特許 7417112 エンドミル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-10

(45)【発行日】2024-01-18

(54)【発明の名称】エンドミル

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/10 20060101AFI20240111BHJP

【ＦＩ】

B23C5/10 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020525585

(86)(22)【出願日】2019-06-11

(86)【国際出願番号】 JP2019023085

(87)【国際公開番号】W WO2019244711

(87)【国際公開日】2019-12-26

【審査請求日】2022-05-10

(31)【優先権主張番号】P 2018118324

(32)【優先日】2018-06-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000233066

【氏名又は名称】株式会社ＭＯＬＤＩＮＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】馬場 誠

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 諒

(72)【発明者】

【氏名】徳山 彰

【審査官】野口 絢子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１５６６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４９４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０４９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００５８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ１／００－９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りにエンドミル回転方向に回転される軸状のエンドミル本体と、
このエンドミル本体の先端部外周に形成されて、上記エンドミル本体の先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝と、
この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面の外周側辺稜部に形成された外周刃を有する切刃とを備え、
上記外周刃は、上記軸線回りの回転軌跡の上記軸線に沿った断面が、上記エンドミル本体の外周側に凸となる凸曲線状をなしていて、
この外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径が、上記切刃の最大直径である上記切刃の外径の１／２よりも大きく、上記外径の３倍以下とされており、
上記外周刃は上記エンドミル本体の後端側に向かうに従い上記エンドミル回転方向とは反対側に捩れていて、この外周刃の捩れ角が４０°以上とされ、
さらに上記外周刃の径方向すくい角が－２０°以上で０°以下とされていることを特徴とするエンドミル。

【請求項2】

上記外周刃の径方向すくい角が－１０°以上で－３°以下とされている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】

上記外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線は、上記エンドミル本体の先端側に向かうに従い漸次内周側に向かって延びていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンドミル。

【請求項4】

上記外周刃が形成された部分の上記軸線に直交する断面における上記エンドミル本体の芯厚は、同じ断面における上記外周刃の直径の７０％以上で８５％以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のエンドミル。

【請求項5】

上記外周刃の上記軸線方向の長さが、上記外径の０．７５倍以上で２倍以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のエンドミル。

【請求項6】

上記切刃は、上記エンドミル本体の先端部に、上記軸線回りの回転軌跡の上記軸線に沿った断面が上記軸線上に中心を有して上記外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の先端に接する凸曲線状をなす底刃をさらに有しており、
この底刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径に対して、上記外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径が、５倍以上で２０倍以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のエンドミル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンドミルに関する。
本願は、２０１８年６月２１日に、日本に出願された特願２０１８－１１８３２４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

３軸加工機による金型等の切削加工に用いられるエンドミルとしては、例えば特許文献１に記載されているようなボールエンドミルが一般的に知られている。ボールエンドミルでは、軸線回りに回転される軸状のエンドミル本体の先端部外周に、通常は複数条の切屑排出溝が周方向に間隔をあけてエンドミル本体の先端から後端側に延びるように形成されている。

【0003】

切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面の外周側辺稜部には切刃が形成される。切刃は、軸線方向の先端部に、軸線回りの回転軌跡が軸線上に中心を有する半球状をなす底刃を備える。切刃は、軸線方向の後端部に、上記底刃に連なり、軸線回りの回転軌跡が軸線を中心とする円筒面状をなす外周刃を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平５－３３７７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ボールエンドミルを用いて、金型等のエンドミル本体の軸線に対する傾斜角が小さい縦壁を３軸加工機により切削加工する場合には、エンドミル本体を軸線に垂直な方向に送り出して等高線加工を行う。等高線加工では、回転軌跡が半球状をなす底刃の後端側部分によって上記縦壁を切削する。等高線加工による切削を、切削面が重なり合うようにして所定のピッチでエンドミル本体を軸線方向に移動させて段階的に繰り返すことにより縦壁を形成する。

【0006】

切刃の最大外径である工具径、すなわち底刃の回転軌跡がなす半球の直径が小さいと、上記ピッチを大きくした場合には、重なり合った切削面同士の境界部分が突出してしまって加工面粗さを損なう結果となる。そのため、縦方向のピッチを小さくせざるを得ず、加工効率が損なわれる結果となる。一方、上記工具径が大きいボールエンドミルは、エンドミル本体も大きくなるため、回転駆動力も大きくしなければならないとともに、コスト高になる。

【0007】

本発明は、被削材の縦壁を切削加工する場合に、同一工具径のボールエンドミルと比較して、軸線方向への移動ピッチを大きくして加工効率を高めることが可能なエンドミルを提供することを目的の一つとしている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様によれば、軸線回りにエンドミル回転方向に回転される軸状のエンドミル本体と、このエンドミル本体の先端部外周に形成されて、上記エンドミル本体の先端側から後端側に向けて延びる切屑排出溝と、この切屑排出溝のエンドミル回転方向を向く壁面の外周側辺稜部に形成された外周刃を有する切刃とを備え、上記外周刃は、上記軸線回りの回転軌跡の上記軸線に沿った断面が、上記エンドミル本体の外周側に凸となる凸曲線状をなしていて、この外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径が、上記切刃の最大直径である上記切刃の外径の１／２よりも大きく、上記外径の３倍以下とされており、上記外周刃は上記エンドミル本体の後端側に向かうに従い上記エンドミル回転方向とは反対側に捩れていて、この外周刃の捩れ角が４０°以上とされ、さらに上記外周刃の径方向すくい角が－２０°以上で０°以下とされていることを特徴とするエンドミルが提供される。

【0009】

このような構成のエンドミルでは、外周刃の軸線回りの回転軌跡の軸線に沿った断面がエンドミル本体の外周側に凸となる凸曲線状をなしていて、この凸曲線の曲率半径が切刃の最大直径である切刃の外径の１／２よりも大きくされている。これにより、回転軌跡が半球状とされたボールエンドミルの底刃のように曲率半径（半径）が切刃の外径の１／２とされているのと比べて、切刃の外径が同じ場合には、縦壁切削の際の移動ピッチを大きくしても切削面同士の境界部分が大きく突出するのを抑制することができる。

【0010】

上記構成のエンドミルでは、外周刃の捩れ角が２０°以上とされるとともに、外周刃の径方向すくい角が０°以下とされているので、外周刃の刃先強度を確保しつつ鋭い切れ味を外周刃に与えて切削負荷を低減できる。このため、エンドミル本体を大型化することなく、エンドミル本体を軸線方向に大きな移動ピッチで移動させても優れた加工面粗さを得ることができる。上記エンドミルによれば、被削材の縦壁を効率的かつ高品位に切削加工することが可能となる。外周刃の捩れ角は、２０°以上６０°以下、あるいは２０°以上５０°以下としてもよい。

【0011】

ただし、エンドミルの外周刃の回転軌跡がなす凸曲線の曲率半径が大きくなりすぎると、外周刃が軸線方向に広い範囲に亙って被削材に食い付いた状態となって切削抵抗の増大を招く。切削抵抗が大きくなると、ビビリ振動が発生して加工面粗さを損なうおそれがある。そのため、外周刃の回転軌跡がなす凸曲線の曲率半径は切刃の外径の３倍以下とされる。また、外周刃の径方向すくい角が小さくなりすぎても、同様に切削抵抗が増大するため、外周刃の径方向すくい角は－２０°以上とされる。

【0012】

上記外周刃の捩れ角を４０°以上としてもよい。この構成によれば、さらに鋭い切れ味を外周刃に与えて一層の切削抵抗を低減でき、加工面粗さを向上させることができる。外周刃の捩れ角は、４０°以上６０°以下、あるいは４０°以上５０°以下としてもよい。
上記外周刃の径方向すくい角を－１０°以上で－３°以下としてもよい。この構成によれば、切削抵抗の一層低減でき、かつ外周刃の刃先強度を確保することができる。

【0013】

上記外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線は、上記エンドミル本体の先端側に向かうに従い漸次内周側に向かって延びていてもよい。この構成によれば、３軸加工機においてエンドミル本体を被削材の縦壁の傾斜に沿って軸線方向先端側に所定のピッチで移動させることで、エンドミル本体と縦壁とを干渉させることなく切削加工を行うことが可能となる。

【0014】

上記外周刃が形成された部分の上記軸線に直交する断面における上記エンドミル本体の芯厚を、同じ断面における上記外周刃の直径の７０％以上で８５％以下としてもよい。この構成によれば、切屑排出溝に十分な大きさを確保して良好な切屑排出性を得ることができる。外周刃が形成された部分におけるエンドミル本体の剛性が高くなるので、切削抵抗によるビビリ振動の発生やエンドミル本体の撓みを防ぐことができる。したがって、上記エンドミルによれば、加工面粗さをさらに向上させることができる。

【0015】

上記外周刃の上記軸線方向の長さを、上記外径の０．７５倍以上で２倍以下の範囲内としてもよい。この構成によれば、１回の等高線加工における縦壁の加工幅は十分に確保しつつ、縦壁に続いて被削材に水平な底面や縦壁よりも傾斜が緩やかな傾斜面が形成されている場合でも、これら底面や傾斜面の極近くまで３軸加工機によって切削加工を行うことができる。

【0016】

上記切刃は、上記エンドミル本体の先端部に、上記軸線回りの回転軌跡の上記軸線に沿った断面が上記軸線上に中心を有して上記外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の先端に接する凸曲線状をなす底刃をさらに有していてもよい。この場合には、例えば上述のように縦壁に続いて水平な底面が形成されているときに、これら縦壁と底面との間の隅角部の切削を上記底刃を用いて３軸加工機により行うことができる。

【0017】

上記の凸曲線状の底刃がエンドミル本体の先端部に形成されている場合には、底刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径に対して、上記外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径は、５倍以上で２０倍以下の範囲内とされるのが望ましい。この範囲よりも外周刃の曲率半径が大きいと、底刃の曲率半径が小さくなりすぎて欠損を生じるおそれがある。一方、外周刃の曲率半径がこの範囲よりも小さいと、底刃と外周刃の曲率半径が略同じとなってボールエンドミルによる切削加工と変わらなくなる。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように、本発明のエンドミルによれば、同一工具径のボールエンドミルと比較して、軸線方向への移動ピッチを大きくして加工効率を高めることができる。本発明のエンドミルによれば、３軸加工機によって被削材の縦壁を切削加工する場合でも、加工効率を向上でき、優れた加工面粗さを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の一実施形態を示すエンドミル本体の先端部の側面図である。

【図2】図２は、図１に示す実施形態のさらに先端部の拡大側面図である。

【図3】図３は、図１に示す実施形態の中心部を示す軸線方向先端側から見た拡大正面図である。

【図4】図４は、図１におけるＺＺ断面図（エンドミル本体の先端から軸線方向後端側に５ｍｍの位置の断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１ないし図４は、本発明の一実施形態に係るエンドミルを示す。
本実施形態のエンドミル１０は、エンドミル本体１と、エンドミル本体１の表面に形成される硬質皮膜（図示省略）とを含む。エンドミル１０は、硬質皮膜を備えない構成であってもよい。
本実施形態において、エンドミル本体１は、例えば超硬合金や高速度工具鋼等の硬質な金属材料によって一体に形成されて、軸線Ｏを中心とした略円柱の軸状をなしている。エンドミル本体１の先端部（図１および図２において左側部分）には刃部２が形成される。刃部２以外の後端部（図１において右側部分）は円柱状のままのシャンク部３とされている。

【0021】

本実施形態のエンドミル１０は、シャンク部３が例えば３軸加工機であるマシニングセンタ等の工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りにエンドミル回転方向Ｔに回転されつつ、通常は軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、上記刃部２によって被削材に比較的小さな切り込み量で仕上げ加工や中仕上げ加工等の切削加工（転削加工）を行う切削工具（転削工具）である。本実施形態のエンドミル１０は、例えば金属材料からなる金型等の被削材に凹曲面や凸曲面の曲面加工やポケット加工、深掘り加工、面取り加工等の各種切削加工を施す。

【0022】

刃部２には、刃部２の先端から後端側に向けて延びる切屑排出溝４が形成されている。本実施形態では、複数（４つ）の切屑排出溝４が周方向に間隔をあけて形成されている。これらの切屑排出溝４は、エンドミル本体１の後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かうように捩れている。

【0023】

切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面は、図４に示すように外周側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に向かうように延びている。切屑排出溝４の壁面の外周側辺稜部には切刃５として、外周刃６が周方向に等間隔に形成されている。すなわち、本実施形態のエンドミル１０は４枚刃のソリッドエンドミルである。外周刃６は周方向に不等間隔に形成されていてもよい。

【0024】

切屑排出溝４のエンドミル回転方向Ｔを向く上記壁面は外周刃６のすくい面とされる。外周刃６を介してすくい面に交差する刃部２の外周面は外周刃６の逃げ面とされる。本実施形態では外周刃６に負の径方向すくい角αと正の捩れ角βが与えられる。なお、複数の切屑排出溝４にそれぞれ形成される複数（４つ）の外周刃６は、軸線Ｏ回りの回転軌跡が互いに一致させられる。

【0025】

切屑排出溝４の先端部には、刃部２の内周側に延びる凹溝状のギャッシュ７が形成されている。ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面の先端から外周側に延びる辺稜部には、外周刃６の先端にそれぞれ連なる底刃８が、切刃５として形成されている。ギャッシュ７のエンドミル回転方向Ｔを向く壁面は底刃８のすくい面とされる。底刃８のすくい面に底刃８を介して連なる刃部２の先端面は底刃８の逃げ面とされる。

【0026】

本実施形態では、複数の底刃８は、図３に示すように軸線Ｏ方向先端側から見て、周方向に交互に位置する長底刃８Ａと短底刃８Ｂとからなる。長底刃８Ａは、外周刃６の先端からエンドミル回転方向Ｔに凸となる凸曲線を描きつつ軸線Ｏを越えて延びる。短底刃８Ｂは、外周刃６の先端からエンドミル回転方向Ｔに凸となる凸曲線を描きつつ軸線Ｏを越えずに延びる。本実施形態の場合、２つの長底刃８Ａは軸線Ｏに交差することはなく、これらの長底刃８Ａの内周端同士は軸線Ｏに対する径方向に互いに行き違っている。

【0027】

外周刃６は、軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面が、図１に鎖線で示すようにエンドミル本体１の外周側に凸となる凸曲線状をなしている。外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線は、本実施形態では凸円弧であり、エンドミル本体１の先端側に向かうに従い漸次内周側に向かうように延びている。底刃８の軸線Ｏ回りの回転軌跡は、外周刃６の回転軌跡に外周刃６の先端において接して軸線Ｏ上に中心を有する１つの凸半球状面に位置している。

【0028】

切刃５の直径、すなわち切刃５が軸線Ｏ回りになす円の直径は、外周刃６の後端において最大となる。外周刃６の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす上記凸曲線の曲率半径Ｒは、切刃５の最大直径である切刃５の外径Ｄの１／２よりも大きく、外径Ｄの３倍以下とされている。本実施形態では、上記凸曲線の曲率半径Ｒは切刃５の外径Ｄと等しくされている。

【0029】

外周刃６は、エンドミル本体１の後端側に向かうに従いエンドミル回転方向Ｔとは反対側に捩れていて、上述のように正の捩れ角βが与えられている。外周刃６の捩れ角βは２０°以上とされ、好ましくは３０°以上、望ましくは４０°以上とされている。本実施形態では、外周刃６の径方向すくい角αは上述のように負角とされているが、この径方向すくい角αは－２０°以上で０°以下とされて、望ましくは－１０°以上で－３°以下とされている。

【0030】

外周刃６が形成された部分の軸線Ｏに直交する断面におけるエンドミル本体１の刃部２の芯厚Ｄｗは、図４に示すように軸線Ｏに直交する断面において切屑排出溝４のエンドミル本体１外周側を向く底面に内接する芯厚円Ｕの直径である。芯厚Ｄｗは、同じ断面における外周刃６の直径ｄの７０％以上で８５％以下とされている。また、外周刃６の軸線Ｏ方向の長さＬは、切刃５の最大直径である外径Ｄの０．７５倍以上で２倍以下の範囲内とされている。

【0031】

さらに、外周刃６の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす上記凸曲線の曲率半径Ｒは、底刃８の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす凸曲線（凸円弧）の曲率半径ｒに対しては、５倍以上で２０倍以下の範囲内とされている。

【0032】

このような構成のエンドミルによって、金型等の軸線Ｏに対する傾斜角が小さい縦壁の切削加工を行う場合には、まず縦壁の例えば上端部に刃部２の位置を合わせて軸線Ｏに垂直な方向にエンドミル本体１を送り出すことにより、等高線加工を行う。次いで、エンドミル本体１を、刃部２による切削面同士が重なり合うように軸線Ｏ方向の先端側に所定のピッチで移動させて再び等高線加工を行う。以後、上記の等高線加工を繰り返すことによって縦壁を切削加工する。

【0033】

上記構成のエンドミルでは、外周刃６の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がエンドミル本体１の外周側に凸となる凸曲線状をなしていて、この凸曲線の曲率半径Ｒが切刃５の最大直径である切刃５の外径Ｄの１／２よりも大きくされている。このため、回転軌跡が半球状とされたボールエンドミルの底刃のように曲率半径（半径）が切刃の外径の１／２とされているのと比べ、切刃５の外径Ｄが同じであれば、上述のような縦壁切削の際の移動ピッチを大きくしても切削面同士の境界部分が大きく突出するのを抑えることができる。

【0034】

上記構成のエンドミルでは、外周刃６の捩れ角βが２０°以上の正角とされるとともに、外周刃６の径方向すくい角αは０°以下の負角とされている。従って、外周刃６には刃先強度を確保しつつ鋭い切れ味を与えることができるので、切削負荷を低減できる。また、エンドミル本体１を大型化することなく、軸線Ｏ方向に少ない移動ピッチで移動させたときに優れた加工面粗さを得ることができる。このため、エンドミル本体１の回転駆動力やコストの増大を招くことなく、上述のような被削材の縦壁の仕上げ切削加工や中仕上げ切削加工を効率的に、しかも高品位に行うことが可能となる。

【0035】

なお、外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径Ｒが大きくなりすぎると、外周刃６が軸線Ｏ方向に広い範囲に亙って被削材に食い付いた状態となり、切削抵抗の増大を招いてビビリ振動が発生してしまうため、加工面粗さを却って損なうおそれがある。このため、外周刃６の回転軌跡がなす凸曲線の曲率半径Ｒは切刃５の最大直径である外径Ｄの３倍以下とされる。また、外周刃６の径方向すくい角αが小さくなりすぎても、同様に切削抵抗の増大を招くおそれがあるので、外周刃６の径方向すくい角αは－２０°以上とされる。

【0036】

さらに、外周刃６の捩れ角βを３０°以上、または４０°以上とすることにより、一層鋭い切れ味を外周刃６に与えて切削抵抗をさらに低減でき、加工面粗さを向上させることができる。外周刃６の捩れ角βを大きくしすぎると、外周刃６の剛性が低下してチッピングを生じやすくなる。そのため、外周刃６の捩れ角βは６０°以下であることが好ましく、５０°以下であることがより好ましい。また、外周刃６の径方向すくい角αを－１０°以上で－３°以下とすることによっても、切削抵抗を一層低減できるとともに、刃先強度を確実に確保することが可能となる。

【0037】

さらにまた、本実施形態では、外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線が、エンドミル本体１の先端側に向かうに従い漸次エンドミル本体１の内周側に向かって延びるように形成されている。このため、３軸加工機によって軸線Ｏに対する傾斜角が小さな被削材の縦壁を切削する場合には、この縦壁の傾斜に沿ってエンドミル本体１を軸線Ｏ方向先端側に所定のピッチで移動させることで、エンドミル本体１と縦壁とを干渉させることなく切削加工を行うことができる。従って、４軸以上の複雑な制御を要する加工機を用いることなく、このような縦壁の切削加工を行うことができる。

【0038】

また、本実施形態では、外周刃６が形成された部分の軸線Ｏに直交する断面におけるエンドミル本体１の刃部２の芯厚Ｄｗが、同じ断面における外周刃６の直径ｄの７０％以上で８５％以下とされている。このため、切屑排出溝４に十分な大きさ（容量）を確保して良好に切屑を排出し、円滑な切削を行うことができる。また、上記構成により、外周刃６が形成された刃部２におけるエンドミル本体１の剛性を高めることができて、切削抵抗によるエンドミル本体１のビビリや撓みを防ぐことができるので、加工面粗さを一層向上できる。

【0039】

さらに、本実施形態では、外周刃６の軸線Ｏ方向の長さＬが、切刃５の外径Ｄの０．７５倍以上で２倍以下の範囲内とされている。これにより、１回の等高線加工における縦壁の加工幅は十分に確保して加工効率を維持することができる。また、縦壁に続いて軸線Ｏ方向先端側に軸線Ｏに垂直な被削材の底面や縦壁よりも傾斜が緩やかな傾斜面が形成されている場合でも、被削材の底面や傾斜面の極近くまでエンドミル本体１を移動させることができて３軸加工機により縦壁の切削加工を行うことが可能となる。

【0040】

また、本実施形態では、切刃５が、エンドミル本体１の先端部に、凸曲線状の底刃８をさらに有する。凸曲線状の底刃８は、軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面が、軸線Ｏ上に中心を有する。凸曲線状の底刃８は、外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線の先端に接する。このため、例えば被削材の縦壁に続いて軸線Ｏに垂直な底面が形成されている場合に、縦壁と底面との間の隅角部の切削加工を、この底刃８を用いて３軸加工機により連続して行うことができる。

【0041】

なお、エンドミル本体１の先端部に回転軌跡が半球状をなす底刃８が形成されている場合には、底刃８の回転軌跡の断面がなす凸曲線（凸円弧）の曲率半径（半径ｒ）に対して、外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径Ｒが大きすぎると、相対的に底刃８の曲率半径ｒが小さくなりすぎて底刃８に欠損を生じるおそれがある。

【0042】

その一方で、底刃８の曲率半径（半径ｒ）に対して外周刃６の曲率半径Ｒが相対的に小さすぎると、底刃８と外周刃６の曲率半径ｒ、Ｒが略等しくなり、ボールエンドミルによる切削加工と変わらなくなってしまう。このため、本実施形態のようにエンドミル本体１の先端部に底刃８が形成されている場合には、底刃８の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径ｒに対して、外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径Ｒは、５倍以上で２０倍以下の範囲内とされるのが望ましい。

【0043】

なお、本実施形態では、外周刃６の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす凸曲線が凸円弧とされているが、楕円弧や放物線等の凸曲線であってもよい。また、本実施形態では、外周刃６の回転軌跡の断面がなす凸曲線が、エンドミル本体１の先端側に向かうに従い漸次内周側に向かって延びているが、エンドミル本体１の先端側に向かうに従い一旦外周側に延びて拡径した後に、漸次内周側に向かって延びるように形成されていてもよい。この場合に切刃５の最大直径となる外径Ｄは、外周刃６が最も拡径した位置の外径となる。

【実施例】

【0044】

次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の外周刃の回転軌跡の断面がなす凸曲線の曲率半径（以下、外周Ｒと称する。）、外周刃の径方向すくい角および外周刃の捩れ角による効果について実証する。本実施例では、上記実施形態に基づき、切刃の外径が１０ｍｍ、外周Ｒが切刃の外径と等しく１０ｍｍ、外周刃の捩れ角が４０°～６０°で、外周刃の径方向すくい角を変化させた６種のエンドミルを製造した。これらを実施例１～６として、表１に外径、外周Ｒ、径方向すくい角および捩れ角を示す。

【0045】

また、これら実施例１～６に対する比較例として、同じく切刃の外径が１０ｍｍで、外周Ｒが８５ｍｍ（切刃の外径の８．５倍）、外周刃の径方向すくい角が－１．６°、捩れ角が２０°のエンドミルと、切刃の外径が１０ｍｍ、外周Ｒが１０ｍｍ、外周刃の径方向すくい角が－２．５°、捩れ角が４０°のエンドミルと、切刃の外径が１０ｍｍ、外周Ｒが１０ｍｍ、外周刃の径方向すくい角が－３．７°、捩れ角が２０°のエンドミルと、切刃の外径が１０ｍｍ、外周Ｒが５ｍｍ（切刃の外径の１／２）、外周刃の径方向すくい角が－５．３°、捩れ角が２０°のエンドミルとを製造した。これらを順に比較例１、２、３、４として表１に併せて示す。比較例４はボールエンドミルである。

【0046】

そして、実施例１～６と比較例１～４のエンドミルにより、被削材の縦壁に対してエンドミル本体の軸線に垂直な方向にエンドミル本体を送り出す等高線加工を軸線方向先端側に所定のピッチで繰り返し、切削試験を実施した。被削材の切削面（加工面）について、送り方向と軸線方向の加工面粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２０１３における最大高さ粗さＲｚ（μｍ））を測定した。この結果も、表１に併せて示す。

【0047】

実施例１～６および比較例１～４のエンドミルは、エンドミル本体の基材がいずれも超硬合金であり、刃部の表面には硬質皮膜が被覆されている。また、被削材はＪＩＳ Ｇ ４４０４におけるＳＫＤ６１相当材（硬度４３ＨＲＣ）である。切削加工は、水平面に対して６０°傾斜させた縦壁を回転数８８００ｍｉｎ^-１（切削速度２７６ｍ／ｍｉｎ）、送り速度２２２０ｍｍ／ｍｉｎ、取り代０．１ｍｍの等高線加工をピッチ０．２ｍｍで繰り返した。また、エンドミル本体の突き出し量は４０ｍｍでホルダは大昭和精機株式会社製ミーリングホルダであり、水溶性の切削油剤を用いた湿式加工とした。

【0048】

【表1】

【0049】

表１の結果より、まず外周Ｒが切刃の外径の８．５倍と大きい比較例１では、外周刃が軸線方向に広い範囲にわたって被削材に食いついてしまい、切削抵抗が増大してビビリ振動が発生した。そのため、比較例１のエンドミルでは、送り方向と軸線方向のいずれの加工面粗さも２．０μｍを越えてしまった。
外周刃の径方向すくい角が正角である比較例２のエンドミルは、すくい角が強すぎるためにビビリ振動が発生した。そのために加工面粗さが２．０μｍを越えてしまった。
外周刃の捩れ角が２０°である比較例３のエンドミルは、捩れ角が弱すぎるために切削抵抗が大きくなり、ビビリ振動が発生した。そのために加工面粗さが２．０μｍを越えてしまった。
外周Ｒが切刃の外径の１／２のボールエンドミルである比較例３では、送り方向の加工面粗さは２．０μｍを越えることはなかったものの、エンドミル本体を軸線方向に移動させて等高線加工を行った際の切削面同士の境界部分が突出してしまい、軸線方向の加工面粗さが２．０μｍを越えてしまった。

【0050】

比較例１～４に対して、本発明に係る実施例１～６では、ビビリ振動を生じることもなく、送り方向と軸線方向の加工面粗さはいずれも２．０μｍ以下であった。特に、外周刃の径方向すくい角が－１０°以上で－３°以下とされた実施例１～３では、送り方向の加工面粗さが１．２μｍ以下、軸線方向の加工面粗さが１．７μｍ以下であり、さらに優れた加工面粗さが得られた。外周刃の捩れ角をそれぞれ３０°、６０°とした実施例５、６では、実施例１～３と比較すると加工面粗さがやや大きくなったが、送り方向と軸線方向の加工面粗さはいずれも２．０μｍ以下であった。

【符号の説明】

【0051】

１ エンドミル本体
２ 刃部
３ シャンク部
４ 切屑排出溝
５ 切刃
６ 外周刃
７ ギャッシュ
８ 底刃
１０ エンドミル
Ｏ エンドミル本体の軸線
Ｔ エンドミル回転方向
Ｒ 外周刃６の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす凸曲線の曲率半径
Ｄ 切刃５の外径
ｒ 底刃８の軸線Ｏ回りの回転軌跡の軸線Ｏに沿った断面がなす凸曲線の曲率半径
Ｄｗ 芯厚
ｄ 外周刃６の直径
Ｌ 外周刃６の軸線Ｏ方向の長さ
α 外周刃６の径方向すくい角
β 外周刃６の捩れ角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】