特許 7495580 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】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】エンドミル

(51)【国際特許分類】

   B23C 5/10 20060101AFI20240528BHJP

【ＦＩ】

B23C5/10 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023548086

(86)(22)【出願日】2021-09-20

(86)【国際出願番号】 JP2021034444

(87)【国際公開番号】W WO2023042405

(87)【国際公開日】2023-03-23

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000103367

【氏名又は名称】オーエスジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】川口 王嗣

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１０９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１６９５２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００８７６４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５７－２３９２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１６９７７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６３５５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｃ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線を回転軸として回転される円柱状の工具本体と、
前記工具本体の外周に前記軸線回りにねじれて凹設されるねじれ溝と、
前記工具本体の先端部に形成される底刃と、
前記底刃から周方向に延びる逃げ面と、
外周側から前記軸線に向かって前記ねじれ溝の先端側に凹設され、前記底刃のすくい面を形成するギャッシュと、を備え、
前記ギャッシュにより形成された前記すくい面が凹状の湾曲面に形成され、前記ギャッシュにより形成された前記すくい面と前記逃げ面との稜線からなる前記底刃が軸線方向視において凹状に湾曲し、
前記ギャッシュは、軸線方向のうち前記先端部へ向かうにつれて深くなり、
前記すくい面は、前記ギャッシュの溝底と平行に延びる溝であって径方向の中央部分が凹んだ溝により凹状の湾曲面に形成されていることを特徴とするエンドミル。

【請求項2】

軸線方向視において、前記底刃のうち最も周方向に凹んだ点の接線から前記底刃の最外端までの最短距離である凹量をｍとし、
前記工具本体の直径をＤとした場合に、
ｍ≦０．０５Ｄ
を満たすことを特徴とする請求項１記載のエンドミル。

【請求項3】

軸線方向視において、前記底刃のうち最も周方向に凹んだ点の接線から前記底刃の最外端までの最短距離である凹量をｍとし、
前記軸線に垂直な仮想平面と前記逃げ面とのなす角度をβとした場合に、
ｍ＜０．１５／ｔａｎβ
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドミル。

【請求項5】

互いに連なる前記底刃、前記ギャッシュ及び前記ねじれ溝は、周方向に複数設けられ、
前記軸線に垂直な仮想平面に対する前記ギャッシュの溝底の勾配であるギャッシュ角は、２０°以上６５°以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンドミル。

【請求項6】

前記ねじれ溝のねじれ角は、２０°以上５０°以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか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、特に切りくずを排出し易くできると共に、切りくずの巻き付きを抑制できるエンドミルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

切削工具の一種であるエンドミルは、円柱状の工具本体と、工具本体の外周に凹設されるねじれ溝と、工具本体の先端部に形成される底刃と、を備えている。従来、このエンドミルにおいて、ねじれ溝の先端側に凹設したギャッシュにより底刃のすくい面が形成されるものが知られている。例えば、特許文献１では、このギャッシュによるすくい面が平坦面によって形成され、そのすくい面と逃げ面との稜線からなる底刃が直線状に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２２６０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のように底刃が直線状である場合には、その底刃によって生成される切りくずがギャッシュ内で滞留し易く、エンドミルの外部へ切りくずが排出され難いという問題点がある。更に、直線状の底刃で生成された切りくずは、比較的厚くて分断され難いため、その切りくずがエンドミルに巻き付き易いという問題点がある。

【0005】

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、切りくずを排出し易くできると共に、切りくずの巻き付きを抑制できるエンドミルを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明のエンドミルは、軸線を回転軸として回転される円柱状の工具本体と、前記工具本体の外周に前記軸線回りにねじれて凹設されるねじれ溝と、前記工具本体の先端部に形成される底刃と、前記底刃から周方向に延びる逃げ面と、外周側から前記軸線に向かって前記ねじれ溝の先端側に凹設され、前記底刃のすくい面を形成するギャッシュと、を備え、前記ギャッシュにより形成された前記すくい面が凹状の湾曲面に形成され、前記ギャッシュにより形成された前記すくい面と前記逃げ面との稜線からなる前記底刃が軸線方向視において凹状に湾曲し、前記ギャッシュは、軸線方向のうち前記先端部へ向かうにつれて深くなり、前記すくい面は、前記ギャッシュの溝底と平行に延びる溝であって径方向の中央部分が凹んだ溝により凹状の湾曲面に形成されている。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載のエンドミルによれば、ギャッシュにより形成された凹状の湾曲面のすくい面により底刃が軸線方向視において凹状に湾曲しているので、底刃による切削時には、湾曲面における径方向の中央部分へ切りくずを案内するように、切りくずを螺旋状に生成でき、ギャッシュ内での切りくずの滞留を抑制できる。これにより、ギャッシュの近傍からエンドミルの外部へ切りくずを排出し易くできる。また、直線状の底刃と比べ凹状の底刃の方が、同一量を長い底刃で切削できるため、底刃により生成される切りくずを薄くし易い。その結果、切りくずを分断させ易くできるので、エンドミルへの切りくずの巻き付きを抑制できる。

【0008】

請求項２記載のエンドミルによれば、請求項１記載のエンドミルの奏する効果に加え、次の効果を奏する。軸線方向視において、底刃のうち最も周方向に凹んだ点の接線から底刃の最外端までの最短距離である凹量をｍとし、工具本体の直径をＤとする。ｍ≦０．０５Ｄを満たすことで、エンドミルの剛性を確保でき、エンドミルの折損を抑制できる。

【0009】

請求項３記載のエンドミルによれば、請求項１又は２に記載のエンドミルの奏する効果に加え、次の効果を奏する。軸線方向視において、底刃のうち最も周方向に凹んだ点の接線から底刃の最外端までの最短距離である凹量をｍとし、軸線に垂直な仮想平面と逃げ面とのなす角度をβとする。ｍ＜０．１５／ｔａｎβを満たすことで、底刃による切削面の平面度を０．１５ｍｍ未満にし易くできる。この切削面の平面度が０．１５ｍｍ未満であれば、例えば、その後の切削面の仕上げ加工において１回で平面度を０．０２～０．０５ｍｍに仕上げることができ、仕上げ加工の加工回数を低減できる。

【0010】

請求項４記載のエンドミルによれば、請求項１から３のいずれかに記載のエンドミルの奏する効果に加え、次の効果を奏する。底刃は、軸線に面する中心刃を備える。この中心刃によってエンドミルによる軸線方向への切削を可能にできる。特に、軸線方向への切削時に切りくずの排出や巻き付きが問題になり易いが、上述の通り、凹状の底刃によって、切りくずを排出し易くできると共に、エンドミルへの切りくずの巻き付きを抑制できる。

【0011】

請求項５記載のエンドミルによれば、請求項１から４のいずれかに記載のエンドミルの奏する効果に加え、次の効果を奏する。互いに連なる底刃、ギャッシュ及びねじれ溝は、周方向に複数設けられる。軸線に垂直な仮想平面に対するギャッシュの溝底の勾配であるギャッシュ角を２０°以上６５°以下とする。これにより、複数のギャッシュからねじれ溝を通して切りくずを排出し易くでき、切りくずの噛み込み等に起因した切削抵抗の増大を抑制し易くできる。

【0012】

請求項６記載のエンドミルによれば、請求項１から５のいずれかに記載のエンドミルの奏する効果に加え、次の効果を奏する。ねじれ溝のねじれ角を２０°以上５０°以下とすることで、底刃で生成された切りくずを排出し易くでき、切りくずの噛み込み等に起因した切削抵抗の増大を抑制し易くできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態におけるエンドミルの側面図である。

【図2】エンドミルの底面図である。

【図3】比較例及び実施例のエンドミルに作用するトルク荷重を示すグラフである。

【図4】比較例及び実施例のエンドミルに作用するスラスト荷重を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、一実施形態におけるエンドミル１０の側面図である。図２は、エンドミル１０の底面図である。なお、図１では、エンドミル１０の先端（底面）側を拡大して示している。

【0015】

エンドミル１０は、加工機械（図示せず）から伝達される回転力によって被加工物（図示せず）を切削加工するための工具であり、ソリッドタイプのスクエアエンドミルとして構成されている。エンドミル１０は、タングステンカーバイド等を加圧焼結した超硬合金からなる工具本体１１を備える。なお、工具本体１１の素材は、超硬合金に限らず、高速度工具鋼としても良い。

【0016】

工具本体１１は、軸線Ｏを中心とした円柱状に形成され、基端側（図１紙面上側）にシャンク（図示せず）が設けられる。このシャンクを加工機械のホルダーに保持させることで、エンドミル１０が加工機械に取り付けられ、軸線Ｏを回転軸として加工機械によってエンドミル１０が回転する。

【0017】

工具本体１１の先端側（図１紙面下側）には、ねじれ溝１２、外周刃１４、底刃１６ａ～１６ｃ、ギャッシュ１８ａ～１８ｃが主に形成されている。これらの各部により工具本体１１に刃部が形成され、刃部によって被加工物の切削加工が行われる。

【0018】

ねじれ溝１２は、切削加工中の切りくずの収容および排出を行うためのものである。ねじれ溝１２は、工具本体１１の先端部から基端側へ向けて、工具本体１１の外周に軸線Ｏ回りにねじれて（螺旋状に）凹設される。３本のねじれ溝１２は、軸線Ｏに対して対称に配置されている。

【0019】

外周刃１４は、被加工物を切削するための部位である。外周刃１４は、３本のねじれ溝１２の周方向の一端縁（回転方向の後端縁）に沿って工具本体１１の外周にそれぞれ計３枚が形成され、普通刃から構成されている。外周刃１４のすくい面は、ねじれ溝１２によって形成される。

【0020】

エンドミル１０の側面視（軸線Ｏに垂直な方向から見た場合）における、軸線Ｏに対するねじれ溝１２（外周刃１４）の傾斜角度をねじれ角θ１と言う。このねじれ角θ１が大きい程、切削時の外周刃１４に加わる負荷が減少して外周刃１４の耐久性を向上できる一方で、外周刃１４による切削抵抗が大きくなる。

【0021】

なお、ねじれ角θ１が２０°以上であれば、ねじれ溝１２内の切りくずをその傾斜に沿って基端側へ送り出し易くできる。これにより、被加工物と底刃１６ａ～１６ｃや外周刃１４との間に切りくずを噛み込み難くでき、その噛み込みに起因した切削抵抗の増大を抑制し易い。また、ねじれ角θ１が５０°以下であれば、外周刃１４の長さを抑制でき、外周刃１４による切削時の切削抵抗の増大を抑制し易い。

【0022】

底刃１６ａ～１６ｃは、外周刃１４と同様に被加工物を切削するための部位であり、工具本体１１の先端部に形成されている。３枚の底刃１６ａ～１６ｃは、３枚の外周刃１４にそれぞれ連なるように設けられている。

【0023】

底刃１６ａ～１６ｃから周方向に延びる逃げ面１７ａ～１７ｃが、工具本体１１の先端面に形成されている。逃げ面１７ａ～１７ｃは、底刃１６ａ～１６ｃから離れるにつれて、軸線Ｏに垂直な仮想平面から離れるように上昇傾斜する。この仮想平面と逃げ面１７ａ～１７ｃとのなす角度である逃げ角βが大きい程、底刃１６ａ～１６ｃによる切削時の摩擦が低下する一方で、底刃１６ａ～１６ｃの強度が低下する。

【0024】

ギャッシュ１８ａ～１８ｃは、底刃１６ａ～１６ｃを軸線Ｏ側まで延長すると共に、底刃１６ａ～１６ｃで生成された切りくずの排出性能を高めるための溝である。ギャッシュ１８ａ～１８ｃは、外周側から軸線Ｏに向かって、３本のねじれ溝１２の先端側にそれぞれ１本ずつ計３本が凹設されている。

【0025】

ギャッシュ１８ａ～１８ｃは、エンドミル１０の先端へ向かうにつれて深くなるように形成されている。ギャッシュ１８ａは、エンドミル１０の先端でギャッシュ１８ｂに連なり、ギャッシュ１８ｂは、エンドミル１０の先端でギャッシュ１８ｃに連なる。ギャッシュ１８ｃは、２本のギャッシュ１８ａ，１８ｂよりも浅く形成されており、ギャッシュ１８ａに連ならない。

【0026】

これにより、ギャッシュ１８ａに面する底刃１６ａには、軸線Ｏに面する中心刃２４が形成される。この中心刃２４によって底刃１６ａが工具本体１１の半径（Ｄ／２）よりも長くなり、軸線Ｏ近傍でも被加工物を底刃１６ａ（中心刃２４）で切削できる。即ち、中心刃２４によってエンドミル１０による軸線Ｏ方向への切削（ヘリカル加工やランピング加工、突込み加工など）が可能となる。

【0027】

ギャッシュ１８ａ～１８ｃは、底刃１６ａ～１６ｃのすくい面１９ａ～１９ｃを形成すると共に、そのすくい面１９ａ～１９ｃと周方向に相対するギャッシュ面２０ａ～２０ｃを形成する。すくい面１９ａ～１９ｃとギャッシュ面２０ａ～２０ｃとの境界部分がギャッシュ１８ａ～１８ｃの溝底２１ａ～２１ｃである。本実施形態では溝底２１ａ～２１ｃが直線状に形成されているが、溝底２１ａ～２１ｃを幅広の帯状に形成しても良い。

【0028】

軸線Ｏに垂直な仮想平面に対する溝底２１ａ～２１ｃの勾配をギャッシュ角θ２と言う。このギャッシュ角θ２が大きい程、ギャッシュ１８ａ～１８ｃによる切りくずの収容空間の容積を大きくできる一方で、工具本体１１の先端部の肉厚が薄くなって剛性が低下する。

【0029】

なお、ギャッシュ角θ２が２０°以上であれば、ギャッシュ１８ａ～１８ｃによる切りくずの収容空間の容積を十分に確保できる。これにより、被加工物と底刃１６ａ～１６ｃや外周刃１４との間に切りくずを噛み込み難くでき、その噛み込みに起因した切削抵抗の増大を抑制し易い。また、ギャッシュ角θ２が６５°以下であれば、ギャッシュ１８ａ～１８ｃ近傍の工具本体１１の剛性を十分に確保でき、例えば工具本体１１の変形や欠けに伴う切削抵抗の増大を抑制し易い。

【0030】

すくい面１９ａ～１９ｃは、凹状の湾曲面によって形成されている。より具体的に、すくい面１９ａ～１９ｃは、軸線Ｏに対し傾いた溝底２１ａ～２１ｃと平行に延びる溝であって、径方向の中央部分が凹んだ溝によって形成されている。これにより、すくい面１９ａ～１９ｃが平坦面である場合と比べて凹状の湾曲面である方が、特に底刃１６ａ～１６ｃの外周側のギャッシュすくい角を大きくし易い。その結果、底刃１６ａ～１６ｃにより生成される切りくずを薄くし易い。

【0031】

なお、ギャッシュすくい角とは、軸線Ｏと底刃１６ａ～１６ｃの一点とを含む仮想平面に対する、その一点に連なる部分のすくい面１９ａ～１９ｃの傾斜角度を言う。ギャッシュすくい角は、特に指定が無ければ、底刃１６ａ～１６ｃの径方向の中央の一点におけるものを指す。また、ギャッシュすくい角は、軸線Ｏを含む仮想平面に対しすくい面１９ａ～１９ｃが切削方向の後方側にある場合を正とし、切削方向の前方側にある場合を負とする。

【0032】

なお、ギャッシュすくい角が－２０°～２０°の範囲にあれば、底刃１６ａ～１６ｃの耐久性と必要な切削力とのバランスを取ることができ、底刃１６ａ～１６ｃの変形や欠けに伴う切削抵抗の増大を抑制し易く、切削力に応じた切削抵抗の増大を抑制し易い。

【0033】

ギャッシュ面２０ａ～２０ｃは、平坦面によって形成されている。なお、ギャッシュ面２０ａ～２０ｃに垂直な断面において、そのギャッシュ面２０ａ～２０ｃと、相対するすくい面１９ａ～１９ｃとは互いに平行である。

【0034】

また、すくい面１９ａ～１９ｃが凹状の湾曲面であるため、すくい面１９ａ～１９ｃと逃げ面１７ａ～１７ｃとの稜線によって形成される底刃１６ａ～１６ｃも凹状に湾曲する。具体的に、底刃１６ａ～１６ｃは、軸線Ｏ方向視において径方向の中央部分が周方向に凹むように湾曲する。

【0035】

これにより、凹状の底刃１６ａ～１６ｃによる被加工物の切削時には、すくい面１９ａ～１９ｃの湾曲面の中央側へ切りくずを案内するように、切りくずを螺旋状に生成できる。そのため、ギャッシュ１８ａ～１８ｃ内での切りくずの滞留を抑制できるので、ギャッシュ１８ａ～１８ｃの近傍からエンドミル１０の外部へ切りくずを排出し易くできる。

【0036】

また、底刃１６ａ～１６ｃが直線状である場合と比べて凹状である方が、同一量の被加工物を長い底刃１６ａ～１６ｃで切削できるため、底刃１６ａ～１６ｃにより生成される切りくずを薄くし易い。その結果、エンドミル１０の回転に伴う遠心力によって切りくずを分断させ易くできるので、エンドミル１０への切りくずの巻き付きを抑制できる。

【0037】

特に、中心刃２４を有するエンドミル１０は、軸線Ｏ方向への切削が可能であり、この軸線Ｏ方向への切削時に切りくずの排出や巻き付きが問題になり易い。しかし、上述した通り、凹状の底刃１６ａ～１６ｃによって、切りくずを排出し易くできると共に、エンドミル１０への切りくずの巻き付きを抑制できる。

【0038】

エンドミル１０の先端部において、すくい面１９ａ～１９ｃが外周刃１４まで設けられることで、すくい面１９ａ～１９ｃによる凹状の底刃１６ａ～１６ｃがエンドミル１０の外周端まで設けられ、ギャッシュランド（図示せず）を形成している。これにより、底刃１６ａ～１６ｃと外周刃１４とによる刃先コーナの強度を向上でき、エンドミル１０の折損を抑制できる。

【0039】

軸線Ｏ方向視において、底刃１６ａ～１６ｃのうち最も周方向に凹んだ点の接線から、その底刃１６ａ～１６ｃの最外端までの最短距離を凹量ｍとする。凹量ｍは、工具本体１１の直径（外周刃１４の直径）Ｄに対し、ｍ≦０．０５Ｄを満たすことが好ましい。ｍ＞０．０５Ｄでは、工具本体１１の直径Ｄに対し凹量ｍが大き過ぎて、ギャッシュ１８ａ～１８ｃ近傍の工具本体１１の肉厚が確保できず、エンドミル１０が折損し易くなるおそれがある。これに対し、ｍ≦０．０５Ｄを満たすことで、エンドミル１０の剛性を確保でき、エンドミル１０の折損を抑制できる。

【0040】

また、凹状の湾曲面によるすくい面１９ａ～１９ｃと、底刃１６ａ～１６ｃから離れるにつれて上昇傾斜する逃げ面１７ａ～１７ｃとの組み合わせによって、そのすくい面１９ａ～１９ｃを正面から見た場合にも、底刃１６ａ～１６ｃの径方向の中央部分が基端側（上側）へ若干凹む。この底刃１６ａ～１６ｃの軸線Ｏ方向の凹量は、周方向の凹量ｍ及び逃げ角βを用いて、ｍ×ｔａｎβと算出される。

【0041】

この底刃１６ａ～１６ｃの軸線Ｏ方向の凹量と、底刃１６ａ～１６ｃによる切削面の平面度とが略同一になる。切削面の平面度を、エンドミル１０による切削後の仕上げ加工において１回で０．０２～０．０５ｍｍに仕上げるためには、エンドミル１０による切削直後の平面度を０．１５ｍｍ未満にすることが好ましい。ｍ＜０．１５／ｔａｎβを満たすことによって、底刃１６ａ～１６ｃによる切削面の平面度を０．１５ｍｍ（軸線Ｏ方向の凹量を０．１５ｍｍ）未満にし易くでき、その後の仕上げ加工の加工回数を低減できる。

【実施例】

【0042】

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例では、上記実施形態で説明したエンドミル１０を用いた。なお本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0043】

実施例のエンドミルでは、工具本体１１の素材を超硬合金、工具本体１１の直径Ｄを６ｍｍ、ねじれ角θ１を４１°、逃げ角βを６°、ギャッシュ角θ２を４５°、凹量ｍを０．１５ｍｍ、ギャッシュすくい角３°とした。

【0044】

実施例のエンドミルは、上述した通り、すくい面１９ａ～１９ｃが凹状の湾曲面であって底刃１６ａ～１６ｃが凹状である。これに対し、比較例のエンドミルは、すくい面を平坦面とし、そのすくい面と逃げ面との稜線による底刃を直線状としたものであり、その他の構成は実施例と同一である。

【0045】

これらの実施例および比較例のエンドミルを用いて、突込み加工試験を行い、エンドミルへの切りくずの巻き付きを評価した。巻き付き評価のための突込み加工試験の各条件は、被加工物：ＳＣＭ４４０（３０ＨＲＣ）、切削速度：８０ｍ／ｍｉｎ、回転速度：４２４４ｍｉｎ^－１、送り速度：１２７ｍｍ／ｍｉｎ、軸方向の切込深さ：３ｍｍ、冷却方法：ドライ、ドウェル（加工穴の底でエンドミルの送り待機）：０．５ｓｅｃとした。

【0046】

この突込み加工試験において、比較例では、エンドミルに切りくずが巻き付くことが確認され、切りくずの巻き付きに起因してエンドミルが折損する場合もあった。一方、実施例では、エンドミルに切りくずが巻き付かないことが確認された。よって、すくい面１９ａ～１９ｃを凹状の湾曲面とし底刃１６ａ～１６ｃを凹状に湾曲させることで、エンドミルへの切りくずの巻き付きを抑制できることが明らかとなった。

【0047】

次に、実施例および比較例のエンドミルを用いて、突込み加工試験時におけるエンドミルの切削抵抗（負荷トルクおよびスラスト荷重）を測定した。この突込み加工試験の各条件は、被加工物：ＳＵＳ３０４、切削速度：５０ｍ／ｍｉｎ、回転速度：２６５０ｍｉｎ^－１、送り速度：６０ｍｍ／ｍｉｎ、軸方向の切込深さ：３ｍｍ、冷却方法：ウェット（切削油）、ドウェル：０．５ｓｅｃとした。

【0048】

比較例における負荷トルク－加工時間のグラフを図３（ａ）に示し、実施例における負荷トルク－加工時間のグラフを図３（ｂ）に示す。比較例におけるスラスト荷重－加工時間のグラフを図４（ａ）に示し、実施例におけるスラスト荷重－加工時間のグラフを図４（ｂ）に示す。

【0049】

いずれのグラフも横軸が加工時間（Ｔｉｍｅ）［ｓ］である。横軸の左端が加工開始時点であり、右端が加工終了時点である。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、縦軸が負荷トルク（Ｔｏｒｑｕｅ）［Ｎ・ｃｍ］であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、縦軸がスラスト荷重（Ｔｈｒｕｓｔ）［Ｎ］である。

【0050】

図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、比較例では、突込み加工の終了間際で負荷トルク及びスラスト荷重が増大することが確認された。直線状の底刃で生成された切りくずがギャッシュやねじれ溝１２内に滞留してしまい、その切りくずが被加工物と底刃や外周刃１４との間に噛み込まれることに起因して、負荷トルク及びスラスト荷重が増大したと推察される。

【0051】

これに対し、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、底刃１６ａ～１６ｃが凹状である実施例では、突込み加工の終了間際で負荷トルク及びスラスト荷重が増大することは無く、略一定の負荷トルク及びスラスト荷重で加工が行われることが確認された。このとき、実施例では、比較例と比べて切りくずがエンドミルの外部へ良好に排出されていることが確認された。以上の結果、すくい面１９ａ～１９ｃを凹状の湾曲面とし底刃１６ａ～１６ｃを凹状に湾曲させることで、エンドミルの外部へ切りくずを排出し易くできたため、切削抵抗を抑制できたものと推察される。

【0052】

次に実施例のエンドミルのねじれ角θ１、ギャッシュ角θ２、ギャッシュすくい角を変化させた複数のサンプルを作成し、突込み加工試験時における各サンプルの切削抵抗を評価した。この突込み加工試験の各条件は、上述した実施例および比較例の切削抵抗の測定時と同一とした。

【0053】

各サンプルのエンドミルの切削抵抗の評価を以下の表１に示す。なお、各サンプルの切削抵抗の評価は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、サンプルによる加工時の切削抵抗（負荷トルク及びスラスト荷重）が略一定である場合に「○」とした。また、サンプルによる加工時の負荷トルク及びスラスト荷重に、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すような切削抵抗の増大が見られた場合に、排出性能を「△」とした。また、切削抵抗の増大が図３（ａ）及び図４（ａ）よりも大きい場合、又は、サンプルの製造が構造的に不可能である場合に、排出性能を「×」とした。

【0054】

なお、サンプルによる加工時の切削抵抗の増大の原因は、滞留した切りくずの噛み込みだけでなく、工具本体１１の変形や欠け、外周刃１４による切削部分の増大などが挙げられる。よって、サンプルの切削抵抗の増大が見られた場合でも、そのサンプルの切りくずの排出性が必ずしも低下しているとは言えない。

【0055】

【表1】

【0056】

表１に示すように、ギャッシュ角θ２が２０°以上６５°以下、且つ、ギャッシュすくい角が－２０°～２０°の範囲、且つ、ねじれ角θ１が２０°以上５０°以下である場合に、サンプルの切削抵抗を抑制できることが明らかとなった。これらの角度の条件下では、エンドミルの外部へ切りくずを排出し易くでき、他に切削抵抗の増大の要因が無かったため、切削抵抗を抑制できたものと推察される。

【0057】

次に実施例のエンドミルの直径Ｄ［ｍｍ］及び凹量ｍ［ｍｍ］を変化させた複数のサンプルと、比較例のエンドミルの直径Ｄを変化させた複数の比較品とを作成した。これら各サンプル及び各比較品に対し突込み加工試験を行い、各サンプルのエンドミルの耐久性を評価した。この突込み加工試験の各条件は、上述した実施例および比較例の切削抵抗の測定時と同一とした。

【0058】

各サンプルのエンドミルの耐久性を以下の表２に示す。なお、各サンプルの耐久性は、同じ直径Ｄの比較品が折損するまでに加工できた数である加工可能数に基づいて評価した。比較品の加工可能数に対してサンプルの加工可能数が０．９～１．１倍である場合に、即ちそれらの加工可能数が略同一である場合に、耐久性を「△」とした。比較品の加工可能数に対してサンプルの加工可能数が１．１倍よりも多い場合に、耐久性を「○」とした。比較品の加工可能数に対してサンプルの加工可能数が０．９倍よりも少ない場合、又は、サンプルの製造が構造的に不可能である場合に、耐久性を「×」とした。

【0059】

【表2】

【0060】

表２に示すように、直径Ｄの大小に関わらず、ｍ≦０．０５Ｄを満たすことで、直線状の底刃を有する比較品に対し、実施例の各サンプルの耐久性（剛性）を向上できることが確認された。

【0061】

以上、実施形態および実施例に基づき説明したが、本発明は上記形態等に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。外周刃１４や底刃１６ａ～１６ｃ等の数、ねじれ角θ１やギャッシュ角θ２等の数値は適宜変更しても良い。

【0062】

上記実施形態では、エンドミル１０がスクエアエンドミルとして構成される場合について説明したが、これに限られない。例えば、ラジアスエンドミルとしてエンドミル１０を構成しても良い。また、エンドミル１０は、ソリッドタイプに限らず、スローアウェイタイプとしても良い。

【0063】

上記実施形態では、外周刃１４が普通刃から構成される場合について説明したが、これに限られない。複数の溝を設けたニック刃や、波状のラフィング刃から外周刃１４を構成しても良い。

【0064】

上記実施形態では、刃先コーナにギャッシュランドが形成されたエンドミル１０について説明したが、これに限られない。エンドミル１０の先端部において、すくい面１９ａ～１９ｃを外周刃１４まで設けないことで、刃先コーナをシャープコーナとしても良い。また、刃先コーナにチッピング防止用の微小Ｒを設けても良い。

【符号の説明】

【0065】

１０ エンドミル
１１ 工具本体
１２ ねじれ溝
１６ａ～１６ｃ 底刃
１７ａ～１７ｃ 逃げ面
１８ａ～１８ｃ ギャッシュ
１９ａ～１９ｃ すくい面
２１ａ～２１ｃ 溝底
２４ 中心刃
Ｏ 軸線
Ｄ 直径
ｍ 凹量
β 逃げ角
θ１ ねじれ角
θ２ ギャッシュ角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】