誰もが知っているように、刃先の形状には 2 つの基本的なタイプがあります。 エンドミルカッター: ストレート形状とヘリカル形状があり、このうちヘリカルタイプはストレートタイプよりも高速で安定した効果的な切断ができるため、より広く適用されています。一般的な 2 種類のヘリカルエッジを図 1 に示します。左ヘリカルタイプは主に携帯電話のキー、フィルムスイッチパネル、液晶パネル、アクリルレンズなどの高精度フライス加工に使用されます。右ヘリカルフライスカッターはミラーの主軸回転に追従し、ほとんどのチャックのアンロードに便利です。したがって、右ヘリカルエンドフライスが最も広く使用されており、一般的な右ヘリカル角は通常 30° ～ 45° です。

一般的にエンドミルのねじれ角 U は傾斜角 λs に相当しますが、傾斜角の紹介と議論は主に旋削加工に関するものです。ただし、フライス加工と旋削加工には多くの違いがあります。刃先傾斜角に関するすべての知識をエンドミルのミーリングに適用することは不可能です。

ミーリング加工の場合、ねじれ角が大きいほど同時に働く歯数が増え、ミーリング時の衝撃が軽減され滑らかさが増し、エンドミルの刃先が鋭利になることが大まかに知られています。それ以外に、ねじれ角の大きさはエンドミルにどのような影響を与えるのでしょうか？工具と刃先の角度は相互に関係しており、互いに影響を与えます。この主題についてさらに知るために、いくつかのデータを取得する実験をしてみましょう。

ヘリカルエンド2枚刃フライスによる溝加工実験

実験は立型マシニングセンタで実施した。直径φ12mmでねじれ角の異なる2枚刃エンドミルを使用し、幅×高さ12mm×12mmの溝を加工しました。加工後の溝の底面を基準として、溝の両側の高さの誤差（ΔＸ）を測定した。ねじれ角が加工精度に及ぼす影響を誤差値を比較することで評価した。

加工対象のワークは硬度28HRCの炭素鋼です。実験における各ツールの切削条件は、送り速度 50mm/min、切削速度 29m/min、切り込み深さ 12mm です。オイルクーラントを使用しております。実験結果を図2に示します。

実験結果から、次のことがわかります。

(1) オーバーカットはワークのアップ側に必ず発生します。逆に、カット欠け現象はダウンミーリング側に必ず現れ、オーバーカットとカット抜けの最大点はエンドミルの最も突き出た部分にあります。この点は、アップミリングおよびダウンミリング時の工具の変形パターンと工具の伸び長さと一致します。

(2) エンドミルのねじれ角が 30°未満のため、正加工側、逆加工側にかかわらず、ねじれ角が大きくなるにつれて直角度誤差値が大きくなります。

ねじれ角が40°を超える場合、ねじれ角の増加に伴ってねじれ角は減少します。したがって、矛盾しているようですが、エンドミルのねじれ角が小さいほど、あるいはねじれ角が大きいほど、溝加工の形状精度が高いと考えられます。

( 3) 加工精度の観点からは、ねじれ角が 0 の時が切れ刃が真っ直ぐとなり最も精度が高くなります。ただし、エンドミルのねじれ角の基本特性から、この場合のエンドミルは完全に断続切削となります。このような切削衝撃の大きい加工では、工具自体の高い製造精度が要求されます。

ヘリカルアングルと4コーナエンドミルによる側面加工の実験

ワークピースの側面は、ねじれ角 30 ° と 55 ° の 4 枚刃エンドミルを備えた立型マシニング センターでフライス加工されます。 2 つのエンドミルの切幅 (ラジアル送り) の変更が加工精度に与える影響を比較します。エンドミルの直径が25mmの場合、硬度94HRBの45 #鋼をストレートミーリング法と乾式切削で切削します。切削条件は送り速度100mm/min、切削速度26mm/min、切り込み深さ38mmです。測定した直角度誤差、平面度誤差、加工後の表面粗さを図3に示します。

切削幅が特に大きくない場合、大ねじれ角55°エンドミルの方がねじれ角30°エンドミルよりも加工精度が高いことがわかる。これは図 2 の溝加工実験結果と一致しています。理由を分析した結果、切削幅が小さい場合、大ねじれ角エンドミルの実際のすくい角が大きくなり、刃先が鋭くなり、接線方向の切削抵抗、エネルギー消費、工具の変形が軽減されます。

ねじれ角特性の誘導

(1) ねじれ角と切削抵抗：接線方向の切削抵抗はねじれ角の増加とともに減少し、軸方向の切削抵抗はねじれ角の増加とともに増加します。

(2) ねじれ角とすくい角：ねじれ角の増加により、エンドミルの実際のすくい角が増加し、刃先がより鋭くなります。

(3) ねじれ角と加工面精度：一般にねじれ角が大きくなると加工面の直角度と平面度の公差値は増加しますが、ねじれ角が40°を超える場合はねじれ角の増加に伴い減少します。角度。

(4) ねじれ角と工具寿命：周縁ベルトの摩耗速度は基本的にねじれ角に比例します。一方、ねじれ角が非常に小さい場合、わずかな工具摩耗も工具の切削性能を著しく低下させます。振動が発生し、ツールを使用し続けることができなくなります。ねじれ角が大きすぎると工具剛性が低下し、寿命が低下します。

(5)ねじれ角と被削材：硬度の低い軟質材料を加工する場合は、ねじれ角を大きくして前角を大きくし、刃先の切れ味を向上させます。硬度が高く硬い材料を加工する場合は、ねじれ角を小さくして加工します。前角を小さくし刃先剛性を向上させます。

ねじれ角エンドミルの研究のまとめ

ヘリカル角度は、ヘリカルエンドミルカッターの主要パラメータの 1 つです。ねじれ角の変化はカッターの切削性能に大きな影響を与えます。 CNC加工技術とフレキシブル製造技術の発展により、工具製造工程においてねじれ角の大きさを変更することが可能になりました。ヘリカルエンドミルの切削性能に及ぼすねじれ角の大きさのさまざまな影響をさらに詳しく調べると、ヘリカルエンドミルを製造および選択する際には、加工材料の性能と加工精度、加工効率、工具材質を考慮する必要があります。工具寿命は、効率的かつ高精度のフライス加工を促進する上で間違いなく重要な役割を果たします。