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技術 不等リードエンドミル

出願人 有限会社栄進機工
発明者 竹吉公三
出願日 2014年1月16日 (6年11ヶ月経過) 出願番号 2014-006064
公開日 2015年7月27日 (5年4ヶ月経過) 公開番号 2015-134386
状態 特許登録済
技術分野 フライス加工
主要キーワード ピッチ角度α ビビリ振動 工具研削盤 再研削 刃先側 ねじれ刃 ピッチ角度 外径測定
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年7月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

エンドミル本体の先端部側刃部ねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条備えた不等リードエンドミルにおいて、刃部の軸方向のどの箇所においても2点測定のマイクロメータを用いて刃径を測定できるようにした不等リードエンドミルを提供する。

解決手段

刃部13はねじれ角が同じθ11とθ12のねじれ刃13aと13cの間にねじれ角が異なるθ21のねじれ刃13bを配して一組としたねじれ刃を2組配列し、かつ1組目のねじれ角θ11のねじれ刃13aと二組目のねじれ角θ11のねじれ刃13d、一組目のねじれ角θ12(=θ11)のねじれ刃13cと二組目のねじれ刃13f及び一組目のねじれ角θ21のねじれ刃13cと二組目のねじれ角θ21のねじれ刃13eがそれぞれ、180°の対称位置に位置する。

概要

背景

図1〜図4は、刃部に6条の6枚刃よりなるねじれ刃を備えた従来の不等リードエンドミルについて示すもので、図2に示すようにエンドミル本体1は、図示しないフライス盤等の工作機械主軸取付けられるシャンク部2と、先端部側の刃部3よりなっており、刃部3には図3の展開図に示すように、ねじれ角θ1のねじれ刃3a、3c、3eと、ねじれ角θ2のねじれ刃3b、3d、3fが回転方向に交互に形成され、ねじれ角θ1とθ2はθ2>θ1となっている。

各ねじれ刃3a、3b、3c、3d、3e、3fはまた、刃長Lの中間位置のラインにおいて、ねじれ刃の間隔(ピッチ)が一定となり(図3)、該ラインではねじれ刃間ピッチ角度も60°で一定となっている(図4)。

各ねじれ刃3a、3b、3c、3d、3e、3fは、上述するようにピッチが一定となる箇所を有していても、ねじれ刃3a、3c、3eとねじれ刃3b、3d、3fとではねじれ角がθ1、θ2と異なるため、刃先では図3に示すようにねじれ刃の間隔がP1、P2(P2>P1)と交互に繰り返されるようになり、刃先でのピッチ角度も図1に示すようにβ1β2と交互になり、ピッチ角度β1及びβ2の組み合わせが円周上に120°毎に配列されている。

6×N条のねじれ刃を備えた不等リードエンドミルの他の例として、下記特許文献1には、刃部のねじれ刃を軸線周りに120°ずつ回転させた位置で互いに一致し、かつ120°の範囲内に位置する2×N条のねじれ刃のうち、少なくとも一つのねじれ刃のねじれ角が他のねじれ刃のねじれ角と異なるように形成されたエンドミルが開示されている。

このエンドミルにおいて、刃部にN=1で、かつねじれ角が異なる2つのねじれ刃よりなる組が180°の範囲内で3組配列されている場合を例にとっていえば、ねじれ刃の周方向の間隔(ピッチ)が一定となる箇所以外では、ねじれ角が大きなねじれ刃の一つから周方向における180°の範囲内には3条のねじれ刃が存在するのに対し、ねじれ角の小さなねじれ刃の一つからは、180°の範囲内に4条のねじれ刃が存在するようになる。こうしたエンドミルでは、切削時、被削材切り込まれるねじれ刃の刃数が変化するためエンドミル本体に作用する振動も刻一刻と打消し合うようになり、これにより共振を防いでビビリ振動を抑制できる、とし(特許文献1の段落番号(0031)参照)、またねじれ刃の刃径の測定は、3枚刃のエンドミルの刃径を測定する場合と同様、周方向に120°ずつの位置に測定子を備えた外径測定用の3点マイクロメータを用いて正確かつ容易に測定できる、としている(同文献1の段落番号(0032)参照)。

概要

エンドミル本体の先端部側の刃部にねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条備えた不等リードエンドミルにおいて、刃部の軸方向のどの箇所においても2点測定のマイクロメータを用いて刃径を測定できるようにした不等リードエンドミルを提供する。刃部13はねじれ角が同じθ11とθ12のねじれ刃13aと13cの間にねじれ角が異なるθ21のねじれ刃13bを配して一組としたねじれ刃を2組配列し、かつ1組目のねじれ角θ11のねじれ刃13aと二組目のねじれ角θ11のねじれ刃13d、一組目のねじれ角θ12(=θ11)のねじれ刃13cと二組目のねじれ刃13f及び一組目のねじれ角θ21のねじれ刃13cと二組目のねじれ角θ21のねじれ刃13eがそれぞれ、180°の対称位置に位置する。

目的

本発明は、エンドミル本体の先端部側の刃部にねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条備えた不等リードエンドミルにおいて、刃部の軸方向のどの箇所においても2点測定のマイクロメータを用いて刃径を測定できるようにした不等リードエンドミルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

エンドミル本体の先端部側刃部ねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条備えた不等リードエンドミルにおいて、前記刃部には、ねじれ角が同じねじれ角θ11のねじれ刃と、ねじれ角θ12のねじれ刃の間に、これらねじれ刃とはねじれ角が異なるねじれ角θ21のねじれ刃を配して一組としたねじれ刃を刃部円周上にN×2組配列し、かつN組目のねじれ角θ11のねじれ刃とN+1組目のねじれ角θ11のねじれ刃、N組目のねじれ角θ12のねじれ刃とN+1組目のねじれ角θ12のねじれ刃及びN組目のねじれ角θ21のねじれ刃とN+1組目のねじれ角θ21のねじれ刃が、いずれもそれぞれ180°の対称位置に位置することを特徴とする不等リードエンドミル。

請求項2

同一のねじれ角θ11及びθ12と、これとはねじれ角が異なるねじれ角θ21の差は10°未満であることを特徴とする請求項1記載の不等リードエンドミル。

技術分野

0001

本発明は、エンドミル本体の先端部側刃部ねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条(Nは、1以上の整数で、以下の記述においても同じである。)備えた不等リードエンドミルに関する。

背景技術

0002

図1図4は、刃部に6条の6枚刃よりなるねじれ刃を備えた従来の不等リードエンドミルについて示すもので、図2に示すようにエンドミル本体1は、図示しないフライス盤等の工作機械主軸取付けられるシャンク部2と、先端部側の刃部3よりなっており、刃部3には図3展開図に示すように、ねじれ角θ1のねじれ刃3a、3c、3eと、ねじれ角θ2のねじれ刃3b、3d、3fが回転方向に交互に形成され、ねじれ角θ1とθ2はθ2>θ1となっている。

0003

各ねじれ刃3a、3b、3c、3d、3e、3fはまた、刃長Lの中間位置のラインにおいて、ねじれ刃の間隔(ピッチ)が一定となり(図3)、該ラインではねじれ刃間ピッチ角度も60°で一定となっている(図4)。

0004

各ねじれ刃3a、3b、3c、3d、3e、3fは、上述するようにピッチが一定となる箇所を有していても、ねじれ刃3a、3c、3eとねじれ刃3b、3d、3fとではねじれ角がθ1、θ2と異なるため、刃先では図3に示すようにねじれ刃の間隔がP1、P2(P2>P1)と交互に繰り返されるようになり、刃先でのピッチ角度も図1に示すようにβ1β2と交互になり、ピッチ角度β1及びβ2の組み合わせが円周上に120°毎に配列されている。

0005

6×N条のねじれ刃を備えた不等リードエンドミルの他の例として、下記特許文献1には、刃部のねじれ刃を軸線周りに120°ずつ回転させた位置で互いに一致し、かつ120°の範囲内に位置する2×N条のねじれ刃のうち、少なくとも一つのねじれ刃のねじれ角が他のねじれ刃のねじれ角と異なるように形成されたエンドミルが開示されている。

0006

このエンドミルにおいて、刃部にN=1で、かつねじれ角が異なる2つのねじれ刃よりなる組が180°の範囲内で3組配列されている場合を例にとっていえば、ねじれ刃の周方向の間隔(ピッチ)が一定となる箇所以外では、ねじれ角が大きなねじれ刃の一つから周方向における180°の範囲内には3条のねじれ刃が存在するのに対し、ねじれ角の小さなねじれ刃の一つからは、180°の範囲内に4条のねじれ刃が存在するようになる。こうしたエンドミルでは、切削時、被削材切り込まれるねじれ刃の刃数が変化するためエンドミル本体に作用する振動も刻一刻と打消し合うようになり、これにより共振を防いでビビリ振動を抑制できる、とし(特許文献1の段落番号(0031)参照)、またねじれ刃の刃径の測定は、3枚刃のエンドミルの刃径を測定する場合と同様、周方向に120°ずつの位置に測定子を備えた外径測定用の3点マイクロメータを用いて正確かつ容易に測定できる、としている(同文献1の段落番号(0032)参照)。

先行技術

0007

特開2010−172977号

発明が解決しようとする課題

0008

難削材の切削に用いるエンドミルは、一般鋼を切削するときに比べ、寿命が概して短く、刃の磨耗により逃げ面とすくい面を頻繁に再研削せねばならない。不等リードエンドミルの再研削は、NC工具などの工具研削盤を用い、該研削盤に刃部の径とねじれ角を入力することにより行われるため、再研削する際にはその都度、刃径の測定が必要となる。

0009

刃径の測定は、図1図4に示されるエンドミルも同様であるが、特許文献1に開示されるエンドミルにおいても3点測定の特殊なマイクロメータを用いて行う必要があり、その測定には高度な技量を要する。顕微鏡を用いてエンドミルを回転させながら、刃部を測定する方法もあるが、この作業も熟練を要し、しかも測定時にはエンドミルを研削盤より一旦取り外して顕微鏡で測定せねばならず、非常に効率が悪いという問題がある。

0010

このことを図1図4に示されるエンドミルにより説明すると、図3の展開図に見られるように、ねじれ刃3a、3b、3c、3d、3e、3fの周方向の間隔(ピッチ)が等しくなるラインにおいては、各刃のピッチ角度は60°で一定となることから、ねじれ刃3aと3d、ねじれ刃3bと3e及びねじれ刃3cと3fはそれぞれ180°の対称位置に位置するが、それ以外の箇所では各刃の間隔もピッチ角度も変化し、180°の対称位置には刃が存在しないことになる。したがって刃の周方向の間隔が等しい位置では通常の2点測定のマイクロメータを用いて刃径を測定することができるが、それ以外の箇所では3点測定のマイクロメータを用いて測定せねばならず、180°の対称位置に刃が存在する箇所を見付け出すのは至難の技で、新品時には等間隔であった位置も使用による刃部の磨耗によって不等間隔となり、等間隔の位置が不明となる。こうした問題は特許文献1に開示されるエンドミルにおいても同様に生ずる。

0011

なお、特許文献1には段落番号(0006)にエンドミル本体を軸線周りに180°ずつ回転させた位置で外周刃が互いに一致するように形成されている、と記載されているが、これは段落番号(0005)に記載されるように、4条の外周刃を有して周方向に隣接する外周刃同士でねじれ角が異なり、軸線を挟んで反対側の外周刃同士ではねじれ角が等しくされたエンドミル、すなわち180°の対称位置に外周刃が存在する4枚刃のエンドミルを対象としているもので、4条のねじれ刃を備えた不等リードエンドミルに比べ、難削材の切削においてより高効率に切削することができる本発明のような6×N条のねじれ刃を備えた不等リードエンドミルを対象とするものではない。

0012

本発明は、エンドミル本体の先端部側の刃部にねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条備えた不等リードエンドミルにおいて、刃部の軸方向のどの箇所においても2点測定のマイクロメータを用いて刃径を測定できるようにした不等リード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

0013

請求項1に係る発明は、エンドミル本体の先端部側の刃部にねじれ角を異にしたねじれ刃を6×N条備えた不等リードエンドミルにおいて、前記刃部には、ねじれ角が同じねじれ角θ11のねじれ刃と、ねじれ角θ12のねじれ刃の間に、これらねじれ刃とはねじれ角が異なるねじれ角θ21のねじれ刃を配して一組としたねじれ刃を刃部円周上にN×2組配列し、かつN組目のねじれ角θ11のねじれ刃とN+1組目のねじれ角θ11のねじれ刃、N組目のねじれ角θ12のねじれ刃とN+1組目のねじれ角θ12のねじれ刃及びN組目のねじれ角θ21のねじれ刃とN+1組目のねじれ角θ21のねじれ刃が、いずれもそれぞれ180°の対称位置に位置することを特徴とする。

0014

請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、同一のねじれ角θ11及びθ12と、これとはねじれ角が異なるねじれ角θ21の差は10°未満であることを特徴とする。

発明の効果

0015

請求項1に係る発明の不等リードエンドミルによると、共振によるビビリ振動を防ぐことができるという不等リードエンドミル本来の効果を有することはもちろんのこと、刃部は軸方向のどの箇所においても、180°の対称位置にねじれ角θ11或いはθ12のねじれ刃及びねじれ角θ21のねじれ刃が存在するため、刃径を2点測定のマイクロメータを用いて熟練者でなくても簡易に測定することができる、という効果を有する。

0016

ねじれ角θ11及びθ12とねじれ角θ21の差が10°以上であると、刃部の刃先側或いはシャンク側端でのねじれ刃間の間隔が極端に狭くなって切屑を収容するチップポケットが小さくなり、仕上切削といえども切屑詰まりが発生して工具寿命が極端に短くなるが、請求項2に係る発明のように、ねじれ角θ11及びθ12とねじれ角θ21の差を10°未満とすると、上記の問題が改善される。

図面の簡単な説明

0017

従来の6枚刃よりなる不等リードエンドミルを刃先側から見た正面図。
図1に示す不等リードエンドミルの側面図。
図1に示す不等リードエンドミルの刃部の展開図。
ねじれ刃の間隔が一定のラインである、図1のA−A線での断面図。
N=1である本発明に係る6枚刃の不等リードエンドミルを刃先側から見た正面図。
図5に示す不等リードエンドミルの側面図。
図5に示す不等リードエンドミルの刃部の展開図。
ねじれ刃の間隔が一定のラインである、図5のB−B線での断面図。
ねじれ刃ピッチ角度が60°の隣接する刃先が同時に切削に関与するときの径方向のねじれ刃の切込み深さHを示す図。

実施例

0018

以下、N=1である6枚刃の本発明の実施形態に係る不等リードエンドミルについて図面により説明する。

0019

図5は、刃部に6条の6枚刃よりなるねじれ刃を備えた本実施形態に係る不等リードエンドミルを刃先側から見た正面図、図6は同エンドミルの側面図、図7は同エンドミルの刃部の展開図で、エンドミルは図2に示す従来のエンドミルと同様、エンドミル本体11がシャンク部12と刃部13よりなっている。

0020

刃部13には、図7の展開図に示すように、ねじれ角θ11のねじれ刃13aと、ねじれ角がθ12のねじれ刃13cの間に、ねじれ角θ21のねじれ刃13bを配した、ねじれ刃13a、13b、13cよりなるN組目であるねじれ刃の組と、ねじれ角θ11のねじれ刃13dと、ねじれ角θ12のねじれ刃13fの間に、ねじれ角θ21のねじれ刃13eを配した、ねじれ刃13d、13e、13fよりなるN+1組目であるのねじれ刃の組とよりなる二組のねじれ刃を回転方向に配列している。

0021

ここでねじれ刃θ11とねじれ角θ12は同一角度をなし、ねじれ角θ21はねじれ角θ11及びθ12とは異なった角度となっている。

0022

図示する実施形態において、ねじれ角θ21とねじれ角θ11及びねじれ角θ12は、θ21>θ11=θ12となっているが、θ21<θ11=θ12としてもよい。また6枚刃のねじれ刃は、1条、すなわちN=1配列されているが、2条以上、すなわちNは2以上であってもよい。

0023

各組のねじれ刃13a、13b、13c、13d、13e、13fは前述の図3と同様、刃長Lの中間位置においてねじれ刃の間隔(ピッチ)が一定となるラインを有しており(ピッチが一定となるラインは中間位置以外の刃長Lの任意の位置であってもよい)、前記ライン上においては図8に示すようにねじれ刃間のピッチ角度は同じ角度で60°となり、ねじれ刃13aと13d、ねじれ刃13bと13e及びねじれ刃13cと13fはそれぞれ180°の対称位置に位置している。そしてN組目である1組目のねじれ刃13a、13b、13cのねじれ刃13aと、N+1組目である2組目のねじれ刃13d、13e、13fのねじれ刃13dは、同じねじれ角θ11で、図7に示す展開図では平行に表われ、刃長L方向のどの位置においてもねじれ刃13aとねじれ刃13dの間隔は一定であるから、ねじれ刃13aと13dは、前記ライン上におけると同様、180°の対称位置に位置するようになる。

0024

1組目のねじれ刃13cと2組目のねじれ刃13fも同じねじれ角θ12(=θ11)で、ねじれ刃13a、13dと同様、刃長L方向のどの位置においても180°の対称位置に位置するようになり、1組目のねじれ刃13bと、2組目のねじれ刃13eについても、前記ねじれ刃13a、13c、13d、13e、13fとねじれ角はθ21と異なっているが、図7に示す展開図で平行に表われ、刃長L方向のどの位置においても180°の対称位置に位置するようになる。

0025

前記ねじれ刃13a、13b、13c、13d、13e、13fのうち、ねじれ刃13a、13c、13d、13fはねじれ角が同一で、図7に展開図で示されるように平行になることから、ねじれ刃13aと13c及びねじれ刃13dと13fは、刃長Lと直交する軸方向における間隔が同じとなり、ねじれ刃13aと13c間及びねじれ刃13dと13f間のねじれ刃13b及び13eはねじれ角がθ21で異なることから隣接するねじれ刃とは間隔が変化し、刃先ではねじれ刃13aと13b間の間隔及びねじれ刃13dと13e間の間隔がP1となり、ねじれ刃13bと13c間の間隔及びねじれ刃13eと13f間の間隔がP2となる。ねじれ刃13cと13d間及びねじれ刃13fと13a間の間隔は一定でP3となる。

0026

各ねじれ刃のピッチ角度は前述するようにそれぞれ、前記ライン上においては図8に示すように同じ角度60°となるが、ねじれ刃13aと13b間、ねじれ刃13bと13c間、ねじれ刃13dと13e間及びねじれ刃13eと13f間では軸方向において漸次変化し、刃先では図5に示すようにねじれ刃13aと13b間及びねじれ刃13dと13e間がα1、ねじれ刃13bと13c間、及びねじれ刃13eと13f間がα2となっており、ねじれ刃13cと13d間及びねじれ刃13fと13a間のピッチ角度α3は前記ライン上のピッチ角度が60°で刃長L方向で変わりがないことからピッチ角度α3も60°となる。

0027

なお、ねじれ刃13cと13d及びねじれ刃13fと13aは、ねじれ刃の間隔が一定で、被削材に食いつく間隔も同じであり、切れ刃ピッチ角度も60°で変わりはないが、図9に示すようにエンドミルが矢印T方向に回転するとき、ピッチ角度が60°の切れ刃が同時に被削材14の切削に関与した場合の径方向の切込み深さHは、刃径の1/4に相当する。一方6枚刃以上の多刃のエンドミルは仕上げ切削用であり、仕上げ切削は一般には径方向の切込みは刃径の1/10以下であるから、同じねじれ角のねじれ刃13cと13d及び13fと13aが隣接してピッチ角度60°に配設されていても仕上げ切削では同時に被削材14に食い付くことはないので共振することはなく、ビビリ振動を抑制する効果は従来の不等リードエンドミルと変わりがない。

0028

11・・エンドミル本体
12・・シャンク部
13・・刃部
13a、13b、13c、13D、13e、13f・・ねじれ刃
14・・被削材

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