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切屑は被削材の材質や切削条件により、その出方も大きく変わるが、何の対策もしなければ作業上有害な切屑がでてくる。中でも刃先から真っ直ぐに伸びて出てくるものでは、
　　　1) 作業者の手や指に障害を与えたり、
　　　2) 被削材や機械に複雑に絡みついて損傷を与えたり、
　　　3) 仕上げ面を傷付けるたり、
　　　4) 工具をたたいてチッピングをおこしたりする。
　一方、細かいせん断型の切屑では
　　　1) 摺動面に入り込んで機械に障害を与えたり、
　　　2) 目に飛び込む危険があったり、
　　　3) 穴加工などでは穴を詰まらせたりする。

　これらの結果作業効率を落すことにもなる。特に自動化機械ではこの種の有害な切屑の発生は避けなければならない。 チップブレーカはこのような切屑の弊害をなくするために工具に設けられるものでその役割は次のように考えられる。
　　　1) 切屑を切断し、切屑の長さ、方向性をコントロールする
　　　2) 切削抵抗を低減し、切れ味をよくする
　　　3) 工具寿命を長くする

　 チップブレーカの動作は切刃近傍に設けた曲面によって切屑を強く曲げ、被削物などの拘束物に当てて折るという考えのもとに設計される。従ってその形状は 様々で、被削物との関連や切削条件など1は被削材によるチップブレーカの違いを示したものである。また図2は超硬バイトに於いて切削条件の違い、すなわち 切込み深さ、送り量によってチップブレーカの形状がどのように変わるかを示している。

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図1 チップブレーカの被削材による違いの例¹⁾

図2 超硬バイトのチップブレーカの形状の例²⁾

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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エ ンドミルは図1に示すように、外周部と端面部に切れ刃を持つシャンク付フライス工具を言い、その種類は非常に多い。切れ刃は複数個あり、一般にねじれ角 βでねじれた切刃を持つが、ねじれ角のない直ぐ刃のものもある。用途としては平面加工、側面加工、溝加工、ならい加工などに用いられる。
エンドミルの性能を左右するものには刃数、ねじれ角、刃長などがある。

1) 刃数 刃数の少ないものは刃の間の隙間(チップポケット)が大きいので、切りくずの排出は良い。しかし工具断面積が小さいので剛性は低下し、切削時にたわみがでやすい。
・ 深溝切削の場合 ： 深さが外周部直径以上のものを切削するときはチップポケットが小さいと切りくず詰まりが起こって切削トルクが大きくなる。また切削油の回りも悪くなり、冷却効果と潤滑効果が得にくくなって外周刃に異常摩耗を起こす原因ともなる。
・ 浅溝切削 ： 深さが外周部直径の半分以下のものを削るときは、びびり振動を起こす心配がないので刃数が多い方が一枚の刃にかかる負担が少なくなる。したがってテーブル送りを大きくして切削効率を上げることができる。
・ 側面切削 ： 切りくずつまりの心配がないので工具剛性を重視した切削が可能。したがって刃数を大きくとったほうが切削抵抗の変動が少なく良い仕上げ面が得られる。

2) ねじれ角 ねじれ方向には右ねじれと左ねじれがあるが、右ねじれの方が多い。また切削力は工具に対しては、円周方向の力と、軸方向の力に分解できる。円周方向の力は 送りに必要な力として作用するので、ねじれ角が大きいほどその分力は少なくなる。そのため切込み分量を大きくとり送り速度を上げることができる。しかし軸 方向分力が大きくなるので、薄肉加工の場合は工作物を上方に持ち上げる力が働きびびり振動の原因ともなる。また大きいねじれ角の溝エンドミルでは刃先の コーナが鋭利になるのでコーナがチッピングを起こしたり、欠損したりする欠点がある。一般にキー溝加工のように精度の厳しい溝加工ではねじれ角を小さくす る(β=0°－20°)ほうが良い。また側面仕上げの精度が要求される場合はβ>45°にした方が良い。

3) 刃長 エンドミルの刃長と剛性の間には刃長の3乗に反比例して剛性は低下するといわれている。また剛性の低下は被削面の粗さも低下するので、実際の加工の時は工作物に合ったできるだけ短い刃長のものを選ぶ必要がある。

図1 エンドミル

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　 切削加工のエネルギのほとんど大部分は熱に変換されてしまうが、工具はそのエネルギを発生するために大きな力を被削物に与えると共に、発生した熱負荷に も耐えなけばならい。そのため刃先部分は苛酷な条件にさらされるので損傷の発生は避けることができない。損傷の形態は大別すると摩耗型と欠損型に分けられ る(図1)。

1) 摩耗型 ：

　工具表面が切屑や被削物との摩擦により擦り減る現象でその形態は工具の材質により一様ではないが、摩耗の発生する部位としてはすくい面と逃げ面に発生する。いずれも切削速度が高すぎたり、工具材種が柔らかいことが原因と考えられる。

・ すくい面は切屑との間で常に厳しい摩擦熱にさらされているために、摩耗痕としてすくい面上に窪みが生じる。これをすくい面摩耗またはその形状からクレータ摩耗とも呼んでいる。送り量が大きすぎると起こる。

・ 逃げ面は仕上げ面と直接接触しないように設けられたものであるが、刃先に近い部分では仕上げ面との接触は避けることができずここに摩擦が発生して摩耗が生ずる。これを逃げ面摩耗という。逃げ角が小さかったり、送り速度が低いときに起こる。

・ その他切屑との境界線上に発生する境界摩耗、あるいは切屑の擦過痕などがある。

　工具の一部が欠けて消失するもので工具の脆性破壊や塑性変型によって発生する。

・ チッピング 工具の切刃に生ずる小さい欠けをいう。チッピングだけでは工具の継続使用は可能である。工具材種が硬すぎたり、送り量が大きすぎるのが原因。

・ 欠損 工具切刃上の大きな欠けを言う。工具の継続仕様はできない。工具材種が硬すぎたり、送り量が大きすぎるのが原因。

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　工具の損傷には摩耗型と欠損型があるが、欠損型のなかでも初期チッピングや刃先の欠落などは突発的でほとんど予測できない。しかし工具の寿命のほとんど が摩耗型の損傷で決まるので、その損傷を起こすまでの時間を予測をすることは生産コストから見て大変重要な事項である。

　摩耗型損傷の程 度はすくい面にでるクレータの深さKTと、逃げ面に発生する逃げ面摩耗の幅VBの大きさで決められる。その判定基準は規格(JISB 4011)で表のように定められていて、この基準に達するまでの総作業時間を寿命時間とする。テーラによる実験では切削速度Vと寿命時間Tとの間には次式 (1)の関係があるとされ、これを寿命方程式と呼んでいる。
　　　　　　　　　　　　　 (1)
ここでｎおよびCは工具と被削材の関係で決まる常数である。

　上式(1)の両辺を対数にとり整理すると式(2)のようになり、切削速度と寿命時間を対数座標上にとれば切削速度は勾配ｎの直線で表される。
　　 　　　　　 (2)

図1はステンレス鋼を各種超硬合金工具で切削したときの切削速度と寿命判定基準までの時間の例であり、式(2)の関係のあることが分かる。これを寿命曲線という。

図1　寿命曲線の例

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工作物の加工精度は工具と工作物の間の位置関係が正確に確保されることによって実現されるが機械が動くことによって、相対的な位置関係は絶えず変動させられている。切削点回りの環境とそれらが加工精度におよぼす影響の要因を表1に示した。
　中でも工作機械本体は機械固有の特性により様々な現象を切削点におよぼすので、切削時に注意しても避けることができない部分がある。主軸の回転精度や位置決め精度などの影響は一種の機械の癖として対応せざるを得ない。

　 切削作業そのものは大きな力と熱の発生を伴うので、これらの力や熱が工作機械や切削工具に変形や熱膨張などを起こすばかりでなく、工作物そのものをも変 形させて、所期の位置に切削点を固定することができなくなる。また切削点が移動することにより、各部の力の配分が変化し、あちこちで変形を引き起こして、 加工精度を下げる原因にもなる。

　したがってこれらの影響をできるだけ避けるためには、例えば次のような方策が考えられる1)。
　　　・ 工作機械や工具の剛性を高める。
　　　・ 触れ止め、専用固定具などで工作物の等価剛性を補強する。
　　　・ 工作物の両側から工作する。(これを平面切削法と言う)
　　　・ 構成刃先の発生やびびり振動が発生しないような切削条件を選ぶ
　　　・ すくい角を大きくし、潤滑性のよい切削油を使う。
　　　・ 送りを小さくする。切込みを分割する。
　　　・ 推定変形量だけ控除した切込みを与える。
　　　・ 切削油剤などで工具や、工作物を冷却する。
　　　・ 冷却装置などで工作機械の発熱部分を冷却する。
　　　・ 工作機械を十分ならし運転を行う。
　　　・ 工具摩耗の少ない工具と切削条件を選定する。

1) 日本機械学会編、機械工学便覧B-2-123、日本機械学会

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　 切削油には、大別すると二つの種類がある。 すなわち潤滑作用を主目的とし、原液で使用する「不水溶性切削油」と、冷却作用を主目的とし、水に希釈して使用する「水溶性切削油」である。この切削油に は大きく分けて潤滑作用、冷却作用、溶着防護作用があると考えられる。しかしそれぞれの作用ごとに一つの切削油を使うのではなく、実際には一つの油剤でこ れらの作用を同時に行うことが期待されている。そのため油には様々な添加剤を混ぜることによって、複雑な現象に対応した切削油剤が開発されている。しかし 近年の環境問題が重視される中で添加物に塩素系のものは除外されるようになった。

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切削油の規格はJIS K2241─2000（切削油剤）として定められている。そのなかでは切削油剤として水溶性性切削油剤と不水溶性切削油剤の二つに大別され、それぞれに関して更に図1に示すように細分化されている。
　・ 不水溶性切削油剤(Ｎ種)にはＮ１種よりＮ４種まで更に再分類されている。ここでの大区分は銅に対する腐食性を基準としている。銅板腐食指標は100°C の油のなかに1時間磨いた銅板を浸したときに変色する度合いを見て、4等級の数字で腐食性を判定する。銅板腐食性が弱いものについては、硫黄添加物の含有 程度で細分している。
　・ 水溶性切削油剤(Ａ種）に関しては外観の色と表面張力の大きさでＡ１からＡ３まで分類し、それぞれに関して1号から2号までの細分類種がある。

　 このようにＪＩＳでの切削油の分類は切削に対する油の機能面からの視点は希薄であり、この分類から切削条件にあった油を見つけ出すことは難しい。これは 油が化学製品であることと切削油の中に入れられる添加剤の環境面、衛生安全面へ影響を考えなければならなくなってきたことによる。特に塩素系の添加剤は切 削油にとっては優れた性能を出すために使われていたが、ダイオキシン問題も考慮して2000年に改訂された規格から外され、今後は使用しないように薦めて いる。
　したがって切削油の選定にあたっては、切削条件から求められる油への要求項目と平行して労働安全面及び環境面の配慮を同時に考慮して行う 必要がある。加 工条件にあった油を選定するには切削油製造メーカが推奨している油種の中から選ぶことになるが、最終的な決定までには何回か見直しが必要である。その手順 の例を図2に示す。

図1 JISによる切削油の分類

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