円弧刃を有するエンドミルの製造方法
【課題】エンドミルの外周刃・円弧刃の逃げ面同士のつなぎ目に微小な段差や食い込み等が生じることがあり、それを解消することを課題とする。
【解決手段】同一の砥石でエンドミルの外周切れ刃と円弧刃の逃げ面とを連続して加工する製造方法において、第１工程として、ワークを旋回軸を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワークの移動により、砥石に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて外周刃の逃げ面加工を行い、第２工程は、前記ワークを前記砥石に対して相対的に前記直線移動と同じ平面上を前記円弧刃に基づく円弧状の移動にて前記円弧刃の逃げ面加工を行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法である。
【解決手段】同一の砥石でエンドミルの外周切れ刃と円弧刃の逃げ面とを連続して加工する製造方法において、第１工程として、ワークを旋回軸を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワークの移動により、砥石に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて外周刃の逃げ面加工を行い、第２工程は、前記ワークを前記砥石に対して相対的に前記直線移動と同じ平面上を前記円弧刃に基づく円弧状の移動にて前記円弧刃の逃げ面加工を行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ボールエンドミル、ラジアスエンドミル等の円弧状の切れ刃を有するエンドミルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、外周切れ刃６の外周逃げ面１を先に加工した後で、そのままそれぞれ図示しない、同一の砥石で、同一のＮＣ加工プログラム内のボール逃げ面加工プログラムで連続してボール切れ刃４のボール逃げ面２を加工することにより、外周逃げ面１とボール逃げ面２との間に段差をなくしている。
【特許文献１】特開２００５−９６０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本願発明の課題は、エンドミルの外周刃逃げ面から円弧刃逃げ面の加工へ移行する際、外周刃逃げ面で使用していた複数の軸から、円弧刃逃げ面で使用する複数の軸が異なるため、停止していた軸の動き出し及び機械制御の追従性に起因して、砥石の動きが乱れることより、エンドミルの外周刃・円弧刃の逃げ面同士のつなぎ目に微小な段差や食い込み等が生じることがあり、それを解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明は、上記課題を解決するものであり、同一の砥石でエンドミルの外周切れ刃と円弧刃の逃げ面とを連続して加工する製造方法において、第１工程として、ワークを旋回軸を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワークの移動により、砥石に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて外周刃の逃げ面加工を行い、第２工程は、前記ワークを前記砥石に対して相対的に前記直線移動と同じ平面上を前記円弧刃に基づく円弧状の移動にて前記円弧刃の逃げ面加工を行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法である。本願発明を適用することにより、研削盤の動作による砥石の食い込み等を無くし、外周刃の逃げ面から円弧刃の逃げ面まで、つなぎ目の無いエンドミルを製造できる。
【発明の効果】
【０００５】
本願発明によれば、つなぎ目部分への砥石の食い込みを無くし、つなぎ目の無いボールエンドミル、ラジアスエンドミルなどの円弧刃を有するエンドミルを得ることのできる製造方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本願発明に使用するＮＣ研削盤の一例として、図１より、ワーク１はチャック２にワーク１のワーク回転軸を中心として回動可能に把持され、チャック２はテーブル３に積載されており、テーブル３は旋回台４の上に積載されており、旋回台４の旋回軸５を中心として回動可能である。砥石６はスピンドル７に砥石回転軸を中心として回動可能に装着されている。スピンドル７はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動可能である。
【０００７】
本願発明の第１工程は、図３より、ワーク１を旋回軸５を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワーク１のＳ点からＦ点へ向かってＸ軸、Ｙ軸の移動により、砥石６に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて、外周刃の逃げ面加工を行う。図３では便宜上ワーク１の先端を半球状とした。
第２工程は、第１工程がＦ点に達した時、図４より、Ｘ軸およびＹ軸の移動量を変えて、ワーク１を円弧刃の回転軌跡の円弧半径に応じた円弧状の移動を行いながら円弧刃の逃げ面を加工する。
第１工程から第２工程に移る際、予めワーク１を砥石６に対して交差角Ａ傾けてあるので、砥石６の周面８が加工終了した外周刃逃げ面や円弧刃逃げ面に干渉することを抑制できる。第１工程の移動で使用していた軸と、第２工程の移動で使用する軸が同じ軸であり、軸の移動量を変更するだけで行うことができ、研削盤の軸のバックラッシュや嵌め合い誤差等に基づくガタなどによりワーク１が砥石６に対してＮＣの指令以上に傾いて、砥石６が外周刃や円弧刃の逃げ面に食い込むことを抑制できる。
【０００８】
交差角Ａは、１度以上２０度以下で設けることが好ましく、ワーク１が第１工程の直線移動から、第２工程の円弧状の移動へ移る際に、砥石６が外周刃の逃げ面に干渉することを抑制でき、外周刃と円弧刃の逃げ面のつなぎ部を滑らかに設けることができる。交差角Ａが１度未満では、第１工程の直線移動時のワーク１に対する砥石６の姿勢と、第２工程のワーク１に対する砥石６の姿勢が変化しないため、製造するエンドミルの刃径によっては砥石６の端面がワーク１に干渉する。交差角Ａは、ワーク１の外径によって適切な角度に調節することが重要であり、外径が小さい場合は交差角Ａを１０〜２０度に設定し、外径が大きくなるに従って１〜１０度とへと設定する。交差角Ａが２０°を超えると、加工砥石形状を鋭角にしなければならないためランニング加工時の砥石摩耗によるＲ精度が不安定になる恐れがある。
【０００９】
更に、第２工程を円弧刃の途中まで行い、その後、ワーク１を旋回軸５を使用して、旋回軸５が上面視で円弧刃の回転軌跡の中心と一致するように旋回させて円弧刃逃げ面を加工する旋回加工を行うことが好ましい。これにより、砥石６の周面８でエンドミル先端側の円弧刃逃げ面を加工できるため、円弧刃の先端側に所望の逃げ角を付けやすくなり、エンドミルの設計自由度が高くなる。一方、第２工程工のみで円弧刃を加工すると、エンドミルの先端側に位置する円弧刃の逃げ面を砥石６の側面９で加工することになり、研削速度が遅く、スピンドル７の研削熱による延び等の影響により、良好な研削ができない場合がある。ここで、第２工程を行う区間長さは、円弧刃の円周方向で、交差角Ａに対応する分だけ設けることが好ましく、これにより、第２工程から旋回加工へ移る際、砥石６の周面で円弧刃を加工することができ、逃げ面の研削を良好に行うことができる。交差角Ａと第２工程の区間長さの関係は、円弧刃半径をＲとしたとき、第２工程の区間長さ＝Ｒ×ｔａｎθの計算式により求められる。第２工程の区間長さが長いと、上面視で、加工すべき円弧刃に対して砥石６の回転軸の傾きが大きくなり、砥石６の側面で円弧刃逃げ面を加工することになり、研削面が荒れやすい。第２工程から旋回加工へ移る際に、旋回軸５を中心としてワーク１が動き出す時にガタが生じても、このガタはワーク１と砥石６の接触する位置を微小角度変化させるだけであり、砥石６が円弧刃の逃げ面に干渉することを抑制でき、円弧刃の逃げ面に段差や食い込みが無く滑らかに設けることができる。以下、本願発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１０】
（実施例１）
上記で説明したＮＣ研削盤を用いて、２枚刃、刃径が１０ｍｍのボールエンドミルの外周刃逃げ面とボール刃逃げ面を加工した。加工に使用する砥石として、砥石径１５０ｍｍ、砥石厚さ２ｍｍの平砥石を用いた。
本発明例１として、ボールエンドミルの刃溝加工を施したワーク１を用意し、ワーク１をチャック２に把持し、第１工程の、交差角Ａを１度に設定し、外周刃の逃げ面加工を施し、続いて、第２工程のボール刃先端側までボール刃の逃げ面を加工した。
比較例２は、本発明例１と同様に、第１工程を施し、第２工程を、連続して旋回軸５を用いてワーク１を旋回加工でボール刃逃げ面を加工する方法で、それぞれボールエンドミルを１０本づつ加工した。
【００１１】
本発明例１、比較例２の外周刃逃げ面とボール刃逃げ面の状態を、光学顕微鏡５０倍により観察した結果、本発明例１は、図６に示すように、１０本中全てにおいて、つなぎ目での食い込みを見ることができないものであった。ボール刃の回転軌跡の半径精度が理想半径に対して５μｍ以内と安定した加工ができた。比較例２は、１０本中８本に外周刃の逃げ面とボール刃の逃げ面のつなぎ目において図７に示すように食い込みが生じていた。
【００１２】
（実施例２）
本発明例３として、本発明例１と同様の方法で、予め、加工するボール刃の回転軌跡の中心と旋回軸５が上面視で一致するように、ワーク１の位置を調整し、第１工程を行い、Ｆ点から、第２工程の区間長さをボール刃の円周方向長さで０．１７ｍｍ加工し、その後、旋回加工に変え、連続して旋回軸５を中心としてワーク１を旋回させて残りの逃げ面を加工した。
結果として、本発明例３は、外周刃の逃げ面とボール刃の逃げ面とのつなぎ目に段差が生じず、更に、ボール刃の逃げ面上にも段差がなく良好な加工ができ、ボール刃の回転軌跡の半径精度は、理想半径に対して３μｍ以内に加工ができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、研削盤の正面図を示す。
【図２】図２は、図１の上面図を示す。
【図３】図３は、第１工程の概要を示す。
【図４】図４は、第２工程の概要を示す。
【図５】図５は、第２工程の一部を旋回加工した例を示す。
【図６】図６は、本発明例１の逃げ面を示す。
【図７】図７は、比較例２の逃げ面を示す。
【符号の説明】
【００１４】
１：ワーク
２：チャック
３：テーブル
４：旋回台
５：旋回軸
６：砥石
７：スピンドル
８：砥石の周面
９：砥石の側面
Ａ：砥石回転軸とワーク回転軸との交差角
Ｓ：第１工程の開始点
Ｆ：第２工程の終了点
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ボールエンドミル、ラジアスエンドミル等の円弧状の切れ刃を有するエンドミルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、外周切れ刃６の外周逃げ面１を先に加工した後で、そのままそれぞれ図示しない、同一の砥石で、同一のＮＣ加工プログラム内のボール逃げ面加工プログラムで連続してボール切れ刃４のボール逃げ面２を加工することにより、外周逃げ面１とボール逃げ面２との間に段差をなくしている。
【特許文献１】特開２００５−９６０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本願発明の課題は、エンドミルの外周刃逃げ面から円弧刃逃げ面の加工へ移行する際、外周刃逃げ面で使用していた複数の軸から、円弧刃逃げ面で使用する複数の軸が異なるため、停止していた軸の動き出し及び機械制御の追従性に起因して、砥石の動きが乱れることより、エンドミルの外周刃・円弧刃の逃げ面同士のつなぎ目に微小な段差や食い込み等が生じることがあり、それを解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明は、上記課題を解決するものであり、同一の砥石でエンドミルの外周切れ刃と円弧刃の逃げ面とを連続して加工する製造方法において、第１工程として、ワークを旋回軸を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワークの移動により、砥石に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて外周刃の逃げ面加工を行い、第２工程は、前記ワークを前記砥石に対して相対的に前記直線移動と同じ平面上を前記円弧刃に基づく円弧状の移動にて前記円弧刃の逃げ面加工を行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法である。本願発明を適用することにより、研削盤の動作による砥石の食い込み等を無くし、外周刃の逃げ面から円弧刃の逃げ面まで、つなぎ目の無いエンドミルを製造できる。
【発明の効果】
【０００５】
本願発明によれば、つなぎ目部分への砥石の食い込みを無くし、つなぎ目の無いボールエンドミル、ラジアスエンドミルなどの円弧刃を有するエンドミルを得ることのできる製造方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本願発明に使用するＮＣ研削盤の一例として、図１より、ワーク１はチャック２にワーク１のワーク回転軸を中心として回動可能に把持され、チャック２はテーブル３に積載されており、テーブル３は旋回台４の上に積載されており、旋回台４の旋回軸５を中心として回動可能である。砥石６はスピンドル７に砥石回転軸を中心として回動可能に装着されている。スピンドル７はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動可能である。
【０００７】
本願発明の第１工程は、図３より、ワーク１を旋回軸５を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワーク１のＳ点からＦ点へ向かってＸ軸、Ｙ軸の移動により、砥石６に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて、外周刃の逃げ面加工を行う。図３では便宜上ワーク１の先端を半球状とした。
第２工程は、第１工程がＦ点に達した時、図４より、Ｘ軸およびＹ軸の移動量を変えて、ワーク１を円弧刃の回転軌跡の円弧半径に応じた円弧状の移動を行いながら円弧刃の逃げ面を加工する。
第１工程から第２工程に移る際、予めワーク１を砥石６に対して交差角Ａ傾けてあるので、砥石６の周面８が加工終了した外周刃逃げ面や円弧刃逃げ面に干渉することを抑制できる。第１工程の移動で使用していた軸と、第２工程の移動で使用する軸が同じ軸であり、軸の移動量を変更するだけで行うことができ、研削盤の軸のバックラッシュや嵌め合い誤差等に基づくガタなどによりワーク１が砥石６に対してＮＣの指令以上に傾いて、砥石６が外周刃や円弧刃の逃げ面に食い込むことを抑制できる。
【０００８】
交差角Ａは、１度以上２０度以下で設けることが好ましく、ワーク１が第１工程の直線移動から、第２工程の円弧状の移動へ移る際に、砥石６が外周刃の逃げ面に干渉することを抑制でき、外周刃と円弧刃の逃げ面のつなぎ部を滑らかに設けることができる。交差角Ａが１度未満では、第１工程の直線移動時のワーク１に対する砥石６の姿勢と、第２工程のワーク１に対する砥石６の姿勢が変化しないため、製造するエンドミルの刃径によっては砥石６の端面がワーク１に干渉する。交差角Ａは、ワーク１の外径によって適切な角度に調節することが重要であり、外径が小さい場合は交差角Ａを１０〜２０度に設定し、外径が大きくなるに従って１〜１０度とへと設定する。交差角Ａが２０°を超えると、加工砥石形状を鋭角にしなければならないためランニング加工時の砥石摩耗によるＲ精度が不安定になる恐れがある。
【０００９】
更に、第２工程を円弧刃の途中まで行い、その後、ワーク１を旋回軸５を使用して、旋回軸５が上面視で円弧刃の回転軌跡の中心と一致するように旋回させて円弧刃逃げ面を加工する旋回加工を行うことが好ましい。これにより、砥石６の周面８でエンドミル先端側の円弧刃逃げ面を加工できるため、円弧刃の先端側に所望の逃げ角を付けやすくなり、エンドミルの設計自由度が高くなる。一方、第２工程工のみで円弧刃を加工すると、エンドミルの先端側に位置する円弧刃の逃げ面を砥石６の側面９で加工することになり、研削速度が遅く、スピンドル７の研削熱による延び等の影響により、良好な研削ができない場合がある。ここで、第２工程を行う区間長さは、円弧刃の円周方向で、交差角Ａに対応する分だけ設けることが好ましく、これにより、第２工程から旋回加工へ移る際、砥石６の周面で円弧刃を加工することができ、逃げ面の研削を良好に行うことができる。交差角Ａと第２工程の区間長さの関係は、円弧刃半径をＲとしたとき、第２工程の区間長さ＝Ｒ×ｔａｎθの計算式により求められる。第２工程の区間長さが長いと、上面視で、加工すべき円弧刃に対して砥石６の回転軸の傾きが大きくなり、砥石６の側面で円弧刃逃げ面を加工することになり、研削面が荒れやすい。第２工程から旋回加工へ移る際に、旋回軸５を中心としてワーク１が動き出す時にガタが生じても、このガタはワーク１と砥石６の接触する位置を微小角度変化させるだけであり、砥石６が円弧刃の逃げ面に干渉することを抑制でき、円弧刃の逃げ面に段差や食い込みが無く滑らかに設けることができる。以下、本願発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１０】
（実施例１）
上記で説明したＮＣ研削盤を用いて、２枚刃、刃径が１０ｍｍのボールエンドミルの外周刃逃げ面とボール刃逃げ面を加工した。加工に使用する砥石として、砥石径１５０ｍｍ、砥石厚さ２ｍｍの平砥石を用いた。
本発明例１として、ボールエンドミルの刃溝加工を施したワーク１を用意し、ワーク１をチャック２に把持し、第１工程の、交差角Ａを１度に設定し、外周刃の逃げ面加工を施し、続いて、第２工程のボール刃先端側までボール刃の逃げ面を加工した。
比較例２は、本発明例１と同様に、第１工程を施し、第２工程を、連続して旋回軸５を用いてワーク１を旋回加工でボール刃逃げ面を加工する方法で、それぞれボールエンドミルを１０本づつ加工した。
【００１１】
本発明例１、比較例２の外周刃逃げ面とボール刃逃げ面の状態を、光学顕微鏡５０倍により観察した結果、本発明例１は、図６に示すように、１０本中全てにおいて、つなぎ目での食い込みを見ることができないものであった。ボール刃の回転軌跡の半径精度が理想半径に対して５μｍ以内と安定した加工ができた。比較例２は、１０本中８本に外周刃の逃げ面とボール刃の逃げ面のつなぎ目において図７に示すように食い込みが生じていた。
【００１２】
（実施例２）
本発明例３として、本発明例１と同様の方法で、予め、加工するボール刃の回転軌跡の中心と旋回軸５が上面視で一致するように、ワーク１の位置を調整し、第１工程を行い、Ｆ点から、第２工程の区間長さをボール刃の円周方向長さで０．１７ｍｍ加工し、その後、旋回加工に変え、連続して旋回軸５を中心としてワーク１を旋回させて残りの逃げ面を加工した。
結果として、本発明例３は、外周刃の逃げ面とボール刃の逃げ面とのつなぎ目に段差が生じず、更に、ボール刃の逃げ面上にも段差がなく良好な加工ができ、ボール刃の回転軌跡の半径精度は、理想半径に対して３μｍ以内に加工ができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、研削盤の正面図を示す。
【図２】図２は、図１の上面図を示す。
【図３】図３は、第１工程の概要を示す。
【図４】図４は、第２工程の概要を示す。
【図５】図５は、第２工程の一部を旋回加工した例を示す。
【図６】図６は、本発明例１の逃げ面を示す。
【図７】図７は、比較例２の逃げ面を示す。
【符号の説明】
【００１４】
１：ワーク
２：チャック
３：テーブル
４：旋回台
５：旋回軸
６：砥石
７：スピンドル
８：砥石の周面
９：砥石の側面
Ａ：砥石回転軸とワーク回転軸との交差角
Ｓ：第１工程の開始点
Ｆ：第２工程の終了点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の砥石でエンドミルの外周切れ刃と円弧刃の逃げ面とを連続して加工する製造方法において、第１工程として、ワークを旋回軸を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワークの移動により、砥石に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて外周刃の逃げ面加工を行い、第２工程は、前記ワークを前記砥石に対して相対的に前記直線移動と同じ平面上を前記円弧刃に基づく円弧状の移動にて前記円弧刃の逃げ面加工を行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の円弧刃を有するエンドミル製造方法において、第１工程の交差角を１度以上２０度以下に設けたことを特徴とする円弧刃を有するエンドミルの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の円弧刃を有するエンドミル製造方法において、第２工程の一部を、旋回軸を用いて旋回移動させて行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法。
【請求項１】
同一の砥石でエンドミルの外周切れ刃と円弧刃の逃げ面とを連続して加工する製造方法において、第１工程として、ワークを旋回軸を中心として砥石回転軸に対して交差角Ａで傾け、ワークの移動により、砥石に対して相対的にワーク回転軸方向へ直線移動させて外周刃の逃げ面加工を行い、第２工程は、前記ワークを前記砥石に対して相対的に前記直線移動と同じ平面上を前記円弧刃に基づく円弧状の移動にて前記円弧刃の逃げ面加工を行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の円弧刃を有するエンドミル製造方法において、第１工程の交差角を１度以上２０度以下に設けたことを特徴とする円弧刃を有するエンドミルの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の円弧刃を有するエンドミル製造方法において、第２工程の一部を、旋回軸を用いて旋回移動させて行うことを特徴とする円弧刃を有するエンドミル製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１１０４５８（Ｐ２００８−１１０４５８Ａ）
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９６２２２（Ｐ２００６−２９６２２２）
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【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２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００２３３０６６）日立ツール株式会社 (299)
【Ｆターム（参考）】
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