切削工具の種類と適切な工具選択とは?
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切削工具の種類と選び方:切削加工の基礎知識5

切削加工の基礎知識

更新日:2016年9月29日(初回投稿)
著者:基盤加工技術研究所代表 工学博士 海野 邦昭

前回は、切削工具材料の基礎を解説しました。今回は、代表的な切削工具について解説します。

切削工具は、単刃工具と多刃工具に分類できます。包丁のように1つの切れ刃で工作物を削るのが単刃工具、日曜大工で使用する丸のこのように、複数の切れ刃で削るのが多刃工具です。単刃工具には、旋盤作業で用いるバイトや、形削り、平削り作業に用いる腰折れバイトがあります。多刃工具には、穴あけに用いるドリルや、穴の仕上げに用いるリーマ、溝削りや肩削りに用いるエンドミル、平面削りに用いる正面フライスなどがあります。このように、切削工具には多くの種類があり、作業目的に応じて適切な工具を選択することが大切です。

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1. バイト

代表的な単刃工具が、旋盤作業で用いられるバイトです。一口にバイトといっても、多くの種類があり、チップの材質や、その構造および形状・寸法などにより分類できます(図1)。

図1:さまざまな種類のバイト

図1:さまざまな種類のバイト

バイトは、チップ(刃物材料の小片)とシャンク(工具の柄部。使用時に保持する)で構成されています。チップの材質には高速度工具鋼や超硬合金などがあり、シャンクに固定する方法によって、ろう付けやスローアウェイなどに分類されます。ろう付けバイトは、チップを銅ろうや銀ろうでシャンクに接合したものです。スローアウェイバイトは、チップをねじ、くさび、押さえ金などで機械的にシャンクにクランプしたものです。

次に、高速度工具鋼製バイトの種類と用途について解説します(図2)。

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図2:高速度工具鋼バイト(引用:トコトンやさしい切削加工の本)

外丸切削用のバイトは、最も基本的なもので、剣バイトや片刃バイトなどがあります。バイトには、刃が付いている方向を示す「勝手」があります。作業者側から見て、工作物の右側を切削するのが右勝手、左側を切削するのが左勝手です。工作物の両側を切削できるバイトは、勝手なしと呼びます。このように、勝手の向きによって、右剣バイト、左剣バイトなどと呼びます。

工作物の内側を切削する内丸切削用のバイトには、穴ぐりバイトや、めねじ切りバイトがあります。穴ぐりバイトは、工作物にドリルなどで下穴を開け、これを決められた寸法・形状にくり広げるために使います。

工作物の外周にバイトを押しつけながら、ある幅をもった溝を加工するのが溝削りバイトです。溝を工作物の中心部まで深くして、切断するのが突っ切りバイトです。その他にも、刃先とシャンクの間に逆U字形の曲がった部分を持つ、へールバイトがあります。この部分がバネの働きをして、切削時の振動の発生を防止します。

図3:超硬ろう付けバイト

図3:超硬ろう付けバイト(引用:トコトンやさしい切削加工の本)
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2. ドリルとリーマ

ドリル

ドリルは穴あけに用いる多刃工具です。刃部とシャンクで構成され、シャンクがストレートのストレートシャンクドリルと、テーパ(斜め、先細りの形状)のテーパシャンクドリルがあります(図4)。ストレートシャンクツイストドリルは最も汎用的で、ドリルチャックに取り付けて使用します。テーパシャンクドリルの先端には、タング(平たん部)が設けられています。テーパシャンクドリルを直立ボール盤の主軸や旋盤の心押し台に取り付ける場合、タングをコッタ(固定用のくさび状の金具)穴に合わせて、直接装着します。ドリルやリーマなどのテーパシャンクが工作物の主軸テーパの大きさと合わないときは、スリーブという取り付け補助具を用いて、装着します。

図4:ドリルの構成と種類

図4:ドリルの構成と種類(図提供:オーエスジー)

ドリルには、汎用的なツイストドリルのほかにも、強ねじれ刃ドリル、コアードリル、油穴付きドリル、ガンドリル、センタ穴ドリルなど、多くの種類があります(図5)。

図5:ドリルの種類

図5:ドリルの種類(図提供:不二越)

強ねじれ刃ドリルは、ねじれ角の大きなドリルです。切れ味は良いものの、刃先強度が低いため、切削抵抗の小さな軟質材料の加工に適しています。良好な形状や寸法精度、仕上げ面の状態が求められるような、切れ味重視の加工に用いられます。

油穴付きドリルは、切削油を刃先先端に供給する油穴の付いたドリルです。通常のドリルで深穴加工を行うと、切削油が刃先に届きにくく、切りくずの排出が悪くなります。しかし油穴を設けることにより、切削油が刃先にも供給され、良好な切れ味を持続できます。

コアードリルは、中心部に切れ刃がなく、あらかじめツイストドリルで開けた下穴をくり広げるために用います。その他、テーパピンドリルなど、用途に応じたさまざまなドリルがあります。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

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3. エンドミル

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

4. 正面フライス

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