が厚くなるため、切り込み量を大きく設定できず、高能率な加工が困難である。
【００６９】
図２８は工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明のエンドミルの回転軌跡の拡大図である。図２８に示したエンドミルは、主底刃の円弧刃の長さ２８は工具半径の８０％、副底刃の円弧刃の長さ２９も同様に工具半径の８０％とした例である。図２８に示すように、本発明において、円弧刃と中低勾配刃の長さの割合は工具軸Ｏに対し垂直となる方向で、少なくとも主底刃の円弧刃の長さが工具半径の５０％以上９０％未満となることが望ましい。少なくとも主底刃の円弧刃の長さが工具半径の５０％以上９０％未満であれば、円弧刃１９と中低勾配刃２０のつなぎ目の位置は、工具軸Ｏから垂直方向への距離が円弧刃の中心１７の位置と同範囲になる。よって主底刃の円弧刃の長さが５０％未満であれば、図２３に示す現象と同様の現象が生じ、実質的な切りくずの厚み７が厚くなるため、切り込み量を大きく設定できない可能性がある。また、主底刃の円弧刃の長さが９０％以上であれば、図２２に示す現象と同様の現象が生じ、切削速度が低いエンドミル中心部及びその付近の切れ刃で切削を行うため、切削性能が落ち、摩耗が進行しやすくなる可能性がある。
【００７０】
図２９は工具軸に対し垂直となる方向で測定したときの円弧刃の長さを示した、本発明の別のエンドミルにおける回転軌跡の拡大図である。図２９に示したエンドミルは、主底刃の円弧刃の長さ２８は工具半径の８０％、副底刃の円弧刃の長さ２９は工具半径の７７％とした例である。本発明においては、主底刃の円弧刃の長さ２８と副底刃の円弧刃の長さ２９は必ずしも同じ長さである必要は無く、副底刃の円弧刃の長さ２９が主底刃の円弧刃の長さ２８よりも２０％程度短い場合でも、本発明の効果を発揮することが可能である。すなわち副底刃の円弧刃の長さ２９は、主底刃の円弧刃の長さ２８の８０％以上１００％以下の長さであれば本発明の効果を発揮することが可能である。なお、望ましい副底刃の円弧刃の長さ２９は、主底刃の円弧刃の長さ２８の９０％以上１００％以下の長さである。
【００７１】
図３０は本発明のエンドミルにおける別の実施例を示した図である。本発明において、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７と、円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部３０を工具軸Ｏに対し垂直方向に測定したときの間隔である円弧の中心とつなぎ部の間隔３１は、工具半径の０％以上２０％以下であることが望ましい。これにより、切り屑の厚み７が非常に薄くなり、切削抵抗が抑えられるため、非常に高寿命で安定した切削加工が可能となる。このとき円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部３０が、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７に対し相対的に内側にあった方が、加工面が向上するためさらに望ましい。また、円弧の中心とつなぎ部の間隔３１が工具半径の０％、すなわち、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心１７と、円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部３０とが工具軸Ｏに平行な直線上に存在する場合に本発明の効果が最も多く得られるが、円弧の中心とつなぎ部の間隔３１を工具半径の０％以上１０％以下に設定すれば、ほぼ同等の効果が得られる。
【００７２】
本発明において、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１は、副底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ２と同じであることが望ましい。図２４は主底刃の円弧刃の曲率半径と副底刃の円弧刃の曲率半径が同じである本発明のエンドミルを示す図である。図２４に示すように、前記曲率半径Ｒ１が、前記曲率半径Ｒ２と同じである場合、底刃２は全体に渡って底刃の減寸量１５が均一となるため、切削時において底刃２は全体に渡って底刃２に生ずる負担が均一となり、安定した加工ができる。この場合、前記曲率半径Ｒ１と前記曲率半径Ｒ２を比較したときに、工具半径Ｒの０．００１倍以上０．２倍以下の差が生じたときにおいても、本発明においては前記曲率半径Ｒ１と前記曲率半径Ｒ２が同じであるとみなすことができ、前記曲率半径Ｒ１と前記曲率半径Ｒ２が全く同じであるときと同等の効果が得られる。さらに、工具製造上には、同じ曲率半径の主底刃及び副底刃を有するエンドミルの製造は異なる曲率半径の主底刃及び副底刃を有するエンドミルより作製しやすいため、工具精度の確保と製造コスト削減にも繋がる。
【００７３】
図２５は底刃及び外周刃を、略円弧状のＲ刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、Ｒ刃付近を拡大した図である。本発明のエンドミルの外周刃１と底刃２は略円弧状のＲ刃８を介して繋いでもよい。この略円弧状のＲ刃８を設けた本発明のエンドミルによって、垂直に近い角度が設けられた勾配面を有する金型の切削において、本発明のエンドミルは外周刃１と底刃２のつなぎ部分が被削材と接触した場合でも、欠損が発生せずにより長寿命の加工が可能になる。
【００７４】
図２６は底刃及び外周刃を、面取り刃を介して接続させた本発明のエンドミルにおいて、面取り刃付近を拡大した図である。本発明のエンドミルの外周刃１と底刃２は面取り刃９を介して繋いでもよい。この面取り刃９を設けた本発明のエンドミルによって、略円弧状のＲ刃８を設けた場合と同様に、垂直に近い角度が設けられた勾配面を有する金型の切削において、本発明のエンドミルは外周刃１と底刃２のつなぎ部分が被削材と接触した場合でも、欠損が発生せずにより長寿命の加工が可能になる。
【００７５】
図２７は主外周刃を２枚、副外周刃を４枚とした本発明のエンドミルの左側面図である。図１７には、主外周刃３を３枚、副外周刃４を３枚とし、主外周刃３及び副外周刃４を交互に配置した本発明のエンドミルを示したが、主外周刃３及び副外周刃４がそれぞれ１組以上ある構成であれば、主外周刃３及び副外周刃４の枚数が必ずしも同じでなくとも本発明の効果が得られる。主外周刃３及び副外周刃４の配置に関しても、交互に配置せずに、図２７に示す通り主外周刃３、副外周刃４、副外周刃４、主外周刃３、副外周刃４、副外周刃４のように配置したとしても、本発明によるびびり振動を抑制する効果が得られる。また、外周刃の枚数が本明細書と異なる枚数となるエンドミルの場合でも、主外周刃３及び副外周刃４の枚数及び配置を適宜調整することにより本発明の効果が得られる。
【００７６】
以下、本発明を下記の実施例により詳細に説明するが、それらにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
本発明のエンドミルの優位性の確認のために、ポケット形状の切削加工による切削試験を行った。切削試験には本発明例及び従来例を用いた。それぞれの工具の仕様を以下に示す。
【００７８】
実施例１には本発明例１、従来例２及び３を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。
【００７９】
本発明例１、従来例２及び３で、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を変化させたエンドミルを製作した。
【００８０】
本発明例１として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さくし、底刃と外周刃を接続させたエンドミルを作製した。
従来例２として、円弧刃の曲率半径を１３ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径と同じ数値としたものを作製した。
従来例３として、円弧刃の曲率半径を２０ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとし、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より大きくしたものを作製した。
【００８１】
評価の方法として、ポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の条件としては、いずれの試料番号も統一した条件で行った。被削材はＳＫＤ１１の焼き入れ材（６２ＨＲＣ）のブロック材を用意し、被削材の寸法は高さ６０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、幅７０ｍｍとした。エンドミルの回転数は２２００回転／ｍｉｎ（切削速度７０ｍ/ｍｉｎ）、送り速度は３３００ｍｍ/ｍｉｎ（一刃送り量は０．２５ｍｍ/刃）、軸方向切込み量０．２ｍｍ、径方向切込み量５ｍｍとし、エアブローを使用した。加工形状は、振動し易い隅部の形状を含むポケット状の形状になっている。ポケットの寸法は深さ４０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、壁面の勾配角度を１°とした。作製した試料の加工寿命を評価するために、同条件で２ポケットまで切削して、摩耗幅を光学顕微鏡を用いて測定評価し、底刃の欠損の有無を目視にて観察した。
【００８２】
切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表１に示す。
【００８３】
【表１】
【００８４】
結果として、本発明例１は円弧刃の曲率半径Ｒａを回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂよりも小さくしたため、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０４７ｍｍであり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。
これに対し、従来例２及び３は円弧刃の曲率半径Ｒａが回転後方側の縁の曲率半径Ｒｂ以上の大きさであったため、切削する際の衝撃が大きくなり、欠損が発生した。
【００８５】
（実施例２）
実施例２では、本発明例において円弧刃の曲率半径と円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の関係の確認のために、実施例１と同様にポケット形状の切削加工による切削試験を行った。
【００８６】
実施例２には本発明例４〜１０を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系、エンドミルの母材を超硬合金とし、底刃と外周刃を接続させたものを用意した。
【００８７】
本発明例４として、円弧刃の曲率半径を工具半径の０．５２倍である２．６ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．２倍としたものを作製した。
本発明例５として、円弧刃の曲率半径を工具半径の０．７８倍である３．９ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍としたものを作製した。
本発明例６として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．０４倍である５．２ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．４倍としたものを作製した。
本発明例７として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．５倍とした本発明例１と同じ仕様のものを作製した。
本発明例８として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．５６倍である７．８ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．６倍としたものを作製した。
本発明例９として、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．８２倍である９．１ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．７倍としたものを作製した。
本発明例１０として、円弧刃の曲率半径を工具半径の２．０８倍である１０．４ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１３ｍｍとして、円弧刃の曲率半径を円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．８倍としたものを作製した。
【００８８】
評価の方法として、実施例１と同様の評価でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
【００９０】
結果として、本発明例４〜１０は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。円弧刃の曲率半径は円弧刃の曲率半径は円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下である本発明例５〜９は摩耗幅が０．０７ｍｍ以下となり、さらに良好な結果が得られた。円弧刃の曲率半径が６．５ｍｍで円弧刃の曲率半径は円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．５倍で制作された本発明例７が摩耗幅０．０４８ｍｍとなり、最も摩耗幅が小さかった。円弧刃の曲率半径を小さくすると刃先の剛性が無くなり、振動により摩耗が大きくなる傾向がある。また、円弧刃の曲率半径を大きくしても切り屑排出性が悪くなり、結果として摩耗が大きくなる傾向となった。
【００９１】
（実施例３）
実施例３では、本発明例において円弧刃の曲率半径と工具半径の関係の確認のために、実施例１と同様にポケット形状の切削加工による切削試験を行った。
【００９２】
実施例３には本発明例１１〜１７を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系、エンドミルの母材を超硬合金とし、底刃と外周刃を接続させたものを用意した。
【００９３】
本発明例１１として、円弧刃の曲率半径が５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．０倍のものを作製した。
本発明例１２として、円弧刃の曲率半径が５．５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．１倍のものを作製した。
本発明例１３として、円弧刃の曲率半径が６ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．２倍のものを作製した。
本発明例１４として、円弧刃の曲率半径が６．５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．３倍とした本発明例１と同じ仕様のものを作製した。
本発明例１５として、円弧刃の曲率半径が７ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．４倍のものを作製した。
本発明例１６として、円弧刃の曲率半径が７．５ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．５倍のものを作製した。
本発明例１７として、円弧刃の曲率半径が８ｍｍとして、円弧刃の曲率半径は工具半径Ｒの１．６倍のものを作製した。
【００９４】
評価の方法として、実施例１と同様の評価でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表３に示す。
【００９５】
【表３】
【００９６】
結果として、本発明例１１〜１７は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。さらに、円弧刃の曲率半径が工具半径の１．１倍以上１．５倍以下である本発明例１２〜１６は、摩耗幅が０．０６ｍｍ以下となり、さらに良好な結果が得られた。円弧刃の曲率半径が６．５ｍｍで円弧刃の曲率半径は工具半径の１．３倍の本発明例１４が摩耗幅０．０５１ｍｍと最も小さかった。円弧刃の曲率半径を小さくすると摩耗が大きくなる傾向があり、また、円弧刃の曲率半径を大きくしても切削抵抗が大きくなり、摩耗が大きくなる傾向となった。
【００９７】
（実施例４）
実施例４では、本発明例において円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径と工具半径の関係の確認のために、実施例１と同様にポケット形状の切削加工による切削試験を行った。
【００９８】
実施例４には本発明例１８〜２４を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系、エンドミルの母材を超硬合金とし、底刃と外周刃を接続させたものを用意した。
【００９９】
本発明例１８として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を７．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの１．５倍としたものを作製した。
本発明例１９として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１０ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの２．０倍としたものを作製した。
本発明例２０として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１２．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの２．５倍としたものを作製した。
本発明例２１として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの３．０倍としたものを作製した。
本発明例２２として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を１７．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの３．５倍としたものを作製した。
本発明例２３として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を２０ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの４．０倍としたものを作製した。
本発明例２４として、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を２２．５ｍｍとして、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの４．５倍としたものを作製した。
【０１００】
評価の方法として、実施例１と同様の評価でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表４に示す。
【０１０１】
【表４】
【０１０２】
結果として、本発明例１８〜２４は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。さらに、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が工具半径の２．０倍以上４．０倍以下である本発明例１９〜２３は摩耗幅が０．０７ｍｍ以下となり、特に良好な結果が得られた。円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径が１５ｍｍで、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は工具半径Ｒの３．０倍の本発明例２１が摩耗幅０．０５０ｍｍとなり摩耗幅が最も小さかった。円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を小さくすると摩耗が大きくなる傾向があり、また、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を大きくしても切削抵抗が大きくなり、摩耗が大きくなる傾向となった。
【０１０３】
（実施例５）
実施例５では、本発明例において底刃と外周刃を接続するＲ刃の有効性の検討を行うために、切削試験を行った。
【０１０４】
実施例５には本発明例２５〜３２を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。
【０１０５】
本発明例２５として、底刃と外周刃を接続した本発明例１と同様の形状とし、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設けないものを作製した。
本発明例２６として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．０５ｍｍとして、工具半径の０．０１倍のものを作製した。
本発明例２７として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．１ｍｍとして、工具半径の０．０２倍のものを作製した。
本発明例２８として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．２５ｍｍとして、工具半径の０．０５倍のものを作製した。
本発明例２９として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．５ｍｍとして、工具半径の０．１０倍のものを作製した。
本発明例３０として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は０．７５ｍｍとして、工具半径の０．１５倍のものを作製した。
本発明例３１として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は１．０ｍｍとして、工具半径の０．２０倍のものを作製した。
本発明例３２として、底刃と外周刃を接続するＲ刃を設け、Ｒ刃の曲率半径は１．２５ｍｍとして、工具半径の０．２５倍のものを作製した。
【０１０６】
評価の方法として、実施例１と同様の評価方法でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、底刃及び底刃と外周刃のつなぎ目（Ｒ刃を設けたものはＲ刃と外周刃のつなぎ目）の損傷状態を比較した。ただ、加工するポケットのサイズを深さ４０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、壁面の勾配角度を１°とした。底刃と外周刃を接続するＲ刃の評価のため、壁際の切削を多く行い、Ｒ刃が被削材に接触しやすい形状とした。そのため準備した被削材の寸法は高さ６０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、幅４５ｍｍと変更した。今回の試験は実施例１と加工体積は同じであるため、実施例１と同様に、試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表５に示す。
【０１０７】
【表５】
【０１０８】
結果として、本発明例２５〜３２は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、底刃の欠損が無かったため、良好な結果を示した。さらに、Ｒ刃の曲率半径を工具半径Ｒの０．０２倍以上０．２倍以下とした本発明例２７〜３１は、底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０７ｍｍ以下であり、底刃の欠損が無かったことに加え、Ｒ刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、底刃と外周刃のつなぎ目の欠損が無かったため、特に良好な結果を示した。
【０１０９】
（実施例６）
実施例６では、本発明例において底刃と外周刃を接続する面取り刃の有効性の検討を行うために、切削試験を行った。
【０１１０】
実施例６には本発明例３３〜４０を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、実施例１で用いた本発明例１と同様に、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、円弧刃の曲率半径を工具半径の１．３倍である６．５ｍｍ、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径を工具半径の２．６倍である１３ｍｍ、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。
【０１１１】
本発明例３３として、底刃と外周刃を接続した本発明例１と同様の形状とし、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設けないものを作製した。
本発明例３４として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．０５ｍｍとして、工具半径の０．０１倍のものを作製した。
本発明例３５として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．１ｍｍとして、工具半径の０．０２倍のものを作製した。
本発明例３６として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．２５ｍｍとして、工具半径の０．０５倍のものを作製した。
本発明例３７として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．５ｍｍとして、工具半径の０．１０倍のものを作製した。
本発明例３８として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は０．７５ｍｍとして、工具半径の０．１５倍のものを作製した。
本発明例３９として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は１．０ｍｍとして、工具半径の０．２０倍のものを作製した。
本発明例４０として、底刃と外周刃を接続する面取り刃を設け、面取り刃の幅は１．２５ｍｍとして、工具半径の０．２５倍のものを作製した。
【０１１２】
評価の方法として、実施例５と同様の評価方法でポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、底刃及び底刃と外周刃のつなぎ目（面取り刃を設けたものは面取り刃と外周刃のつなぎ目）の損傷状態を比較した。試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表６に示す。
【０１１３】
【表６】
【０１１４】
結果として、本発明例３３〜４０は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、底刃の欠損が無かったため、良好な結果を示した。さらに、面取り刃の幅を工具半径Ｒの０，０２倍以上０．２倍以下とした本発明例３５〜３９は、底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０７ｍｍ以下であり、底刃の欠損が無かったことに加え、面取り刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、底刃と外周刃のつなぎ目の欠損が無かったため、特に良好な結果を示した。
【０１１５】
（実施例７）
本発明のエンドミルの優位性の確認のために、ポケット形状の切削加工による切削試験を行った。切削試験には本発明例、比較例、及び従来例を用いた。それぞれの工具の仕様を以下に示す。
【０１１６】
実施例７には本発明例４２〜４９、本発明例５２〜５６、本発明例５９〜６３、比較例４１、５０、５１、５７、５８、６４、従来例６５、６６を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。さらに、本発明例４２〜４９、本発明例５２〜５６、本発明例５９〜６３は主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
【０１１７】
本発明例４２〜４９、比較例４１及び比較例５０においては、それぞれ主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を変化させたエンドミルを製作した。
【０１１８】
比較例４１として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の１．０倍の５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４２として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の１．５倍の７．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４３として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の２．０倍の１０ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４４として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の２．５倍の１２．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４５として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４６として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．５倍の１７．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４７として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の４．０倍の２０ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４８として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の４．５倍の２２．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例４９として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の５．０倍の２５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
比較例５０として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の５．５倍の２７．５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
【０１１９】
本発明例５２〜５６、比較例５１及び比較例５７においては、それぞれ底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値もしくは底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を変化させたエンドミルを製作した。
【０１２０】
比較例５１として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００２倍の０．０２ｍｍのものを作製した。
本発明例５２として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００２５倍の０．０２５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５３として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５４として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５５として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７５倍の０．０７５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５６として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．０１倍の０．１ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
比較例５７として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．０１２５倍の０．１２５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
【０１２１】
本発明例５９〜６３、比較例５８及び比較例６４においては、それぞれ外周刃の減寸量を変化させたエンドミルを製作した。
【０１２２】
比較例５８として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００２倍の０．０２ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例５９として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃減寸量を工具直径の０．００２５倍の０．０２５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６０として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００５倍の０．０５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６１として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６２として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００７５倍の０．０７５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
本発明例６３として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．０１倍の０．１ｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
比較例６４として、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．０１２５倍の０．１２５ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径０．００７倍の０．０７ｍｍとしたものを作製した。
【０１２３】
従来例６５として、６枚刃のボールエンドミルを作製した。また、従来例６６として、６枚刃のコーナーＲ刃の半径が２ｍｍのラジアスエンドミルを作製した。
【０１２４】
評価の方法として、ポケット形状の荒加工を等高線加工で行い、工具の損傷状態を比較した。切削試験の条件としては、いずれの試料番号も統一した条件で行った。被削材はＳＫＤ１１の焼き入れ材（６２ＨＲＣ）のブロック材を用意し、被削材の寸法は高さ６０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、幅７０ｍｍとした。エンドミルの回転数は２２００回転／ｍｉｎ（切削速度７０ｍ/ｍｉｎ）、送り速度は３３００ｍｍ/ｍｉｎ（一刃送り量は０．２５ｍｍ/刃）、軸方向切込み量０．２ｍｍ、径方向切込み量５ｍｍとし、エアブローを使用した。加工形状は、振動し易い隅部の形状を含むポケット状の形状になっている。ポケットの寸法は深さ４０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍ、壁面の勾配角度を１°とした。従来のエンドミルでは、上記の条件での切削の寿命は２ポケットの加工が困難となるので、作製した試料の加工寿命を評価するために、同条件で２ポケットまで切削して、摩耗幅を光学顕微鏡を用いて測定評価し、底刃の欠損の有無を目視にて観察した。
【０１２５】
切削試験の評価基準として、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、欠損が無かったものを良好とした。試験結果を表７に示す。
【０１２６】
【表７】
【０１２７】
結果として、本発明例４２〜４９、本発明例５２〜５６、本発明例５９〜６３は底刃の逃げ面の摩耗幅がすべて０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無く良好な結果となった。
これに対し、比較例４１は主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１が小さく、主底刃の強度が不足したため、欠損が発生した。
比較例５０は主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１が大きく、切削熱が高くなるため、摩耗の進行が早く、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．１１５ｍｍであった。
比較例５１は底刃の減寸量の最小値が０．０２ｍｍと小さく、隅部の加工において、振動を抑制する効果が小さかったため、欠損が発生した。
比較例５７は底刃の減寸量の最大値が０．１２５ｍｍと大きく、切削時に副底刃と比べて、主底刃の切削量が大きかったため、主底刃に欠損が発生した。
比較例５８は外周刃の減寸量が０．０２ｍｍと小さく、隅部の加工において、振動を抑制する効果が小さかったため、欠損が発生した。
比較例６４は外周刃の減寸量が０．１２５ｍｍと大きく、壁面の加工時に副外周刃と比べて、主外周刃の切削量が非常に大きくなったため、主外周刃に欠損が発生した。
従来例６５はボールエンドミルであるため、中心部付近での切削が多くなり、切削速度が上がらず、切削性が悪くなったため、逃げ面の摩耗幅は０．１８３ｍｍと非常に大きくなった。
従来例６６はラジアスエンドミルであるため、コーナーＲ刃の半径が２ｍｍと非常に小さいため、比較例１と同様に、強度が不足し、欠損が発生した。
【０１２８】
（実施例８）
実施例８において、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心を、工具軸Ｏに対して垂直となる方向で測定したときの距離である円弧の中心距離の違い及び面取り刃、円弧状のＲ刃の有無による切削寿命の比較を行った。それぞれの工具の仕様を以下に示す。
【０１２９】
実施例８には本発明例６７〜７５を用いた。共通するエンドミル形状の諸元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。さらに、本発明例６７〜７５において、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとした。
【０１３０】
本発明例６７〜７３においては、それぞれ円弧の中心距離を変化させたエンドミルを製作した。
【０１３１】
本発明例６７は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．０３倍の０．３ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例６８は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．０５倍の０．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例６９は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１０倍の１．０ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７０は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７１は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．２０倍の２．０ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７２は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．２５倍の２．５ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
本発明例７３は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．３倍の３．０ｍｍとし、主底刃は主外周刃に接続され、副底刃は副外周刃に接続された形状とした。
【０１３２】
本発明例７４は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、底刃と外周刃は面取り刃を介して接続された形状とした。
本発明例７５は円弧の中心距離を工具軸から工具直径の０．１５倍の１．５ｍｍとし、底刃と外周刃は円弧状のＲ刃を介して接続された形状とした。
【０１３３】
評価の方法として、実施例７と同様の切削試験を４ポケットまで行った。切削試験の評価基準として、２ポケット加工後に工具の損傷を実施例１に示す方法と同様の方法で確認し、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好として、さらに継続して４ポケットまで切削加工を行った。４ポケット加工後に同様の方法で工具の損傷を確認した。試験結果を表８に示す。
【０１３４】
【表８】
【０１３５】
結果として、本発明例６７〜７５は２ポケット加工後の底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無かったため、良好であった。さらに、本発明例７４及び本発明例７５は、底刃と外周刃は面取り刃もしくは円弧状のＲ刃を介して接続された形状であるため、４ポケット加工後も欠損がなく、非常に良好な結果であった。
【０１３６】
（実施例９）
実施例９において、主底刃の円弧刃の長さと副底刃の円弧刃の長さの検討を行った。それぞれの工具の仕様及びテスト内容を以下に示す。
【０１３７】
実施例３には本発明例７６〜８５を用いた。共通するエンドミル形状の緒元として、工具直径Ｄが１０ｍｍ、心厚が７．５ｍｍ、外周刃のねじれ角を２０度、刃数を６枚、コーティングをＴｉＳｉＮ系とし、エンドミルの母材を超硬合金としたものを用意した。さらに、本発明例７６〜８５において、主底刃の円弧刃の曲率半径Ｒ１を工具半径の３．０倍の１５ｍｍ、外周刃の減寸量を工具直径の０．００６倍の０．０６ｍｍ、底刃の減寸量のうち最大値になる減寸量の最大値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍ、底刃の減寸量のうち最小値になる減寸量の最小値を工具直径の０．００７倍の０．０７ｍｍとし、主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心を工具軸から１．５ｍｍの位置とした。
【０１３８】
本発明例７６〜８５においては、主底刃の円弧刃の長さ及び副底刃の円弧刃の長さを変化させたエンドミルを作製した。
【０１３９】
本発明例７６は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の４０％である２．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に２．００ｍｍとした。
本発明例７７は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の５０％である２．５０ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に２．５０ｍｍとした。
本発明例７８は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の６０％である３．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に３．００ｍｍとした。
本発明例７９は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の７０％である３．５０ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に３．５０ｍｍとした。
本発明例８０は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に４．００ｍｍとした。
本発明例８１は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の９０％である４．５０ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に４．５０ｍｍとした。
本発明例８２は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の９５％である４．７５ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さも主底刃の円弧刃の長さと同様に４．７５ｍｍとした。
【０１４０】
本発明例８３は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さは主底刃の円弧刃の長さの８５％である３．４０ｍｍとした。
本発明例８４は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さは主底刃の円弧刃の長さの９０％である３．６０ｍｍとした。
本発明例８５は主底刃の円弧刃の長さを工具半径の８０％である４．００ｍｍとし、副底刃の円弧刃の長さは主底刃の円弧刃の長さの９５％である３．８０ｍｍとした。
【０１４１】
評価の方法として、実施例７と同様の切削試験を４ポケットまで行った。切削試験の評価基準として、２ポケット加工後に工具の損傷を実施例１に示す方法と同様の方法で確認し、底刃の逃げ面の摩耗幅が０．０８ｍｍ未満で尚且つ、底刃の欠損が無かったものを良好として、さらに継続して４ポケットまで切削加工を行った。４ポケット加工後に同様の方法で工具の損傷を確認した。試験結果を表９に示す。
【０１４２】
【表９】
【０１４３】
結果として、本発明例７６〜８５は２ポケット加工後の底刃の逃げ面摩耗幅が０．０８ｍｍ未満であり、尚且つ、欠損が無かったため、良好な結果であった。特に主底刃の円弧刃の長さが工具半径の５０％以上９０％以下である本発明例７７〜８１、及び副底刃の円弧刃の長さが主底刃の円弧刃の長さの９０％以上１００％以下の本発明例８４〜８５は摩耗幅が０．０６ｍｍ未満となり、さらに良好な結果であった。また、主底刃の円弧刃の長さが工具半径の７０％以上８０％以下である本発明例７９、８０及び主底刃の円弧刃の長さが工具半径の８０％であり、副底刃の円弧刃の長さが主底刃の円弧刃の長さの９５％である本発明例８５は、４ポケット加工後においても、欠損が無く、特に良好な結果を示した。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明のエンドミルは、特徴のある底刃の形状、外周刃と底刃の繋ぐ部分の切れ刃の形状の組合せにより、より高能率かつ長寿命に高硬度材を切削することができた。また副底刃が主底刃に対して減寸した形状により、切削中の振動を効果的に抑制でき、突発的な欠損を回避し、従来形状より少なくとも２倍以上の寿命が可能となる。本発明のエンドミルは、欠損等の欠損を心配する必要がなく、高硬度材の荒切削加工においても、寿命が長く切削できるため、加工時間の大幅短縮と工具費の削減に寄与する。
本発明のエンドミルは主な切削対象材料が合金工具鋼、高速鋼などであり、特に高硬度材料金型直加工の切削に好適である。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 外周刃
２ 底刃
３ 主外周刃
４ 副外周刃
５ 主底刃
６ 副底刃
７ 実質的な切りくずの厚み
８ Ｒ刃
９ 面取り刃
１１ 本発明のエンドミル
１４ 外周刃の減寸量
１５ 底刃の減寸量
１７ 主底刃の円弧刃を構成する円弧の中心
１８ 円弧の中心距離
１９ 主底刃の円弧刃
２０ 主底刃の中低勾配刃
２１ 副底刃の円弧刃
２２ 副底刃の中低勾配刃
２３ 従来のラジアスエンドミル
２４ 従来のラジアスエンドミルの底刃
２５ 従来のラジアスエンドミルの外周刃
２６ 副底刃の円弧刃を構成する円弧の中心
２７ 従来のラジアスエンドミルにおける底刃の円弧刃を構成する円弧の中心
２８ 主底刃の円弧刃の長さ
２９ 副底刃の円弧刃の長さ
３０ 円弧刃と中低勾配刃のつなぎ部
３１ 円弧の中心とつなぎ部の間隔
３２ 円弧刃
３３ 中低勾配刃
３４ 円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁
３５ 円弧刃の逃げ面
３６ 円弧刃の曲率半径で形成される円弧
３７ 回転後方側の縁の曲率半径で形成される円弧
３８ 円弧刃の曲率半径で形成される円弧の中心
３９ 回転後方側の縁の曲率半径で形成される円弧の中心
４０ 交点
４１ 従来のエンドミル
４２ 円弧刃と中低勾配刃の境界部
４３ 円弧刃の逃げ面と中低勾配刃の逃げ面との境界線
４４ 中低勾配刃の逃げ面
Ｏ 工具軸
Ｏ’ 一刃送り量だけ移動したときのエンドミルの工具軸
Ｄ 工具直径
Ｒ 工具半径
ｆ１ 直線及び直線に近い部分の加工の際における一刃送り量
ｆ２ 隅部の加工の際における一刃送り量
ａｐ 軸方向切り込み量
ａ 工具移動方向
ｂ 工具回転方向
Ｗ 被削材
Ｒ１ 主底刃の円弧刃の曲率半径
Ｒ２ 副底刃の円弧刃の曲率半径
Ｒ３ 底刃の円弧刃の曲率半径
Ｒａ 円弧刃の曲率半径
Ｒｂ 回転後方側の縁の曲率半径
ｘ 円弧刃の逃げ面の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具軸に対し垂直な方向から見たときに、曲線状である円弧刃と、円弧刃に連続する直線状もしくは曲線状である中低勾配刃とから構成された底刃と、外周刃を有するエンドミルであって、
工具軸に対し平行となる方向から見たときに、円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁は、曲率半径を有する曲線状であり、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さいことを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は工具半径より大きいことを特徴とする請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項４】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、工具半径の１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項５】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は、工具半径の２倍以上４倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項６】
底刃と外周刃は略円弧状のＲ刃を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項７】
Ｒ刃の曲率半径は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることを特徴とする請求項６に記載のエンドミル。
【請求項８】
底刃と外周刃は面取り刃を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項９】
面取り刃の幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることを特徴とする請求項８に記載のエンドミル。
【請求項１】
工具軸に対し垂直な方向から見たときに、曲線状である円弧刃と、円弧刃に連続する直線状もしくは曲線状である中低勾配刃とから構成された底刃と、外周刃を有するエンドミルであって、
工具軸に対し平行となる方向から見たときに、円弧刃及び円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁は、曲率半径を有する曲線状であり、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径より小さいことを特徴とするエンドミル。
【請求項２】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は工具半径より大きいことを特徴とする請求項１に記載のエンドミル。
【請求項３】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径の０．３倍以上０．７倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項４】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の曲率半径は、工具半径の１．１倍以上１．５倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項５】
工具軸に対し平行となる方向から見たときの、円弧刃の逃げ面における回転後方側の縁の曲率半径は、工具半径の２倍以上４倍以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項６】
底刃と外周刃は略円弧状のＲ刃を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項７】
Ｒ刃の曲率半径は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることを特徴とする請求項６に記載のエンドミル。
【請求項８】
底刃と外周刃は面取り刃を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のエンドミル。
【請求項９】
面取り刃の幅は工具半径の０．０２倍以上０．２倍以下の範囲であることを特徴とする請求項８に記載のエンドミル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１３−３１９１１（Ｐ２０１３−３１９１１Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７５５９５（Ｐ２０１１−２７５５９５）
【出願日】平成２３年１２月１６日（２０１１．１２．１６）
【出願人】（０００２３３０６６）日立ツール株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１６日（２０１１．１２．１６）
【出願人】（０００２３３０６６）日立ツール株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
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