旋削、ボーリング、フェーシング、面取りなどの作業に使用されるさまざまな種類の旋盤切削工具に関する包括的なガイド
2023-10-30
旋盤は何世紀にもわたって機械加工の基本的な部分であり、正確で複雑な円筒部品の作成を可能にします。 旋盤加工の成功を決定する重要な要素の XNUMX つは、切削工具の選択と使用法です。 これらの工具にはさまざまな形状、サイズ、材質があり、それぞれ旋削、ボーリング、フェーシング、面取りなどの特定の作業用に設計されています。 この包括的なガイドでは、旋盤切削工具の世界を探求し、その種類、特性、用途、最適な加工結果を得るためのベスト プラクティスについて詳しく説明します。 基本を学びたい初心者でも、知識を広げたい経験豊富な機械工でも、この記事は旋盤切削工具の複雑な世界について貴重な洞察を提供することを目的としています。
セクション 1: 旋削工具
旋削加工は旋盤加工の基礎であり、円筒部品を正確に作成する上で極めて重要な役割を果たします。 これらの操作には、通常はスピンドルに取り付けられた切削工具に対してワークピースを回転させることによって、ワークピースから材料を除去することが含まれます。 旋削加工は自動車、航空宇宙、製造などを含むさまざまな業界の基礎であり、加工で使用される工具を理解するために非常に重要です。 旋盤加工の文脈における旋削工具は、旋削作業中にワークピースの形状を整え、精製する切削器具です。 さまざまな要件や材料に合わせて、さまざまな形状、材料、形状が用意されています。 望ましい加工結果を達成するには、旋削工具の重要性とそのさまざまな種類を理解することが不可欠です。1.2. 旋削工具の種類
旋削工具にはいくつかのタイプがあり、それぞれが特定の加工ニーズに応えるように設計されています。 いくつかの一般的なカテゴリを見てみましょう。- 1.2.1. 高速度鋼 (HSS) 工具:高速度鋼 (HSS) 工具は、数十年にわたり機械加工の定番となってきました。 鉄金属や非鉄金属、プラスチック、さらには木材など、さまざまな材料を効果的に切断できるため、その多用途性で知られています。 ハイス工具は高温でも硬度と切削能力を維持できるため、高速旋削に適しています。
- 1.2.2. 超硬インサートツール:超硬インサートツールは、その卓越した硬度と耐摩耗性により人気が高まっています。 これらの工具は交換可能な超硬インサートを備えており、鋭い切れ刃と工具寿命の延長を実現します。 ステンレス鋼などの硬質材料の旋削加工に優れています。 鋳鉄の加工、および珍しい合金。 超硬インサート工具は、荒加工と仕上げ加工の両方で一般的に使用されます。
- 1.2.3. ダイヤモンド工具:ダイヤモンド旋削工具は、切削材料として人造ダイヤモンドを使用します。 ダイヤモンドはその硬度で有名です。 精密加工 セラミックやガラスなどの非常に硬い素材で作られています。 ダイヤモンド工具は、優れた表面仕上げと寸法精度が必要な用途に最適です。
- 1.2.4. サーメットツール:サーメットツールはセラミックと金属のハイブリッドであり、硬度と靭性のバランスが取れています。 高温合金や焼入れ鋼の加工に適しています。 サーメット工具は、高温に耐えて切削性能を維持できるため、高速加工用途に優れています。
- 1.2.5. 立方晶窒化ホウ素 (CBN) ツール:立方晶窒化ホウ素 (CBN) ツールは、ダイヤモンドに次ぐ最も硬い切削工具の XNUMX つです。 焼入れ鋼や超合金の加工に最適です。 CBN 工具は優れた耐摩耗性を備えているため、難しい材料の連続および断続的な切削に適しています。
1.3. 適切な旋削工具の選択
適切な旋削工具の選択は、機械加工作業の成功に影響を与える重要な決定です。 旋削工具を選択する際に考慮すべき重要な要素は次のとおりです。- 1.3.1. 材質の適合性:被削材の材質は工具の選択において重要な要素です。 材質が異なれば、硬度、摩耗性、熱伝導率も異なります。 早期の摩耗や工具の故障を防ぐために、選択した工具が被削材の材質と互換性があることを確認してください。
- 1.3.2. 工具形状:形状、すくい角、逃げ角などの工具形状は、切削性能に大きく影響します。 荒加工や仕上げ加工などの旋削加工の特定の要件を考慮し、結果を最適化するために適切な形状の工具を選択します。
1.4. 方向転換を成功させるためのヒント
旋削加工を成功させるには、細部と精度に注意を払う必要があります。 旋削工具の効果を最大化するための重要なヒントをいくつか紹介します。- 1.4.1. 適切な工具のセットアップと位置合わせ: 工具が旋盤の刃物台にしっかりと取り付けられ、正しく位置合わせされていることを確認します。 位置ずれがあると、表面仕上げが悪くなり、工具の摩耗が増加し、精度が低下する可能性があります。
- 1.4.2. 加工パラメータと表面仕上げに関する考慮事項: 被削材の材質や工具の種類に応じて、切削速度、送り速度、切込み深さなどの切削パラメータを調整します。 これらのパラメータを慎重に制御して、望ましい表面仕上げ、寸法精度、切りくず排出を実現します。
セクション 2: ボーリング工具
2.1. ボーリング工具の紹介
ボーリング作業は次の作業に不可欠です。 機械加工プロセスes、ワークピースの既存の穴を正確に拡大または改良することができます。 エンジン ブロックに正確なサイズの穴を作成する場合でも、円筒部品に厳しい公差を達成する場合でも、ボーリング工具はさまざまな業界で不可欠です。 このセクションでは、旋盤加工で使用されるボーリング工具の世界を詳しく説明します。 ボーリングツールは、その名前が示すように、高精度で穴を開けるように設計されています。 これらは、標準の穴あけ方法が不適切な場合、または穴を既存のフィーチャーと正確に位置合わせする必要がある場合に特に役立ちます。 正確な加工結果を得るには、ボーリング作業の重要性を理解し、利用可能なボーリング工具の種類について洞察を得ることが不可欠です。2.2. ボーリング工具の種類
ボーリング工具にはさまざまな特殊な機器が含まれており、それぞれが特定の用途向けに設計されています。 ボーリング工具の一般的なカテゴリをいくつか見てみましょう。- 2.2.1. ボーリングバー:ボーリングバーは汎用性が高く、旋盤加工で広く使用されています。 これらの細くて長い工具は、ワークピースの奥深くまで到達して、正確に穴を開けることができます。 ボーリングバーはさまざまな種類のインサートに対応できるため、荒加工と仕上げ加工の両方に適しています。
- 2.2.2. ボーリングヘッド:ボーリングヘッドは、ボアの直径の調整に関してより高い柔軟性を提供します。 それらは、切削工具を収容する本体と増分調整のための機構で構成されています。 これにより、機械工は機械加工プロセス中にボアのサイズを正確に制御できます。
- 2.2.3. 荒加工および仕上げボーリング工具: 場合によっては、ボーリング作業が荒加工と仕上げの XNUMX 段階に分かれることもあります。 荒ボーリング工具は、より高い送り速度で材料を除去できるように設計されており、仕上げボーリング工具は、必要な精度と表面仕上げを提供します。 これらの工具を組み合わせて使用することで、効率的かつ正確な穴あけ加工が可能になります。
2.3. 適切なボーリング工具の選択
適切なボーリング工具を選択することは、良好な加工結果を達成するために非常に重要です。 ボーリング工具の選択には、いくつかの要因が影響します。2.3.1. ボーリング工具の選択に影響を与える要因
- 被削材の材質: 加工される材質は工具の選択に大きく影響します。 より硬い材料には超硬インサートを備えた特殊な工具が必要になる場合がありますが、より柔らかい材料は高速度鋼 (HSS) 工具を使用して効果的に加工できます。
- 穴のサイズと公差: 希望する穴のサイズと公差の厳しさにより、ボーリング工具の選択が決まります。 ボア径の正確な制御が必要な場合は、多くの場合、ボーリングヘッドが好まれます。
- 穴の深さ: 穴が長くなるとリーチの長いボーリングバーが必要になる場合があるため、穴の深さは工具の選択に影響します。
- 加工条件: CNC 旋盤か手動旋盤か、利用可能な切削液やクーラント システムなどの加工環境を考慮します。
2.3.2. 材料除去率と工具調整
ボーリング加工を最適化するには、切削速度、送り速度、切込み深さなどの切削パラメータを適切に設定することが不可欠です。 これらのパラメータの調整は、ワークの材質と選択したボーリング工具に基づいて行う必要があります。 材料除去率と工具調整のバランスを適切に調整することで、精度を損なうことなく効率的な加工が保証されます。2.4. 効果的なボーリングのためのベストプラクティス
ボーリング加工で精度を達成し、厳しい公差を維持するには、ベストプラクティスに細心の注意を払う必要があります。 重要なヒントをいくつか紹介します。- 2.4.1. ツールのセットアップとワークピースのクランプ: ボーリングツールがしっかりと取り付けられ、ワークピースと位置合わせされていることを確認します。 適切な工具セットアップにより振動が最小限に抑えられ、切削の安定性が向上します。 ワークピースを確実にクランプすることは、加工プロセス中の動きを防ぐためにも同様に重要です。
- 2.4.2. 厳しい公差と表面仕上げの達成: 厳しい公差を達成するには、精密測定器で穴のサイズを監視しながら、ボーリング工具を段階的に調整します。 刃先の切れ味を定期的にチェックして維持し、高品質な表面仕上げと寸法精度を確保します。
セクション 3: フェーシングツール
3.1. フェーシングツールの紹介
旋盤加工におけるフェーシング作業は、円筒状のワークの端部に平坦で滑らかな表面を作成するために不可欠です。 端を直角にするかどうか シャフト またはコンポーネントの正確な合わせ面を確保するために、フェーシングは一般的かつ重要な機械加工プロセスです。 このセクションでは、フェーシング作業の役割を探り、旋盤加工で使用されるフェーシング工具の世界を詳しく掘り下げます。 フェーシングツールはその名のとおり、フェーシング作業を効率的に行うために設計された特殊なツールです。 これらにより、機械工はワークピースの端から材料を均等に除去できるようになり、平らで滑らかな表面が得られます。 フェーシング作業の重要性を理解し、利用可能なフェーシング工具の種類について洞察を得ることが、正確で見た目の美しい加工結果を達成するために不可欠です。3.2. フェーシングツールの種類
フェーシングツールにはさまざまな形式があり、それぞれが特定のフェーシング要件に合わせて調整されています。 フェーシングツールの一般的なカテゴリをいくつか見てみましょう。- 3.2.1. フェーシングミル:フェーシングミルは、高速フェーシング加工用に設計された切削工具です。 通常、複数の刃先またはインサートを備えており、材料を効率的に除去できます。 フェーシングミルは多用途であり、金属やプラスチックなどのさまざまなワーク材料に適しています。
- 3.2.2. 端面溝入れツール:端面溝入れツールは、ワークピースの端面に溝や凹みを作成することに特化しています。 Oリング溝加工や装飾加工などに使用できる工具です。 特定の溝プロファイルに対応するために、さまざまな形状の端面溝入れツールが用意されています。
- 3.2.3. フェーシング用ボーリングヘッド: 前のセクションで説明したように、仕上げ面の正確な制御が必要な場合には、ボーリングヘッドをフェーシング加工にも使用できます。 切込み深さを段階的に調整できるため、正確なフェーシング結果が保証されます。
3.3. 適切なフェーシングツールの選択
適切なフェーシング工具を選択することは、フェーシング加工を成功させるために非常に重要です。 フェーシング工具の選択には、いくつかの要因が影響します。 3.3.1. ワークピースの形状と材料の考慮事項: ワークピースの形状とサイズ、およびその材料特性を考慮します。 平らな、円筒状、または不規則な形状のワークピースには、さまざまなフェーシングツールがより適している場合があります。 さらに、材料によっては、最適な結果を得るために特定の工具材料またはコーティングが必要な場合があります。 3.3.2. 表面仕上げの要件と工具の選択: 望ましい表面仕上げは、工具の選択において重要な役割を果たします。 高品質の表面仕上げを行うには、鋭い刃先と微調整機能を備えた工具が推奨されます。 たとえば、ボーリングヘッドは段階的に調整できるため、表面仕上げを正確に制御できます。3.4. フェイシングを成功させるための重要なテクニック
対面作戦を成功させるには、細部と正確さへの注意が必要です。 効果的なフェイシングを行うための重要なテクニックをいくつか紹介します。- 3.4.1. ツールの位置決めと位置合わせ: 材料を均一に除去し、平らで滑らかな表面を確保するために、フェーシングツールをワークピースに適切に位置決めして位置合わせします。 位置合わせがずれていると、表面に凹凸が生じ、結果が低下する可能性があります。
- 3.4.2. さまざまな材質やワーク形状に対応:異なる材質に対応する場合は、切削速度、送り速度、切込み深さなどの切削パラメータをそれに応じて調整します。 特に不規則な形状のコンポーネントに直面する場合は、ワークピースの形状に注意し、選択した工具が特定の形状に適しているかどうかを検討してください。
セクション 4: 面取り工具とねじ切り工具
4.1. 面取りとねじ切りの紹介
面取りとねじ切りは、さまざまな業界で重要な役割を果たす重要な機械加工プロセスです。 面取りには、穴、エッジ、またはワークピースの表面のエッジを面取りして、耐久性、美観、安全性を向上させることが含まれます。 ねじ切りは、円筒状のワークピースにねじ山を作成するプロセスであり、コンポーネントの組み立てを可能にしたり、固定手段を提供したりします。 このセクションでは、旋盤加工における面取りとねじ切りの重要性を探り、これらの作業に使用される工具を紹介します。 面取り工具とねじ切り工具は、これらの作業を正確かつ効率的に実行できるように設計された特殊な機器です。 望ましい加工結果を達成するには、その重要性と利用可能な工具の種類を理解することが不可欠です。4.2. 面取り工具とねじ切り工具の種類
面取り工具とねじ切り工具にはさまざまなカテゴリがあり、それぞれが特定の加工ニーズに合わせて調整されています。 これらのツールの一般的なタイプをいくつか詳しく見てみましょう。- 4.2.1. 面取りツール:面取りツールは、面取りミルまたは皿穴とも呼ばれ、ワークピースに面取りされたエッジを作成するように設計されています。 さまざまな形状とサイズがあり、機械工は穴、エッジ、または表面を面取りすることができます。 面取りツールは、ワークピースの美しさと機能性を高め、鋭利なエッジを減らし、組み立てを改善します。
- 4.2.2. ねじ切り工具:ねじ切り工具は、円筒状のワークにねじ山を作成するために不可欠です。 雌ねじ用のタップや雄ねじ用のダイスなど、さまざまな形状があります。 ねじ切り工具はさまざまなねじタイプとピッチに対応しており、さまざまな用途に多用途に使用できます。
- 4.2.3. ねじ山追跡ツール: ねじ山チェイサーとも呼ばれるねじ山追跡ツールは、ワークピースの損傷したねじ山を修復または修復するために使用されます。 これらは通常、元のねじが磨耗または損傷した場合に使用され、ねじ付きコンポーネントに適切にフィットするようにします。 ねじ山追跡ツールには、特定のねじ山のプロファイルやサイズに合わせてさまざまなデザインが用意されています。
- 4.3. 面取りとねじ切りに適した工具の選択
- 4.3.1. 角度とサイズの考慮事項: 面取りツールの場合、希望する面取りの角度とワークピースのサイズによってツールの選択が決まります。 一般的な用途には 45 度の面取り、直角を作成する場合には 90 度の面取りなど、角度が異なると目的も異なります。
- 4.3.2. ねじの種類とピッチの選択: ねじ切り工具を選択するときは、ねじの種類 (メートルまたはユニファイなど) と必要なねじピッチを考慮してください。 ツールを特定のねじタイプに適合させることで、適切なねじプロファイルと正確なねじの適合が保証されます。
4.4. 面取り・ねじ切りの精密技術
面取りとねじ切りの精度を実現するには、ベストプラクティスとテクニックに従うことが不可欠です。 以下に重要な考慮事項をいくつか示します。- 4.4.1. 適切なツールのセットアップと位置合わせ: 面取りツールまたはねじ切りツールがしっかりと取り付けられ、ワークピースと位置合わせされていることを確認します。 位置がずれていると、不正確になり、結果が低下する可能性があります。 さらに、工具の干渉を避けるために、適切な工具クリアランスとオーバーハングを維持してください。
- 4.4.2. 正確なねじプロファイルと面取り角度の実現: ねじ切りの場合は、ねじの深さ、ピッチ、プロファイルを注意深く監視してください。 精密測定器を使用して、ねじが希望の仕様を満たしていることを確認します。 面取りをするときは、適切な測定ツールを使用して面取り角度と寸法を確認し、希望の仕上げと機能を実現します。
セクション 5: 溝入れおよび突切りツール
5.1. 溝入れ工具と突切り工具の紹介
溝入れと突切りの操作は旋盤加工の基本であり、精密な部品の作成において重要な役割を果たします。 溝入れには、O リング、止め輪、または装飾機能を収容するなどの目的で、ワークピースに凹部または溝を切り込むことが含まれます。 一方、パーティングとは、ワークピースを別々の部分に切断したり、不要な部分を除去したりするプロセスです。 このセクションでは、旋盤加工における溝入れと突切り加工の重要性を探り、これらの作業に使用される工具を紹介します。 溝入れおよび突切り工具は、これらの作業を効率的に実行するように設計された特殊な器具です。 正確な加工結果を得るには、その重要性を理解し、利用可能な工具の種類について洞察を得ることが不可欠です。5.2. 溝入れ工具と突切り工具の種類
溝入れ工具と突切り工具にはさまざまなカテゴリがあり、それぞれが特定の加工ニーズに合わせて調整されています。 これらのツールの一般的なタイプをいくつか詳しく見てみましょう。- 5.2.1. パーティング ツール:カットオフ ツールとも呼ばれるパーティング ツールは、ワークピースを XNUMX つ以上の部分に分離するために特別に設計されています。 鋭い刃先が特徴で、さまざまな形状やサイズをご用意しています。 パーティングツールは、ロッドの一部を切断したり、単一のワークピースから個別のコンポーネントを作成したりするような用途に使用されます。
- 5.2.2. 溝入れツール: 溝入れツールは、ワークピースの表面にチャネル、くぼみ、または溝を作成するために使用されます。 これらのツールには、特定の溝プロファイルに対応するためにさまざまな形状があります。 溝入れツールは多用途で、キー溝、装飾パターン、保持機能などの用途に使用できます。
- 5.2.3. ねじ切りおよび突切りインサート: 一部の旋盤ツーリング システムでは、ねじ切りおよび突切り機能の両方を提供できるねじ切りおよび突切りインサートを使用します。 これらのインサートは、ねじを正確に加工し、ワークをきれいに切断できるように設計されています。 特定の要件に合わせて、さまざまなサイズとねじプロファイルが用意されています。
5.3. 溝入れと突切りに適した工具の選択
適切な溝入れ工具または突切り工具を選択することは、良好な加工結果を達成するために非常に重要です。 ツールの選択にはいくつかの要因が影響します。- 5.3.1. 幅、深さ、材料に関する考慮事項: 溝入れツールを選択するときは、必要な溝の幅と深さを考慮してください。 さらに、より硬い材料では効率的に切断するために特殊な工具が必要になる場合があるため、被削材の材料は工具の材料とコーティングの選択に影響します。
- 5.3.2. 工具形状と逃げ角: すくい角、逃げ角、刃先形状などの工具形状は、工具の選択において重要な役割を果たします。 適切な工具形状により、効率的な切りくず排出、切削抵抗の低減、工具寿命の延長が保証されます。
5.4. 溝入れ・突切り加工に効果的な技術
溝入れおよび突切り加工を成功させるには、技術とベストプラクティスを注意深く検討する必要があります。 主な考慮事項は次のとおりです。- 5.4.1. ワークピースのクランプとツールの位置決め: 振動を防止し、溝入れや突切り加工中にワークピースが所定の位置にしっかりと固定されるようにするには、適切なワークピースのクランプが不可欠です。 きれいで正確な結果を得るには、ツールの正確な位置決めも同様に重要です。
- 5.4.2. きれいな突切りおよび溝加工の結果を達成する: 効率的な切りくず排出と最小限の工具摩耗を確保するために、切削速度、送り速度、切込み深さなどの適切な切削パラメータを維持します。 工具の刃先が鋭利であることを確認し、適切な工具設定を使用して、きれいで正確な溝やパーティング ラインを実現します。