JP2024039139A - エンドミル - Google Patents

Abstract

【課題】外周刃先端付近のチッピングまたは欠損が抑制された長寿命のエンドミルを提供する。
【解決手段】中心軸回りに回転される切刃部およびシャンクを備えるエンドミル。切刃部の先端面に位置する底刃と、切刃部の外周面に位置する外周刃とを有する。底刃は、中心軸に直交する平面に対して３°以下の傾斜角で、底刃の外周端から径方向内側に向かうに従って前記シャンク側へ延びる底刃外周部を有する。底刃外周部に隣接する底刃外周部第１逃げ面の逃げ角は、外周刃に隣接する外周刃第１逃げ面の逃げ角よりも大きい。底刃外周部第１逃げ面の幅は、外周刃第１逃げ面の幅よりも大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンドミルに関する。

従来、エンドミルの外周刃の刃先強度向上を目的として、例えば特許文献１に記載のように、外周刃の逃げ面に、微小逃げ角かつ微小逃げ面幅の逃げ面を設けることが知られている。

特開２０１２－０９１３０６号公報

しかし、微小逃げ面を設けて刃先強度を高めたエンドミルにおいても、外周刃先端付近のチッピングまたは欠損を十分に抑制できない場合があり、工具寿命のさらなる延長が望まれていた。特に、基材を耐欠損性に乏しいＣＢＮとしたエンドミルにおいて、外周刃先端付近のチッピングまたは欠損が生じやすい課題があった。

本発明は、外周刃先端付近のチッピングまたは欠損が抑制された長寿命のエンドミルを提供することを目的の一つとする。

（１）本発明の一態様によれば、中心軸回りに回転される切刃部およびシャンクを備えるエンドミルが提供される。前記切刃部の先端面に位置する底刃と、前記切刃部の外周面に位置する外周刃とを有する。前記底刃は、中心軸に直交する平面に対して３°以下の傾斜角で、前記底刃の外周端から径方向内側に向かうに従って前記シャンク側へ延びる底刃外周部を有する。前記底刃外周部に隣接する底刃外周部第１逃げ面の逃げ角は、前記外周刃に隣接する外周刃第１逃げ面の逃げ角よりも大きい。前記底刃外周部第１逃げ面の幅は、前記外周刃第１逃げ面の幅よりも大きい。

上記構成によれば、底刃が３°以下のすかし角の底刃外周部を有することで、底刃の切削抵抗の向きを中心軸に平行な方向に近づけ、底刃から外周刃に向かって作用する負荷を低減できる。かつ、底刃外周部第１逃げ面の逃げ角が、外周刃第１逃げ面の逃げ角よりも大きいだけでなく、底刃外周部第１逃げ面の幅も、外周刃第１逃げ面の幅よりも大きくすることで、外周刃の刃先強度を高めるだけでなく、底刃外周部のすかし角を３°以下に抑えたにもかかわらず、底刃の切削抵抗を過大とさせることなく、エンドミル先端付近の十分な剛性も確保しながら、外周刃先端付近における底刃から外周刃に向かって作用する負荷を低減させることが可能となり、外周刃先端付近において発生していたチッピングや大きな欠けを効果的に抑制することができる。

（２）（１）のエンドミルにおいて、前記切刃部は、ＣＢＮ焼結体からなる構成としてもよい。

（３）（１）または（２）のエンドミルにおいて、前記底刃外周部と前記外周刃は、コーナーＲ刃を介して接続され、前記エンドミルの側面視において、前記コーナーＲ刃に隣接するコーナーＲ刃第１逃げ面の幅は、前記コーナーＲ刃の先端側から後端側に向かって漸次減少しており、前記コーナーＲ刃第１逃げ面の逃げ角も、底刃側から外周刃側に向かって漸次減少している構成としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載のエンドミルにおいて、前記第１切刃の第１逃げ面の幅と前記第２切刃の第１逃げ面の幅との比は、３以上２０以下の範囲内にある構成としてもよい。

（５）（１）から（４）のいずれか１つに記載のエンドミルにおいて、前記第１切刃の第１逃げ面の逃げ角と前記第２切刃の第１逃げ面の逃げ角の差は、４°以上である構成としてもよい。

（６）（５）のエンドミルにおいて、前記第１切刃の第１逃げ面の逃げ角は、１５°以下であり、前記第２切刃の第１逃げ面の逃げ角は、５°以下である構成としてもよい。

本発明の一態様によれば、外周刃先端付近のチッピングまたは欠損が抑制された長寿命のエンドミルが提供される。

図１は、実施形態のエンドミルの全体を示す側面図である。 図２は、実施形態のエンドミルの切刃部を拡大して示す斜視図である。 図３は、切刃部のコーナー部分を拡大して示す斜視図である。 図４は、切刃を工具回転方向Ｔの前方側から見た概略図である。 図５は、エンドミルの先端面を回転軸の延在方向から見た（先端面視の）先端面図である。 図６は、外周刃第１逃げ面を回転軸の延在方向に直交する方向から見た（側面視の）側面図である。 図７は、実施例の切削評価の加工方法を示す概略図である。

図１は、本実施形態のエンドミルの全体を示す側面図である。図２は、本実施形態のエンドミル１の切刃部３を拡大して示す斜視図である。図３は、切刃部３のコーナー部分を拡大して示す斜視図である。

本実施形態のエンドミル１は、工具径Ｄが２ｍｍ、コーナーＲ半径が０．０２ｍｍ、首下長Ｌが６ｍｍのロングネックラジアスエンドミルである。エンドミル１は、中心軸Ｏに沿って延びるシャンク２と、シャンク２の先端に固定される切刃部３とを備える。エンドミル１は、中心軸Ｏ周りに回転されて使用される。したがって、中心軸Ｏは、エンドミル１の回転中心軸である。

本実施形態の説明では、エンドミル１の中心軸Ｏの延びる方向、すなわち中心軸Ｏに沿う方向を、軸方向と呼ぶ。軸方向のうち、切刃部３からシャンク２へ向かう方向を、後端側と呼ぶ。後端側は、図１における右側である。軸方向のうち、シャンク２から切刃部３へ向かう方向を、先端側と呼ぶ。先端側は、図１における左側である。中心軸Ｏに直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Ｏに近づく向きを径方向の内側と呼び、中心軸Ｏから離れる向きを径方向の外側または外周側と呼ぶ。中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。周方向のうち、切削加工時にエンドミル１が回転させられる向きを工具回転方向Ｔ（図２参照）と呼び、これとは反対の回転方向を、工具回転方向Ｔとは反対方向または反工具回転方向と呼ぶ。

シャンク２は、工作機械の主軸に取り付けられるシャンク本体部２ａと、シャンク本体部２ａから中心軸Ｏに沿って先端側へ延びる首部２ｂとを有する。シャンク本体部２ａは、後端側が中心軸Ｏに沿って延びる円柱状であり、先端側が首部２ｂに向かって先細りのテーパー状である。首部２ｂは、シャンク本体部２ａのテーパー状部分の先端から先端側へ延びる。首部２ｂはシャンク本体部２ａよりも小径の円柱状である。切刃部３は、シャンク２の首部２ｂの先端に固定される。

切刃部３は、本実施形態では、ＣＢＮ焼結体である。切刃部３は、全体が超硬合金からなる構成としてもよい。切刃部３を超硬合金製とする場合には、単一の超硬合金部材にシャンク２と切刃部３とが設けられる構成としてもよい。

切刃部３は、２枚の切刃１０を有する。切刃部３は、中心軸Ｏを対称軸とする１８０°回転対称形状である。２枚の切刃１０は、中心軸Ｏを中心とする１８０°回転対称に配置される。２枚の切刃１０はそれぞれ、底刃１１と、底刃逃げ面１２と、外周刃１３と、外周刃逃げ面１４と、コーナーＲ刃１５と、コーナーＲ刃第１逃げ面１６と、すくい面１７と、ネガランド１８と、を備える。

底刃１１は、エンドミル１の軸方向の先端部（先端面）に位置する。図４は、切刃１０を工具回転方向Ｔの前方側から見た概略図である。図４に示すように、中心軸Ｏと底刃１１の外周端Ａとを含む基準面を正面に見て、底刃１１は、底刃１１の外周端Ａから径方向内側に向かうに従い、中心軸Ｏに直交する平面Ｃに対し、３°以下の傾斜角（すかし角）で軸方向後端側へ向かって延びる底刃外周部１１ａを有する。本発明において、底刃１１のうち外周端Ａを含む少なくとも底刃外周部１１ａのすかし角αが３°以下であればよい。即ち、底刃１１全体のすかし角が３°以下であってもよいし、底刃外周部１１ａのすかし角が３°以下で、底刃外周部１１ａより中心軸側の部分である底刃内周部のすかし角が３°より大きくてもよい。すかし角αは０°を超えて３°以下の角度である。本実施形態の場合、底刃外周部１１ａのすかし角αは１°、底刃外周部１１ａの径方向内側の端部から、更に径方向内側に向かって延在する底刃内周部１１ｂのすかし角βは６°である。

本発明において、底刃１１と外周刃１３との間にコーナーＲ刃１５があっても、なくてもよい。本実施形態のエンドミル１においては、コーナーＲ刃１５があり、底刃１１の外周端Ａは、コーナーＲ刃１５の一端と繋がる。すなわち底刃外周部１１ａの外周端Ａは、コーナーＲ刃１５の一端と繋がる。本実施形態の場合、底刃外周部１１ａの径方向長さは０．２５ｍｍ（０．１２５Ｄ）であり、底刃内周部１１ｂの径方向長さは、０．７５ｍｍ（０．３７５Ｄ）である。

底刃内周部１１ｂの傾斜角βは、底刃外周部１１ａの傾斜角αよりも大きい角度であれば限定されないが、傾斜角βと傾斜角αとの差が３°以上あることが好ましい。すなわち、傾斜角βは、３°を超える角度であることが好ましい。傾斜角βと傾斜角αとの差は、４°以上、あるいは５°以上がより好ましい。本実施形態では、底刃内周部１１ｂの傾斜角βは、６°である。

図３および図５に示すように、切刃１０の逃げ面のうち、底刃１１に沿うとともに、底刃１１の工具回転方向Ｔとは反対方向に延在する部分は、底刃逃げ面１２である。底刃逃げ面１２は、切刃部３の先端面に位置する。底刃逃げ面１２は、底刃外周部１１ａに隣接する底刃外周部第１逃げ面１２ａと、底刃内周部１１ｂに隣接する底刃内周部第１逃げ面１２ｂとを有する。尚、本明細書において、切刃の回転方向後方にて切刃に隣接する逃げ面を「第１逃げ面」、第１逃げ面と回転方向後方にて隣接する逃げ面を「第２逃げ面」と名付ける。

底刃逃げ面１２は、底刃１１から工具回転方向Ｔとは反対方向に向かうにしたがい後端側に向けて延びる。これにより底刃逃げ面１２には、逃げ角が付与される。本実施形態の場合、底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γおよび底刃内周部第１逃げ面１２ｂの逃げ角は、いずれも１０°である。

図５は、エンドミルの先端面を回転軸の延在方向から見た（先端面視の）先端面図である。図５に図示するように、本明細書において、底刃外周部第１逃げ面１２ａの幅Ｗ１は、先端面視において、底刃１１の延在方向に直交する方向における底刃外周部第１逃げ面１２ａの最大長さを意味する。本実施形態において、底刃外周部第１逃げ面１２ａの幅Ｗ１は、０．１２Ｄである。

外周刃１３は、切刃１０の径方向の外端部に位置する。外周刃１３は、軸方向に沿って延び、コーナーＲ刃１５の後端側の端部（接続点Ｂ）と繋がる。外周刃１３の軸方向長さは、本実施形態では０．５ｍｍである。エンドミル１を中心軸Ｏ回りに回転させたときの外周刃１３の回転軌跡は、中心軸Ｏを中心とする円筒状である。

切刃１０の逃げ面のうち、外周刃１３に沿うとともに、外周刃１３の回転方向後方に延在する部分が外周刃逃げ面１４である。外周刃逃げ面１４は、切刃部３の外周面に配置される。外周刃逃げ面１４は、外周刃１３から工具回転方向Ｔとは反対方向に向かうに従い径方向の内側に向けて延びる。これにより外周刃逃げ面１４には、逃げ角が付与される。

本実施形態では、外周刃逃げ面１４は、外周刃１３に隣接する微小幅の外周刃第１逃げ面１４ａと、外周刃第１逃げ面１４ａの工具回転方向Ｔ後方側に隣接する幅広の外周刃第２逃げ面１４ｂとからなる。本実施形態では、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εは、４°である。外周刃第２逃げ面１４ｂの逃げ角は、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εよりも大きい。本実施形態では、外周刃第２逃げ面１４ｂの逃げ角は１４°である。

図６は、エンドミルの外周刃第１逃げ面１４ａを、中心軸の延在方向に直交する方向から見た（側面視の）側面図である。図６に図示するように、本明細書において、外周刃第１逃げ面１４ａの幅Ｗ２は、側面視において、外周刃１３の延在方向に直交する方向の外周刃第１逃げ面１４ａの最大長さを意味する。
本実施形態では、図３に示すように、外周刃第１逃げ面１４ａの先端側部分１４ｃが、先端側に向かって徐々に幅が狭くなる形状であるが、外周刃１３に隣接する外周刃第１逃げ面１４ａは、外周刃１３の全域にわたって所定の幅を有する。すなわち、外周刃第１逃げ面１４ａは、外周刃１３とコーナーＲ刃１５との接続点Ｂにおいても、所定の幅を有する逃げ面として形成される。本実施形態では、外周刃第１逃げ面１４ａの幅Ｗ２は、０．０１Ｄ、外周刃第１逃げ面１４ａと回転方向後方側にて隣接する外周刃第２逃げ面１４ｂの幅は、０．１５Ｄである。

本発明において、底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γが、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εよりも大きく、かつ底刃外周部第１逃げ面１２ａの幅Ｗ１が、外周刃第１逃げ面１４ａの幅Ｗ２よりも大きくなっていれば、底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γおよび逃げ面の幅Ｗ１は、底刃に沿って一定であっても、変化していてもよく、また、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εおよび幅Ｗ２は、外周刃１３に沿って一定であっても、変化していてもよい。

コーナーＲ刃１５は、底刃外周部１１ａの径方向の外周端Ａと、外周刃１３の先端（接続点Ｂ）とを接続し、切刃部３の先端外周側へ凸となる円弧状に形成されている。エンドミル１を中心軸Ｏ回りに回転させると、一対のコーナーＲ刃１５の回転軌跡は、ほぼ１／４円弧状を成す。本実施形態では、コーナーＲ刃の半径は、０．０２ｍｍである。

コーナーＲ刃１５の工具回転方向Ｔと反対側には、コーナーＲ刃第１逃げ面１６が隣接配置されている。コーナーＲ刃第１逃げ面１６は、切刃部３の先端外周側へ向けて凸となる曲面状を成し、径方向外側かつ先端側を向いて形成されている。コーナーＲ刃第１逃げ面１６は、コーナーＲ刃１５から工具回転方向Ｔとは反対側へ向かうに従い径方向内側かつ後端側へ向かうように傾斜していて、逃げ角が付与されている。図６に図示するように、径方向の側面視において、コーナーＲ刃第１逃げ面１６の幅は、先端側から後端側に向かって漸次変化（減少）している。また、コーナーＲ刃第１逃げ面１６の逃げ角も、底刃１１側から外周刃１３側に向かって漸次変化（減少）している。このようにすることで、底刃外周部１１ａと外周刃１３とが、それぞれの第１逃げ面の逃げ角も幅も異なっている本発明において、両切刃間における切削抵抗の急激な変化を緩和することができ、底刃１１の先端部におけるチッピングや欠けをより抑制することができる。

ネガランド１８は、すくい面１７の周縁部に沿って形成される。ネガランド１８は、工具回転方向Ｔ前方側から見てＬ形に形成される。ネガランド１８は、Ｌ形の切刃１０の全域に沿って配置される。ネガランド１８は、すくい面１７の周縁に向かうに従って、工具回転方向Ｔ後方側に位置する傾斜面である。底刃１１、外周刃１３、およびコーナーＲ刃１５は、ネガランド１８によって負のすくい角を与えられる。底刃１１、外周刃１３およびコーナーＲ刃１５のすくい角は、本実施形態の場合、－３０°である。

以上に説明した本実施形態のエンドミル１は、底刃１１の外周端Ａから径方向内側に向かって延在する底刃外周部１１ａのすかし角αが３°以下であり、かつ底刃外周部１１ａに隣接する底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γおよび幅Ｗ１が、外周刃１３に隣接する外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εおよび幅Ｗ２よりも、それぞれ大きい。この作用効果について以下に説明する。

比較例としての図４に二点鎖線で示す仮想底刃１１ｖは、底刃１１の外周端Ａを含む底刃外周部のすかし角αが６°である。底刃外周部１１ａのすかし角が１°の本実施形態の底刃１１を用いる切削加工と、底刃外周部のすかし角が６°の仮想底刃１１ｖを用いる切削加工とでは、底刃の切削抵抗の向きが互いに異なる。すなわち、すかし角（傾斜角α）が小さい底刃外周部１１ａの切削抵抗の向きｄ１は、すかし角が大きい仮想底刃１１ｖの切削抵抗の向きｄ２よりも軸方向と平行な向きに近づく。これにより、エンドミル１では、外周刃先端付近において、底刃１１から外周刃１３に向かって作用する負荷が低減される。

更に、本発明は、底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γが、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εよりも大きいだけでなく、底刃外周部第１逃げ面１２ａの幅Ｗ１も、外周刃第１逃げ面１４ａの幅Ｗ２よりも大きくすることで、外周刃の刃先強度を高めるだけでなく、底刃外周部のすかし角を３°以下に抑えたにもかかわらず、底刃の切削抵抗を過大とさせることなく、エンドミル先端付近の十分な剛性も確保しながら、外周刃先端付近における底刃１１から外周刃１３に向かって作用する負荷を低減させることが可能となり、外周刃先端付近において発生していたチッピングや大きな欠けを効果的に抑制することができる。

特に、切刃部３の母材として、耐欠損性に劣るＣＢＮ焼結体を用いた場合や、コーナーＲ半径が０．１ｍｍ以下とした場合には、その課題が特に顕著であり、外周刃や底刃の逃げ角を小さくして、切刃の刃物角を大きくしたとしても、外周刃先端付近において、軸方向に工具径の２０％近くに及ぶサイズの大きな欠けが発生することがあった。しかしながら、上記のような本発明の構成とすることで、切刃部３の母材として、耐欠損性に劣るに優れるＣＢＮ焼結体を用いた場合であっても、コーナーＲ半径が０．１ｍｍ以下とした場合であっても、外周刃先端付近における欠けやチッピングを十分に抑制することができる。

上記実施形態では、各部の寸法を具体的に例示して説明したが、エンドミル１において各部の寸法は、機能を損なわない範囲で変更可能である。
底刃外周部１１ａの長さは、上記実施形態では０．２５ｍｍ（０．１２５Ｄ）としたが、底刃外周部１１ａの長さは、工具径Ｄが１ｍｍ以上である場合に、０．０５Ｄ以上であることが好ましい。０．１Ｄ以上であることがより好ましい。底刃外周部１１ａの長さは、０．８Ｄ以下が好ましく、０．５Ｄ以下がより好ましい。底刃外周部１１ａが長すぎると底刃１１の切削抵抗が増大する。底刃外周部１１ａが短すぎると切削抵抗の向きを軸方向側に近づける作用が小さくなり、外周刃１３の先端付近の欠けを抑制する効果が少なくなる。

工具径Ｄが１ｍｍ未満のエンドミル１では、底刃１１をすかし角が異なる２つの切刃に加工するのが困難になる。そこで、工具径Ｄが１ｍｍ未満のエンドミル１においては、底刃１１全体のすかし角を３°以下としてもよい。すなわち、底刃１１全体が底刃外周部１１ａと同じ３°以下のすかし角である構成としてもよい。

底刃外周部１１ａの底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γと、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εは、それらの差が４°以上となる角度であることが好ましく、５°以上であることがより好ましい。上記実施形態では、上記逃げ角の角度差γ－εは６°である。底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γは１５°以下の範囲内であることが好ましく、外周刃第１逃げ面１４ａの逃げ角εは５°以下の範囲内であることが好ましい。

底刃外周部１１ａの底刃外周部第１逃げ面１２ａの幅（Ｗ１）と、外周刃第１逃げ面１４ａの幅（Ｗ２）との比（Ｗ１／Ｗ２）は、３以上２０以下の範囲内であることが好ましい。比（Ｗ１／Ｗ２）の下限値は、好ましくは５以上、より好ましくは８以上である。比（Ｗ１／Ｗ２）の上限値は、好ましくは１８以下、より好ましくは１５以下である。

底刃外周部１１ａの底刃外周部第１逃げ面１２ａの幅（Ｗ１）は、工具径Ｄに対して、０．１１Ｄ以上０．１９Ｄ以下の範囲内であることが好ましい。幅（Ｗ１）は、０．１２Ｄ以上、あるいは０．１３Ｄ以上がより好ましい。幅（Ｗ１）は、０．１８Ｄ以下、あるいは０．１７Ｄ以下がより好ましい。工具径Ｄが２ｍｍの上記実施形態では、幅（Ｗ１）は、０．２２ｍｍ以上０．３８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。

外周刃第１逃げ面１４ａの幅（Ｗ２）は、工具径Ｄに対して、０．０１Ｄ以上０．０４Ｄ以下の範囲内であることが好ましい。幅（Ｗ２）は、０．１５Ｄ以上、あるいは０．０２Ｄ以上がより好ましい。幅（Ｗ２）は、０．０３５Ｄ以下、あるいは０．０３Ｄ以下がより好ましい。工具径Ｄが２ｍｍの上記実施形態では、幅（Ｗ２）は０．０２ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。

底刃内周部第１逃げ面１２ｂの逃げ角は、１５°以下の範囲内であることが好ましい。上記実施形態では、底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γと底刃内周部第１逃げ面１２ｂの逃げ角をいずれも１０°としたが、底刃外周部第１逃げ面１２ａの逃げ角γと底刃内周部第１逃げ面１２ｂの逃げ角は、互いに異なる角度であってもよい。

コーナーＲ刃１５の半径（コーナーＲ半径）は、特に限定されない。エンドミルの工具径Ｄが３ｍｍ以下である場合に、コーナーＲ半径が０．１ｍｍ以下であると、外周刃先端付近における欠けが生じやすい。したがって、本実施形態の構成は、工具径Ｄが３ｍｍで、コーナーＲ半径が０．１ｍｍ以下のラジアスエンドミル、あるいは、スクエアエンドミルに好適である。

底刃１１、外周刃１３およびコーナーＲ刃１５のすくい角は、－５０°以上－２０°以下の範囲内であることが好ましい。上記すくい角は、－４５°以上、あるいは－３５°以上がより好ましい。上記すくい角は、－２５°以下がより好ましい。底刃１１のすくい角と外周刃１３のすくい角とコーナーＲ刃１５のすくい角は、互いに異なる角度であってもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されない。

〔エンドミルの作製及び切削試験〕
実施例１として、前述した実施形態のエンドミルを作製した。諸元を以下に示す。
切刃部 ：ＣＢＮ、２枚刃
シャンク ：超硬合金
工具径(刃径)Ｄ ：２ｍｍ
コーナーＲ半径 ：０．０２ｍｍ
首下長 ：６ｍｍ
底刃外周部 ：すかし角１°
底刃外周部第１逃げ面：逃げ角１０°、幅０．２４ｍｍ
底刃内周部 ：すかし角６°
底刃内周部第１逃げ面：逃げ角１０°
外周刃 ：ねじれ角０°
外周刃第１逃げ面 ：逃げ角４°、幅０．０２ｍｍ
外周刃第２逃げ面 ：逃げ角１４°、幅０．３０ｍｍ
ネガランド ：すくい角－３０°

また、表１に記載したような比較例１～４のエンドミルを作製した。
比較例１のエンドミルは、従来の一般的なＣＢＮラジアスエンドミルの例として、外周刃第１逃げ面の逃げ角を１４°、底刃外周部第１逃げ面の逃げ角を１０°、外周刃第１逃げ面の幅を０．１６Ｄ、底刃外周部第１逃げ面の幅を０．１２Ｄ、底刃外周部のすかし角を６°とした。その他の構成は、実施例１と同様である。
比較例２は、外周刃の刃物角を比較例１よりも大きくさせたエンドミルである。
比較例３は、外周刃と底刃外周部の双方の刃物角を比較例１よりも大きくしたエンドミルである。
比較例４は、外周刃と底刃外周部の双方の刃物角を比較例１よりも大きくさせ、更に、軸直角平面に対する底刃外周部の傾斜を比較例１よりも緩くさせたエンドミルである。
尚、上記にて説明した実施例１は、外周刃の刃物角だけを比較例１よりも大きくさせつつ、軸直角平面に対する底刃外周部の傾斜を比較例１よりも緩くさせ、底刃の逃げ角だけでなく逃げ面幅も、それぞれ外周刃よりも大きくさせた。

このように作製した実施例１、比較例１～４のラジアスエンドミルを、工作機械に装着して、切削評価を行なった。図７に切削評価時の加工方法の概略を示す。被削材Ｗの材料としてＳＴＡＶＡＸ材、寸法は６０×６０×３０（ｍｍ）を用いた。被削材Ｗに対して、１°勾配、隅Ｒなし、進入傾斜角０．５°の条件で、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．６ｍｍの等高線ポケット加工を繰り返し行った。
所定時間の加工を行う毎に、エンドミルの切刃の状態を顕微鏡観察し、チッピングや欠けの有無、摩耗状態の確認を行った。

＜切削条件＞
被削材 ：ＳＴＡＶＡＸ（５２ＨＲＣ）
クーラント ：ミストブロー
主軸の回転数（ｎ） ：２４０００回転／分（Ｖｃ＝１５０ｍ／分）
テーブル送り（Ｖｆ） ：１２００ｍｍ／分（ｆｚ＝０．０２５ｍｍ／ｔ）
軸方向切込み量（ａｐ）：０．００５ｍｍ（一定）
径方向切込み幅（ａｅ）：０．２ｍｍ（一定）

表１に示すように、比較例１のエンドミルは、４時間切削後に外周刃に大きな欠けが発生した。
比較例２は、外周刃第１逃げ面の逃げ角を比較例１よりも小さくさせることで、外周刃の刃物角を大きくさせた。しかしながら、外周刃に大きな欠けは発生しなかったものの、４時間切削後に外周刃にチッピングが発生した。
比較例３は、外周刃第１逃げ面の逃げ角だけでなく、底刃外周部逃げ面の逃げ角も、比較例１よりも小さくさせることで、外周刃および底刃外周部の双方の刃物角を大きくさせた。しかしながら、比較例３も比較例２と同様に、４時間切削後に外周刃にチッピングが発生した。このことから、底刃や外周刃といった切刃の刃物角を大きくさせる（刃先強度を向上させる）だけでは、外周刃先端付近のチッピングを十分には抑制できないことが分かった。
実施例１は、外周刃第１逃げ面の逃げ角を比較例１よりも小さくさせ、言い換えると、外周刃第１逃げ面の逃げ角を、底刃外周部第１逃げ面の逃げ角よりも小さくさせつつ、底刃の切削抵抗の向きと大きさに着目し、底刃の軸直角平面に対する傾斜角を比較例１よりも小さくさせつつ、底刃外周部第１逃げ面の幅についても、外周刃第１逃げ面の幅よりも大きくさせた。このような実施例１は、１０時間切削することができ、比較例１と比べて寿命は２．５倍となった。また、比較例４は、実施例１をベースにしつつ、外周刃の刃物角だけでなく底刃の刃物角も大きくさせるべく、底刃外周部第１逃げ面の逃げ角γを、実施例１よりも小さくし、実施例１の外周刃第１逃げ面の逃げ角εと等しくさせた点のみ実施例１と異なる。しかしながら、比較例４は、４時間切削後、外周刃にチッピングが発生し寿命となった。このことから、底刃の切削抵抗の向きをより中心軸側へシフトさせて、外周刃先端付近における外周刃の負荷を低減させるだけでなく、底刃の切削抵抗の大きさも過大とさせないようにすることも重要であることが分かった。

１…エンドミル、２…シャンク、３…切刃部、１０…切刃、１１…底刃、１１ａ…底刃外周部、１２ａ…底刃外周部第１逃げ面、１３…外周刃、１４ａ…外周刃第１逃げ面、１５…コーナーＲ刃、１６…コーナーＲ刃第１逃げ面 Ａ…底刃の外周端、Ｂ…外周刃の先端（接続点）、Ｃ…中心軸Ｏに直交する平面、Ｄ…工具径、Ｗ１…底刃外周部第１逃げ面の幅、Ｗ２…外周刃第１逃げ面の幅、α，β…傾斜角（すかし角）、Ｏ…中心軸

Claims (6)

1. 中心軸回りに回転される切刃部およびシャンクを備えるエンドミルであって、
   前記切刃部の先端面に位置する底刃と、前記切刃部の外周面に位置する外周刃とを有し、
   前記底刃は、中心軸に直交する平面に対して３°以下の傾斜角で、前記底刃の外周端から径方向内側に向かうに従って前記シャンク側へ延びる底刃外周部を有し、
   前記底刃外周部に隣接する底刃外周部第１逃げ面の逃げ角は、前記外周刃に隣接する外周刃第１逃げ面の逃げ角よりも大きく、前記底刃外周部第１逃げ面の幅は、前記外周刃第１逃げ面の幅よりも大きい、
   エンドミル。
2. 前記切刃部は、ＣＢＮ焼結体からなる、
   請求項１に記載のエンドミル。
3. 前記底刃外周部と前記外周刃は、コーナーＲ刃を介して接続され、
   前記エンドミルの側面視において、前記コーナーＲ刃に隣接するコーナーＲ刃第１逃げ面の幅は、前記コーナーＲ刃の先端側から後端側に向かって漸次減少しており、
   前記コーナーＲ刃第１逃げ面の逃げ角も、底刃側から外周刃側に向かって漸次減少している、
   請求項１または２に記載のエンドミル。
4. 前記底刃外周部第１逃げ面の幅と前記外周刃第１逃げ面の幅との比は、３以上２０以下の範囲内にある、
   請求項１または２に記載のエンドミル。
5. 前記底刃外周部第１逃げ面の逃げ角と前記外周刃第１逃げ面の逃げ角の差は、４°以上である、
   請求項１または２に記載のエンドミル。
6. 前記底刃外周部第１逃げ面の逃げ角は、１５°以下であり、
   前記外周刃第１逃げ面の逃げ角は、５°以下である、
   請求項５に記載のエンドミル。

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