旋削加工の基礎知識

旋削加工の基礎知識
チェックシート
旋削加工の基礎知識
切削加工
鉛筆の削りと金属の削りの違いが説明できる。
のメカニ
ズム
旋削加工と転削加工の違いが説明できる。
切削条件
3 つの切削条件を説明できる。
切削速度を説明できる。
送り速度を説明できる
回転数を求める式を説明できる。
旋削工具
送りとノーズ R から理論面粗さを計算できる。
旋削で使用される工具材種について説明できる。
工具の種類について説明できる。
工具各部の名称について説明できる。
すくい角について説明できる。
逃げ角について説明できる。
切れ刃角について説明できる。
切削抵抗
切削抵抗の 3 分力を説明できる。
背分力の影響を説明できる。
構成刃先
構成刃先について説明できる。
構成刃先を防ぐ手法を説明できる。
切削油剤
切削油剤の効果について説明できる。
水溶性、不水溶性切削油剤の使い分けができる。
切りくず
切りくずの形を説明できる。
理想的な切りくずの形を説明できる。
被削材の
被削性について説明できる。
材料特性
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技量水準
1
2
3
4
スコア
切削加工のメカニズム
切削加工のメカニズム
切削とは、JIS B 0106：1996「工作機械−部品及び工作方法−用語」による
と「切削工具と工作物とを相対運動させて削ること」となっている。
それでは、リンゴの皮を剥いたり鉛筆を削ることは同じ切削と呼べるだろう
か？　リンゴの皮は、剥いたリンゴに合わせてつなげれば元の形に戻る。ま
た、鉛筆の削りくずも反りなどはあるが、長さはほぼ同じでつなぐことができ
る。しかし、金属の切りくずは、元の状態とまったく異なる。長さは短く、厚
さは切込み量よりも厚くなる。では、なぜこのようになるのだろうか。
金属の切削加工は連続したせん断作用により行われる。回転する工作物は工
具によってせん断力を受け、せん断ひずみによって大きく変形して、せん断面
に沿って滑りを起こし、切りくずとなる（図 1）
。
図 2 において、平行四辺形 ABCD が切削の進行により、せん断変形し A’
B’C’D’になり、移動する。これが連続的に短時間に生成されていると考
えることができる。切りくずの厚さはせん断角で決まり、切込み量 t1 と切り
くず厚さ t2 の割合を切削比（Ch）と呼び、せん断角（φ）は次の式で表される。
切り込み
回転方向
回転方向
1
せん断面
C
切りくず
D
厚さ
工作物
φ
切りくず
γ
B
工作物
2
A
C’
せん断面
D’
B’
A’
工具
工具
図 1　せん断作用
図 2　連続したせん断作用
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Ⅰ．旋削加工の基礎知識
工作物回転
刃は 1 枚
写真 1　旋削加工
複数の刃
工具回転
写真 2　転削加工
Ch ＝ t1 ／ t2
tan φ＝ Ch × cos γ／（1 − Ch × sin γ）
切削は大きく分けて 2 つに分類される。
・旋削加工（写真 1）
旋盤での加工が主で、回転している材料に工具を当て動かすことにより必要
な形状・精度に加工する方法で、基本的には丸い部分を形成するのに用いられ
る。工具は主に 1 枚の刃物で構成され、主に連続切削となる。
・転削加工（写真 2）
フライス加工が主で、回転している工具を固定した工作物に当て動かすこと
により必要な形状・精度寸法に加工する方法で、様々な形状の部品を形成する
のに用いられる。工具は主に複数の刃で構成され、断続切削になる。断続切削
では工作物への刃物の入りと抜けが繰り返され、振動が工具寿命や仕上げ面に
影響する。
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切削条件
切削条件
工具と工作物の間には 3 つの相対的運動が関係し、これを切削条件と呼ぶ。
切削条件は、工作物の寸法精度、仕上がり面、工具寿命など多岐にわたり大き
な影響を与え、適切な条件を選択する必要がある。
切削速度
切削速度（m/min）は、工具が 1 分間に工作物を何ｍ削り取るかを示して
いる。旋盤の場合は、工作物の回転によって与えられるものになる。回転は 1
分間当たりの回転数で設定されるが、回転中心軸と工具の刃先距離によって必
要な回転数は異なる。
回転数は以下の式で求める（図 1）
。
m
図 1　切削速度
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Ⅰ．旋削加工の基礎知識
＝
1000×
π×
Vc：切削速度（m/min）
Dm：直径（mm）
π：円周率
分母のπ× Dm は円周の長さ（mm）となる。分子の Vc は（m/min）で分
母の mm と単位が合っていない。そのため分子に 1,000 を掛けて単位をｍｍに
合わせている。
切削速度が速いほど切削効率は良くなるが、工具の寿命は短くなる。
送り速度
送り速度（mm/rev）は、工具が 1 回転当たりに進む距離を示している（図
2）
。
切削を行う時に、工具を移動していかなければ切削を進めることができな
い。移動する距離が大きいと切削能率は良くなるが、切削面は粗くなる。超
硬、サーメットなどのインサート方式の工具では、刃先の欠損を防ぐため、刃
1 回転
送り
図 2　送り速度
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切削条件
先をころしている部分（ランド）があるので最小切込み量には注意が必要とな
る。
切込み量
切込み量（mm）は、工作物の中心方向へ食い込ませる距離になる（図 3）
。
切込み量も大きくすると切削能率は良くなるが、大きな力が必要となる。刃
先のコーナー半径によって変化するが、切込み量が少ないと背分力が大きくな
回転
切込み
図 3　切込み量
り、びびりの原因となる。
☆　☆
切削速度・送り速度・切り込み量は、工作物の材質、工具の材質、種類など
によって異なり、適切な値の目安がある。工具メーカーのカタログを参照する
とよい。
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Ⅰ．旋削加工の基礎知識
旋削工具
バイト各部の名称
旋削作業に主として用いられる工具を一般的にバイトと呼び、作業の目的に
応じて様々な形状、材質のものがある（図 1）
。一般的なバイト各部の名称は
図 2 のように呼ばれている。
・おねじ切りバイト
おねじ加工用のバイト
・右片刃バイト
外径切削および
端面切削用のバイト
・ヘール突切りバイト
外径溝加工および
突切り用のバイト
・真剣バイト
外径切削用のバイト
・穴ぐり荒バイト
内径荒切削用のバイト
図 1　バイトの形状
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