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【技術内容】

最近は、素材精度の向上と高能率化のため、0.5mm以下の低切込み領域であっても、回転当たり0.3㎜程度の中送り条件で加工がおこなわれる。

この場合、従来の平行形ブレーカでは切屑を小さくカールさせることは困難となるが、軽切削用のノーズR部の切れ刃近傍に円弧状の突起を設けたブレーカを使うと切屑を最適にカールできる。突起によりノーズR部近くに切屑をカールさせる壁面が現れる。

円弧状の突起としたのは、切削条件や被切削材などによる切屑の流出方向の変化に対して、常に直面する壁面を最適な位置に設定できるからである。これによって切屑を安定的処理することができる（図１参照）。

軽切削用ブレーカの形状と切屑を図１に示す。

【図】

図１　軽切削用ブレーカの機能と切屑形状

出典：「新マシニング・ツール事典」、（1992年）、中崎宗軌、高橋康友著、産業調査会編、大河出版発行、327頁　写真１．１．９　軽切削用ブレーカの機能と切りくず

【応用分野】

旋削加工用チップ（外径加工）

【出典／参考資料】

「新マシニング・ツール事典」、（1992年）、中崎宗軌、高橋康友著、産業調査会編、大河出版発行、327頁

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航 太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀 具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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【技術内容】

多用途外径旋削ホルダへのチップのクランプ法である。通常はレバーロック式であるが、チップの下方に特別な形状を持たせホルダとはめ合わせた上でスクリューを固定する方式で、簡単で精度が出るクランプ方式である。

【図】

図１　外径旋削ホルダへのチップクランプ法

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、38頁

【応用分野】

外径旋削（多用途）

【出典／参考資料】

「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、38頁

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（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

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【技術内容】

旋削加工において、コーナ角度が80ﾟのCNMG、WNMGチップは、ISO旋削チップの40％を占め、最も多く使用されている。これ は、XZ両軸方向の加工が可能で工具本数を削減できる、刃先位置のセットが容易、コーナ角度が80ﾟで強度が高く安定した加工ができるなどの理由からであ る。

一方で、SNMGやTNMGに比べると、コーナ数が少なくコーナコストが高くなる。

そこで、CNMGチップを二つ重ね合わせたコーナ角度が80ﾟで、切れ刃の中央部が凹んだ８コーナ使いのQNMGチップと、リード角が89ﾟのPQLN（C）とPQFN（C）ホルダが開発された（図１左）。

両者の組み合わせで、加工段差が10mm以下またはコーナ角度が92ﾟのワークにおいて、従来のCNMG、WNMG、CCMTチップの加工プログラムを変更せずにそのまま使用することができる。

図１右に、QNMG、QCNTチップの適用ワーク形状を示す。

図２に加工事例を示したが、１コーナ当たりの寿命が延長され、さらにコーナ数が２倍となっているため、チップ１個当たりの加工数は大幅に増加し、ワーク１個当たりのコストが大きく低下した。

【図】

図１　QNMG、QCNTチップの形状および適用ワーク形状

出典：「80°コーナQNMG」、「ツールエンジニア　40巻　10号」、（1999年９月10日）、ツールエンジニア、大河出版発行、36頁　図１　QNMG、QCNTチップの形状　および　図２　QNMG、QCNTチップの適用ワーク形状

図２　加工事例

出典：「80°コーナQNMG」、「ツールエンジニア　40巻　10号」、（1999年９月10日）、ツールエンジニア、大河出版発行、37頁　図４　加工事例１

【応用分野】

旋削加工用チップ（外径加工、端面加工；内径加工、内径端面加工）

【出典／参考資料】

「ツールエンジニア　40巻　10号」、（1999年９月10日）、小宮信幸著、大河出版発行、36頁～37頁

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（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

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【技術内容】

旋盤のびびり振動は他の一般工作機械の場合より生じやすく、老朽化した低剛性の旋盤の場合その傾向は顕著である。ノーズ半径が大きくなると、びびり現象が生じやすくなる。また、送り量を小さく設定すると、大きく設定した場合よりも、びびり現象が発生しやすくなる。

切削工具のノーズ半径の選択は、工具材種、被削材、加工条件および要求される加工精度、必要な工具寿命長さその他を考慮して行われる が、工作機械の特性を重視することも大切である。工作機械が老朽化していたり低剛性であったりする場合には、ノーズ半径は小さめの切削工具を選ぶこと、切 削条件の設定に当たっては送り量を小さくしすぎないことがびびり現象の防止策として重要である。

旋削加工で、 ノーズ半径が0.4、0.8、1.2、1.6、および2.0mmの５種類の切削工具について、送り量0.10、0.20、 0.31mm/revの３条件で実験した結果を図１に示す。ノーズ半径と送りに関する実験結果を「正常」、「びびり小」、「びびり大」の領域に区分して示 した。その他の加工条件は次のとおりである。

被削材：SNCM439、HB 226（直径80×長さ430mm）

工具：N22R44

工具材種：STi20

切削条件：V=120m/min、d=2.0mm、f=Var mm/rev、乾式

ノーズ半径と切削現象との関係を図２に示す。ノーズ半径の大小とチップブレーカの切屑処理範囲の増減、切削抵抗の主分力・送り分力・背 分力の大きさ、切れ刃の工具磨耗・塑性変形・チッピングなどの工具損傷の関係、仕上げ面粗さの優劣の関係、それにびびり振動などの関係を定性的に示した。

【図】

図１　ノーズ半径とびびり

出典：「SNCM439の旋削加工―ノーズ半径とビビリ現象―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2496」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁　図２　ノーズ半径とビビリ

図２　ノーズ半径と切削特性

出典：「SNCM439の旋削加工―ノーズ半径とビビリ現象―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2496」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　図３　ノーズ半径と切削特性

【応用分野】

ニッケルモリブデン鋼の外丸削り

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．2496」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～２／２頁

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（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

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【技術内容】

切削工具のノーズ半径の選択は、工具材種、被削材、加工条件および要求される加工精度、必要な工具寿命長さその他を考慮して行なわれる。

高速加工や高送り加工などの高能率切削での工具損傷は、漸進的に発達する正常な摩耗に切削抵抗と切削熱で生じる塑性変形が加わって、次第に大きく進行する。

工具寿命を長く保とうとすると、塑性変形が加わらない正常な摩耗だけが進行する工具損傷のほうが望ましい。

図１はノーズ半径の大きさと適正な送り量の関係について調べた実験データである。ノーズ半径別に、各切れ刃の逃げ面摩耗幅の大きさを塑 性変形量も含めて測定した。超硬合金Sti20(P20)を工具材種に選び、ノーズ半径が0.4mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm、および 2.0mmの５種の切れ刃について、高送り切削を行なったときの送り量の大きさと塑性変形を含めた逃げ面摩耗幅の関係を求めた実験データである。図１か ら、一般材の切削で塑性変形を伴わない工具摩耗を得ようとすると、適正な送り量は、ノーズ半径の１／２～１／３以下と考えてよい。

図２は、被削材の硬さと工具材料の種類との関係だけを取上げて、適正な送り量を決めるときの指針としたものである。

【図】

図１　ノーズ半径と工具摩耗（塑性変形を含む）

出典：「SNCM439の旋削加工―ノーズ半径と適正送り量との関係―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2493」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁　図１　ノーズ半径と工具摩耗（塑性変形を含む）

図２　被削材硬さとノーズ半径／送り量

出典： 「SNCM439の旋削加工―ノーズ半径と適正送り量との関係―」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2493」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　図３　被削材硬さとノーズ半径／送り量

【応用分野】

ニッケルモリブデン鋼の外丸削り

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．2493」、（1995年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～１／２頁

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豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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【技術内容】

切削工具の切れ刃が摩耗すると切削バリが発生しやすくなり、スローアウェイチップの切れ刃のホーニング量が大きいと切削バリも大きくなる。切れ刃の丸みと切削バリとの関係を定量的に明らかにした。

被削材は６－４黄銅板材（長さ30mm、厚さ3mm）を用い、ホルダを旋盤にとりつけて乾式で断続切削した。工具は、M20のスローアウェイチップで切れ刃の丸み（半径rβ）の異なる４種と、すくい面および逃げ面をラッピングして切れ刃の丸みを極力小さくしたもの（sharpと表示、rβ≦５μm） を用い、仕上切削領域を検討した。２次元切削（Orthogonal）では切れ刃の直線部分を用い、工具を半径方向に数回送って切削し、側方バリと出口バ リを測定した。３次元切削（Conventional）では、切れ刃のコーナ部（コーナ半径0.4mm）を用いて工具を被削材の幅方向に送って切削した （図１）。切削速度は100m/minとした。

２次元切削で切れ刃の丸みrβと、切取り厚さhを変えて切削した場合の側方バリの根本厚さBSと、出口バリの根本厚さBFを測定した。側方バリ、出口バリともにその根本厚さの変化が少なくなる限界値（hcrt）がある。図２にh、rβとBSの関係を示した。hがrβより小さくなるとrβの影響が顕著に現れてくる。

３次元切削では切込みaおよび送り量fを変えて、送り方向に押し倒されてできる横倒れバリの根本厚さBL、出口バリの根本厚さBFを調べた。rβの影響は２次元旋削の出口バリに比べて顕著であるが、出口バリに比べ、横倒れバリへの影響の方が大きい（図３）。

【図】

図１　実験手順

出典：「切れ刃の丸みの切削ばりへの影響」、「精密工学会誌　61巻　６号」、（1995年）、引地力男、新井実著、精密工学会、839頁　Fig.１　Experimental procedure

図２　２次元切削における切り取り厚さ（h）と切れ刃丸み（rβ）の側方バリ根本厚さ（BS）

出典：「切れ刃の丸みの切削ばりへの影響」、「精密工学会誌　61巻　６号」、（1995年）、引地力男、新井実著、精密工学会、839、840頁　Fig.２　Effects of undeformed chip thickness h and cutting edge roundness rβ on the sideward burr-root thickness BS

図３　３次元切削における切込みaおよび送り量fの横倒れバリ根本厚さ（BL）

出典：「切れ刃の丸みの切削ばりへの影響」、「精密工学会誌　61巻　６号」、（1995年）、引地力男、新井実著、精密工学会、840頁　Fig.５　Experimental of feed f and cutting roundness rβ on the leaned burr-root thickness BL

【応用分野】

旋削加工用チップ

【出典／参考資料】

「精密工学会誌　61巻　６号」、（1995年）、引地力男、新井実著、精密工学会発行、839頁～840頁

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弊社の製品の供給調達機能は：

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【技術内容】

仕上げ刃付きチップ（さらい刃、ワイパー刃付きチップ）は、仕上げ工程を省けるため生産性を上げることができる。さらい刃付きノーズR を採用し、面粗さの向上を実現する。特に高送り時も良好な仕上げ面を提供できる。下図のほかに、（「サンドビック・コロマント切削工具2002－ 2004」、ウルトラチップ（ワイパーチップ）概説、サンドビック株式会社A085-A090）がある。

【図】

図１　仕上げ刃付きチップの形状

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、９頁

図２　仕上げ刃付きチップの効果

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、９頁

【応用分野】

仕上げ、中仕上げ旋削加工

【出典／参考資料】

「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、９頁

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【技術内容】

加工対象を限定すると高能率加工が可能となる。この工具は、大径長尺ワークの加工に効果を発揮するチップとホルダである。縦置きタイプの旋削用チップで４コーナが使える。ヘリカル刃のため抵抗が少なく、高送り（最大0.9mm/rev）が可能である。

【図】

図１　ヘリターンチップ

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、31頁

図２　端面加工、外径加工

出典：「イスカル総合カタログ2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、イスカルジャパン株式会社発行、６頁

【応用分野】

外径加工、端面加工

加工対象を限定する場合には、対象の形状に適合した形状の刃物で能率の良い加工が可能となる。この場合は、４コーナー使用可能なベアリングの外径加工用のチップである。専用のホルダがある。

【図】

図１　ベアリング外径加工用工具（１）

出典：「NTK2003切削工具カタログ」、（2002年11月　JIMTOF）、日本特殊陶業発行、216頁

図２　ベアリング外径加工用工具（２）

出典：「NTK2003切削工具カタログ」、（2002年11月　JIMTOF）、日本特殊陶業発行、217頁

【応用分野】

ベアリング外径加工

【出典／参考資料】

「NTK2003切削工具カタログ」、（2002年11月　JIMTOF）、日本特殊陶業発行、216頁、217頁

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シンテックでは、微細放電加工機を３台所有しております。 　　また、用途や形状によって様々な方法を用いてご要望の穴を仕上げます。 　（用途） 　　　・金型 　　　・製品及び治具 　　　・各種ノズル 　　　・ＦＰＣ基板　など。 　 　（加工方法） 　　　　・パンチング、 　　　　・放電加工 　　　　・ワイヤー加工 　　　　・ドリリング　など。 　　■出荷実績としてφ１０μの穴径があります。ご要望があればさらに小径も可能です。 　　■φ100μまで内径の磨きが可能です。
パンチングによるテーパ穴加工 （×５００、φ２５μ）	パンチングによるテーパ穴加工 （×２０００、φ２５μ）
パンチングによるストレート穴加工１ （×３０００、φ２０μ）	パンチングによるストレート穴加工２ （×３０００、φ２０μ）

微細ピン加工

■上記の微細穴に対する雄型として、多くのピンの製造販売を行っております。 　 　　■ピンの様々な形状にも対応致します。（段付き、テーパ形状、微小径【φ７μ～】） 　　■ご要望によっては、特殊砥石を使用した当社独自の加工方法によりピンの面粗さを 　　　特別仕上げにする事も出来ます。
通常砥石によって研磨されたピン （×５００　φ１００μ）	特殊砥石によって製作したピン （×５００　φ８０μ）

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航 太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀 具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 TEL:+886 4 24710048 / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

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 DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,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 or JIS 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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Công nghệ đúc là công nghệ chế tạo sản phẩm bằng phương pháp rót vật liệu ở dạng chảy lỏng vào khuôn để tạo ra sản phẩm có hình dạng theo khuôn mẫu. Đa phần công nghệ đúc thực hiện với các vật liệu kim loại.

Công nghệ đúc được chia thành hai loại chính: Đúc thông thường và Đúc đặc biệt

[sửa] Đúc thông thường

Là công nghệ có từ cổ xưa, đúc thông thường được thực hiện với các khuôn cát.

[sửa] Đúc đặc biệt

Là phương pháp khác đúc thông thường, đúc đặc biệt có sự khác biệt về nguyên liệu và công nghệ làm khuôn, cách điền đầy và tạo hình vật đúc.

Đúc đặc biệt thường sử dụng khuôn kim loại. Thường có các dạng: Đúc trong khuôn kim loại, Đúc áp lực, Đúc ly tâm, Đúc liên tục và một số công nghệ đúc đặc biệt khác.

[sửa] Đúc trong khuôn kim loại

Ưu điểm:

Đúc trong khuôn kim loại là thuật ngữ chỉ một phương pháp sản xuất vật đúc bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn kim loại. Vật đúc đông đặc dưới tác dụng của trọng trường mà không chịu bất kỳ tác động nào khác. Đây là phương pháp rất phổ biến hiện nay do nó có các đặc điểm sau đây:

• Khuôn được sử dụng nhiều lần;
• Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia công cơ khí;
• Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.
• Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc.
• Nâng cao năng suất lao động.
• Tiết kiệm diện tích nhà xưởng do không cần chế tạo hỗn hợp làm khuôn và quá trình làm khuôn.
• Giảm giá thành sản phẩm.
• Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt.

Nhược điểm:

Chế tạo khuôn kim loại phức tạp và đắt tiền; độ bền khuôn hạn chế khi đúc thép, khó đúc những vật thành mỏng và hình dáng phức tạp; vật đúc có ứng suất lớn do khuôn kim loại cản co mạnh; vật đúc gang dễ bị biến trắng; quy trình đúc phải chặt chẽ.

Tuy có những đặc điểm trên nhưng công nghệ đúc trong khuôn kim loại vẫn được sử dụng rộng rãi để đúc gang, hợp kim và kim loại màu trong sản xuất hàng loạt và loạt lớn bởi vì có những chi tiết không thể chế tạo được nếu không sử dụng khuôn kim loại, ví dụ các tấm lớn thân máy bay, các chi tiết nhỏ nhưng đòi hỏi độ bền cao trong động cơ.

[sửa] Đúc phôi thép

• THIẾT BỊ ĐÚC KHUÔN

Thiết bị đúc khuôn thường được chia thành đúc trên và đúc dưới, đúc thép lắng và thép sôi.

• • Đúc trên: Rót vào từ đầu thỏi.
  • Đúc dưới:
    • Ưu điểm: Rót vào ống từ các cống rót dâng lên từng thỏi từ phía dưới. Như vậy với đúc dưới, một lầm rót có thể rót được nhiều thỏi, năng suất và chất lượng bề mặt thỏi tốt hơn nhiều do mặt nước thép dâng lên bìh ổn không bắn toé như rót từ trên, khí, tạp chất và xỉ đều có điều kiện nổi lên trên tốt hơn, che chắn chống tái ô xy hoá cũng thuận tiện.
    • Nhược điểm: Thiết bị trên đĩa đúc, ống rót trung tâm phức tạp hơn, tiên tốn thêm vật liệu chịu lửa và lượng thép ở ống rót và cống rót, giảm suất thu hồi kim loại.
• THÙNG RÓT

Tác dụng của thùng rót hay còn gọi là thùng chứa ngoài tác dụng chứa đựng nước thép đến nơi đúc ra còn làm nhiệm vụ cuối cùng tiến thêm một bước nữa là khử ô xy, khử S, đồng đều nhiệt độ, thành phần nước thép, lắng nước thép một thời gian để khử khí, tạp chất và xỉ nổi lên tách ra khỏi nước thép, làm sạch cải thiện đáng kể lượng thép. Cũng chính lợi dụng thời gian nước thép lắng trong thùng dài hay ngắn, kích thước lỗ rót mà điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ rót đúc hợp lý. Khi mà những năm gần đây phương pháp tinh luyện ngoài lò phát triển mạnh mẽ thì thùng rót kiêm luôn một thiết bị (lò luyện) quan trọng trong việc tinh luyện.

• KHUÔN ĐÚC

Khuôn đúc là thiết bị tạo hình cho nước thép đông đặc khi rót nước thép vào tạo thành thỏi thép. Trong sản xuất, khuôn đúc là phần hao tổn có tính thay đổi, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thép và là một chỉ tiêu hạch toán kinh tế. Cho nên thiết kế cần chính xác, sử dụng và duy tu bảo dưỡng chuẩn xác có ý nghĩa rất quan trọng.

• • Vật liệu làm khuôn:

Vật liệu làm khuôn thường sử dụng gang có tính dẫn nhiệt tốt, chắc chắn và rẻ. Do tính chất của việc đúc thép rất khắc nghiệt, đều kiện làm việc của khuôn thép mang tính chu kỳ: gia nhiệt, làm nguội, tức là giãn nở, co ngót nên khuôn đúc dễ bị hỏng bởi nứt hoặc chóc.

Tuổi thọ khuôn đúc phần lớn được quyết định bởi thành phần hoá học

Để nâng cao tính đúc cần duy trì một hàm lượng các bon tương đối cao: Thường khoảng 3,2 -4,0%, Si líc (Si) chọn theo yêu cầu của tổ chức: thường khoảng 1,2 - 2,2 %. Hiện tượng tróc khuôn tăng theo hàm lượng Si tăng, nhưng nứt thì ngược lại.

[sửa] Tài liệu tham khảo

• Các phương pháp đúc đặc biệt
  • Nguyễn Hữu Dũng
  • NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà nội.
  • Hà nội, 2006.
• Công nghệ đúc
  • Phạm Quang Lộc và tập thể.
  • ĐHBK HN, 1989

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

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弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

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（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

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（７）医療用品エンド・ミル設計

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弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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— технологічний процес виготовлення відливок, що полягає в заповненні ливарної форми розплавленим матеріалом (ливарним сплавом, пластмасою, деякими гірськими породами) і подальшій обробці отриманих після твердіння виробів.

Зміст [сховати] 1 Сировина 2 Посилання 3 Література 4 Примітки

[ред.] Сировина

У ливарному виробництві використовуються глини як зв'язуючий компонент формувальних сумішей для виготовлення ливарних форм; крім того, глини входять до складу ливарних фарб у вигляді глинистої суспензії, яка у зваженому стані підтримує протипригарний матеріал. У цій галузі промисловості застосовуються як вогнетривкі, так і тугоплавкі глини, а також бентонітові, що мають високу зв'язуючу властивість.

Вимоги промисловості до глин, які використовуються у ливарному виробництві, визначені ГОСТ 3226—93^[1].

Найбільше придатними для виготовлення ливарних фарб вважаються бентонітові глини. Для оцінки формувальних глин велике значення має вміст у них шкідливих домішок (S, CaO+MgO, NaO + KO і оксиди Fe).

[ред.] Посилання

• Ливарне виробництво у БСЭ

[ред.] Література

• Наказ «Про затвердження Інструкції із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до родовищ глинистих порід» 17 грудня 2004.

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Gjutning, tillverkningsteknik som går ut på att ett flytande material hälls i en gjutform (kallad kokill) och får stelna. Det material som tillsats i gjutformen blir vanligtvis hårt p.g.a. en kemisk process (betong, gips, härdplast) eller p.g.a. att material från början varit uppvärmt till dess smältpunkt när det sedan svalnar återgår det till fast form (metaller av flera slag, glas, termoplast).

Gjutning av metall [redigera]

En gjutningsprecess består av sex steg:

    * Formtillverkning
    * Smältning av material
    * Avgjutning
    * Stelning
    * Urslag
    * Efterbehandling

Vid gjutning behövs en form som antingen kan vara en engångsform eller en permanent kokill. Väljs en permanent kokill utgör kokillen en mycket stor del av kostnaden för detaljen. Därför väljs engångsformer vid små serier och permanent kokill vid stora serier, även kallat bulktillverkning.

Vid smältning av metallen är det viktigt att man beaktar smältans flytbarhet. Det vill säga att man anpassar smältans värme för att optimera hela gjutförloppet. Flytbarheten påverkas även av smältans temperatur, viskositet och flödeshastighet. När sedan smältan fyller formen är det viktigt att hela formen fylls tillräckligt snabbt. Om smältan flyter för långsamt (exv. pga. temperatur, tryck eller formens dimensioner) så inträffar kallflytning. Kallflytning innebär att metallen stelnar innan formen fyllts, vilket ofta inträffar vid krökar. Vid stelningsförloppet kan stelningskrympning och svalningskrympning inträffa. Den tidigare kan orsaka krympporer eller sugningar medan den senare kan orsaka spänningar och sprickor. När detaljen stelnat och den ska tas ur kokillen så är det viktigt att detaljen och kokillen utformats så att detaljen inte skadas av att formen delas. Dessutom bör rensning och efterbehandling tas i beaktande vid utformning av detaljen och formen för att minska detaljens kostnad.

Gjutmetoder [redigera]

    * förloradform (Cire perdue, fr. "förlorat vax")
    * götgjutning
    * pressgjutning
    * sandform
    * stränggjutning

Gjutdefekter [redigera]

    * ytnära blåsor
    * oxidation
    * porositet
    * restspänning
    * stelningskrympning

Hjälpmedel [redigera]

Idag används datorsimuleringar i allt större utsträckning. Datorsimuleringar hjälper till att beräkna hur smältan fyller formen samt hur smältan kommer stelna, den gjutna detaljens mekaniska egenskaper samt risk för defekter. Genom att man slipper pröva sig fram kortas utvecklingstiden för nya produkter samtidigt som man kan ta fram produkter som är lättare och har bättre mekaniska egenskaper.


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名 称	ビッカース硬さ（HV）	焼入れ深さ（mm）	歪み	処理できる材質	代表的材質	備　考
ズブ焼入れ	750以下	全体	材料によって異なる	高炭素鋼 C＞0.45％	SKS3 SKS21 SUJ2 SKH51 SKS93 SK4 S45C	銅を硬化し、または強さを増加するため変態点以上適当な温度に加熱した後、適当な媒剤中で急速に冷却する操作 スピンドルなどの長物や精密部品には使用しない方がよい。
浸炭焼入れ	750以下	標準0.5 最大2	中	低炭素鋼 C＜0.3％	SCM415 SNCM220	部分焼入れ可 焼入れ深さを図面に指示するこ 精密部品に達する
高周波焼入れ	500以下	1～2	大	中炭素鋼 C0.3～ 0.5％	S45C	高周波誘導電流によって､鋼材の表面を急熱し続いて急冷して硬化させる方法 部分焼入れ可 少量ではコスト高 耐疲労性に優れる
窒化焼入れ	900～1000	0.1～0.2	小	窒化鋼	SACM645	鋼の表面に硬い窒化化合物の硬化層を形成させる表面硬化法 焼入れ硬さ最も大 精密部品に適する すべり軸受用スピンドルに適する
タフトライド	炭素鋼500 ステンレス1000	0.01～0.02	小	鉄鋼材料	S45C SCM415 SK3 ステンレス	タフトライドは軟窒化と呼ばれる窒化処理法の一つである 耐疲労、耐摩耗性良好 耐食性は亜鉛メッキと同程度 熱処理後の研磨はできないので精密部品には不適 無給油潤滑に適する
ブルーイング				綿材	SWP-B	低温焼鈍である 成形時の内部応力を除去し弾性を高める

　

■硬さ試験法の種類とその適用部品

試験方法	原　理	適用熱処理部品	特　色	備　考
ブルネル硬さ	球圧子（鋼または超硬合金）で試験面にくぼみをつけた時の試験荷重をくぼみ直径から求めた表面積で除した値から求める	焼きなまし 焼きならし 固定化などをした素材	くぼみが大きいので硬さ不均一な材料、素材、鍛造品に適している 小さい試料や薄い試料には適さない	JIS Z2243
ロックウェル硬さ	ダイヤモンド圧子や球圧子を用いて基準荷重、試験荷重をかけて試験機の指示装置に表示された硬さ値から求める	焼き入れ、焼戻し品 浸炭処理 窒化処理 銅、黄銅、青銅などの薄い板	短時間で硬さ値が得られる 現物での中間検査に適する 30 種類と多く注意を要する	JIS Z2245
ショア硬さ	試料の試験面上に一定の高さからハンマーを落下させ、そのはね上がり高さから硬さを求める	焼き入れ、焼戻し品 窒化処理 浸炭処理などした大型部品	操作が非常に簡単で短時間でデータが得られる 大型部品に適している くぼみが浅く目立たないので製品に適する 小型軽量で持ち運べる	JIS Z2246
ビッカース硬さ	対面角136 度のダイヤモンド四角錐圧子で試験面にくぼみをつけた時の試験荷重とくぼみの対角線長からくぼみの表面積を求めて値を出す（換算は自動的）	高周波焼入れ、浸炭、窒化、電気メッキ、セラミックコーティングなどの硬化層が薄いもの 浸炭、窒化処理品の硬化層深さ	小さい試料、薄い試料などに適している 圧子がダイヤモンドなのでどんな硬い材料でも試験できる	JIS Z2244

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航 太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀 具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

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弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

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1位置決め工具の変遷

ドリル加工における位置決め穴加工は、位置精度のみならず真円度、穴の曲がり等に大きく影響する。かつてセンターポンチによる加工から始まり、高精度な加工が要求される場合には、以下に示す工具によって位置決め穴が加工されてきた。

1.1コンビネーションセンタードリル　写真①-1

従来ドリル加工の位置決め工具としては、センタードリルが使われてきた。正式にはコン

ビネーションセンタードリルといわれ、JISにより規定されている。日本国内では、約70年前から弊社により国産化が始まり現在まで使用されてきている。

本来コンビネーションセンタードリルは、軸物加工における、レースセンターの入る基準

穴を加工するものである。そのセンタードリルをドリル加工前の位置決め工具として流用

していることが多い。

1.2スポットドリル写真　①-2

位置決め専用の工具としてスポットドリルが発売されるようになってきた。これには120度から140度の先端角を持つ位置決め専用タイプと、90度の面取りをかねるものもある。コンビネーションセンタードリルに比べて、信頼性や加工能率の高さにより順次普及して、JISにも規定された。

1.3その他

上記のほかにスタブドリルを使用する方法、チップ形式のセンターリングツール等各種使用されている。

2位置決め穴の機能

位置決め穴には以下の要素が必要となる

2.1位置精度

位置精度を上げるために、センタリング工具は溝長を極力短くし、剛性を高めている。これにより、たわみによる位置ずれが少なくなる。

2.2真円度

真円度が悪いと、次工程のドリルの当たりが不均一になり、各精度が悪化する。

2.3刃先角度

刃先角度についてはいろいろな考え方がある、以下に代表的なものを上げる。

2.3.1ドリル刃先と同じ角度又は若干鈍角の位置決め穴　　図②-1

一般的によく使われる方法である。弊社も含め、この形式の加工をする専用のセンタリング工具が各社より発売されている。また、スタブドリルにより行われることもある。次工程のドリルの刃先に振れがあり、それを抑えるという意味では有効であるが、ガイド機能は少ない。

2.3.2ドリル径より細い径の浅穴　　図②-2

コンビネーションセンタードリルの先端部のみを使ったり、スタブドリルを使用したりする。適切な穴径を選択すれば、次工程ドリルのガイド機能は非常に高い。但し、穴径により、かじりやドリルの異常磨耗、欠けを誘発する場合がある

2.3.3ドリル刃先より鋭角の位置決め穴　　図②-3

多くは90 度又は60度の角度で行われる。コンビネーションセンタードリルを使用した場合は、若干形状は違うがこの状態に当てはまる。90度は面取りを兼用する場合 に行われる。比較的位置決め穴が大きい場合2.3.1に比べてガイド機能は強くなるが、次工程のドリルに振れがある場合は、欠けや異常磨耗を発生する場合 がある。

3位置決め面取り工具SPセンターの開発　写真③

弊社では3年前からSPセンターの製品名でセンタリング及び面取り工具を発売している。位置決め及び面取り専用工具として非常に高性能なため好評を得てきた。SPセンターの特徴は下記のとおり。

3.1折れ防止

コンビネーションセンタードリルに対してパイロット部がないために、折損発生が殆どない

3.2ダブルアングル　図④

スポットドリルとして発売されているものに90度や60度の角度を持つものがあるが、その角度では先端の欠けが発生しやすい。そのため、先端部のみを120にすることにより欠けを防止した。面取りが必要な場合でも、次工程のドリルが120度部より径が大きければ問題ない。

3.3真円度

以下の形状のため決め穴の真円度が向上する

3.3.1欠けにくい形状のため芯厚が薄くすることができ、切削抵抗が少ない。

3.3.2従来品に比べて振れ精度が向上している

3.4強ねじれ

強ねじれのためバリの少ないきれいな切削面が得られる。また、高速加工が可能。

3.5低価格

両頭のため事実上の刃具コストが安い

3.6ミーリング加工

位置決め面取りのみならず、フライスによるミーリング面取り加工も可能である。また、従来の面取りエンドミルは、溝部がねじれていても切れ刃部が直刃に近い形状であるため、すくい角が殆どなく、切削性が良くなかった。これに対しSPセンターでは、面取り部にもすくい角がついており、面粗度の向上、バリの減少等の効果が得られる。

4極小径穴加工における位置決め穴の必要性

近年になって、スタブドリルの仕様や高性能なドリルの普及に伴い一般的な径の穴加工では位置決め穴の加工を省略することが多くなってきた。しかし、極小径の穴加工では、以下の理由により位置決め穴の必要性が高い。

4.1ドリルの剛性不足

極小径では、L/D比が大きいことも含めドリルの剛性がどうしても不足する。

4.2チゼル幅が大きい

芯厚比が大きいのに加えてシンニングを施すのも困難であるためチゼル幅が大きい。

4.3要求精度

ピッチ誤差、真円度等の精度要求が厳しい。

5極小径位置決め工具の現状

従来のセンタリング工具には極小径用のものが存在しなかったため、以下のような問題点があった。

5.1コンビネーションセンタードリル

弊社を含め国内製品コンビネーションセンタードリルの最小径は0．3mmである。輸入品においても0.1mm以下等の極端な極少径はない。

5.2スポットドリル

最小加工可能径は0．5mm程度である。但し、芯圧が厚くこの径での切削状態は非常に悪い。また、場合によっては殆どチゼル部での加工となり、有効な切削ができない。

5.3半月ドリル、平錐

比較的、小径品の製作が簡単なので、これにより位置決め工具を製作する場合が多く行われていた。特に、半月ドリルはチゼル部がないためかなり有効である。

5.4センターポンチ

高精度な円錐状に研削されたポンチを工作機械により使用する。非常に簡単な方法ではあるが、極小径では有効な方法であり採用されることがある。但し、位置決め穴としてのガイド機能は弱い。

6極小径専用工具　SPセンター　図⑤-1

弊社では従来の位置決め工具の問題点を考慮し、SPセンターの利点を継承した極小径専用SPセンターを開発した。この製品の特徴は下記のとおり。

6.1最小径0．05mm

市販されているツイストドリルの最少径である0．05mmまで対応。また、各種刃径に対応するため豊富なサイズがある。

6.2ルーマ形

従来の位置決め工具は全て先端部のみを使用する。そのため、有効なすくい角が得られず、切れ味が悪い。その結果、位置決め穴に必要な要素が満足できない。この製品はシャンク径3mmに対し、ルーマ形状にすることにより、実際の加工領域に有効なすくい角を得ることができた。

6.3抜群の振れ精度

徹底的に振れ精度を向上した、特にφ0．4mm以下の超硬製品においては刃部振れ精度3umという業界最高精度を達成した。

6.4切れ刃精度写真⑤-2

高精度な研削技術により、切れ刃の粗さ、面粗度、切れ刃稜の精度を向上した。

7極小径穴加工の実際

今回、碌々産業株式会社　様において弊社極小径SPセンターのテスト加工を行った。従来は、特殊半月錐等により加工を行っていたが、位置精度は3～5umが限界であった。

7.1テスト目的

センターリングツールに於ける穴あけ位置精度の検証

7.2テスト機

高精度高速小径微細加工機　MEGA-360

主軸回転数max36,000min-1　7/24テーパNo.20位置決め精度保証値±2.5um　実績値±0.4um　繰り返し位置精度保証値±0.5um　実績値±0.1um

7.3加工内容

被削材　SK-3(板厚0.8)φ0.11穴貫通(11穴　2列　計22穴　ピッチ0.3)

7.4加工工具

①SPセンタードリル　90SPC0.1X0.4CB　②超硬ドリル　φ0.11ZH382-ViO　菱高精機株式会社　様　製

7.5切削材

不水溶性切削材(油性)

7.6取り付け方法

精密バイスによるサイドクランプ

7.7加工条件　表⑥

7.8測定データ　表⑦

センター加工の拡大写真　写真⑧

φ0.11穴あけ拡大写真　写真⑨

7.9結果

上記の結果から、位置ずれは全てにおいて1um以内に収まった。穴径精度は2um以内に入った。従来に比べて精度は飛躍的に向上することがわかる。

8今後の極小径加工工具

今後もIT産業を含め極小径加工の重要性が大きくなる。現在は位置決め工具として最小径0.05mmであるが、さらに小径工具の開発が必要である。また、弊社では位置決め工具だけでなく高精度加工を中心に極小径工具の分野の開発を続け,オリジナルな工具を発表していく。

岩田昌尚　Masanao Iwata

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【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２f　エンドミル刃長の効果（６－１－２、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

エンドミルは、その切削機構から見て刃長が短くなれば、曲げあるいは捩り変位が小さくなるため、有利であると考えられるが、実際に試験を行ってみた例がある。

φ10×２枚刃エンドミルで、軸方向切込み深さ５mm、エンドミル半径方向切込み深さ10mmの溝切削を行った結果を示したものが図１である。

刃長15mmと30mmとでは摩耗寿命は短い方がおおよそ10倍くらい長い。

【図】

図１　エンドミル刃長と切削性能

出典：「エンドミル刃長の効果」、「加工技術データファイル　加工事例　No．2314」、（1994年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁、図２　エンドミル刃長と切削性能

【応用分野】

エンドミル加工

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．2314」（1994年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２～２／２頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２a　エンドミルのすくい角と工具寿命（４－２－１、６－１－２、７－１－１、７－２－１、８－２－３）

【技術内容】

一般切削用エンドミルの工具摩耗に及ぼす切れ刃のすくい角の影響について述べた。

本エンドミル（BAE形）の切れ刃には、切れ刃の信頼性と切れ味を重視し、すくい角０°、逃げ角20°のハイポジティブに設計された85°平行四辺形の長刃形スローアウェイチップを使用している。

本エンドミルとほかの一般刃形のエンドミルを用いて代表的な難削材とされる超耐熱合金ハステロイB-2（時効処理品）を切削し、加工長 と工具摩耗の関係を得た。その結果を図１に示す。工具材種はK10、Dry切削である。２つのエンドミルでそれぞれ３回繰返し実験し切削データの再現性を 確認した。本エンドミルでは３回の切削でいずれも加工長300mm／刃以上の切削が可能であった。一般刃形のエンドミルのすくい角は－10°であることか ら、すくい角と工具寿命の関係が読み取れる。

本エンドミルは段付け加工や溝切削、穴を繰り広げるコンタリング加工のほか、一般の平面加工にも適用可能で汎用性に富む切削特性を有する。切れ刃長15mmと18mmの２種類がある。

【図】

図１　エンドミルのすくい角と工具寿命

出典：「データで見る切削加工の最先端技術〔16〕」、「機械と工具　35巻　６号」、（1991年６月）、狩野勝吉著、工業調査会発行、125頁　図９．22　エンドミルのすくい角と工具寿命（同一工具で３回繰り返してテスト）

【応用分野】

エンドミル加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　35巻　６号」、（1991年６月）、狩野勝吉著、工業調査会発行、123頁～131頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２d　ブレーカ付きエンドミルによる加工改善（４－２－２、５－２－３、６－２－３h、７－２－３、８－１－２）

【技術内容】

ハイスコーティングエンドミルにより行われていたエンドミル加工を、工程を改善するためチップブレーカ付きハイレーキエンドミルによる加工に替え、面粗さを向上させ、作業性を向上させた。

工作物と加工箇所を図１に示す。工作物はS45C製の棒材であり、加工箇所は12φに旋削された部分である。切削使用工具の形状・寸法 を図２に示す。工具、チップの種類および切削条件を図３に示す。レーキ角は＋６°～13°であり、チップは超硬M20に窒化物をコーティングしたものであ る。また、切削速度は100m/min、送りは0.03mm/rev、切込みは2.5mmである。潤滑は油性である。

チップブレーカ付きハイレーキエンドミルに替えることにより、図２に示す切削条件で加工できた。切削速度の向上とさらい刃付き形状の寄与により、面粗さの向上が図れた。また、テーブルの送りを３倍にすることができ、作業性が改善された。

【図】

図１　工作物と加工箇所

出典：「ブレーカ付エンドミルによる加工改善」、「加工技術データファイル　加工事例　No．1970」、（1993年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁　図１　工作物と加工箇所

図２　使用工具の形状、寸法

出典：「ブレーカ付エンドミルによる加工改善」、「加工技術データファイル　加工事例　No．1970」、（1993年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、２／２頁　表１付図　使用工具の形状・寸法　詳細

図３　工具、チップの種類と切削条件

出典：「ブレーカ付エンドミルによる加工改善」、「加工技術データファイル　加工事例　No．1970」、（1993年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁　表１　使用工具と切削条件

【応用分野】

機械構造用炭素鋼のエンドミル削り

【出典／参考資料】

「加工技術データファイル　加工事例　No．1970」、（1993年３月）、（財）機械振興協会技術研究所発行、１／２頁～２／２頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２c　スローアウェイ式エンドミルの刃物クランプ方式（８－２－２）

【技術内容】

底面を特殊形状にしたチップをスクリューでクランプする方式である。高生産性のためのアルミ加工用エンドミルにおいて使用されている。

【図】

図１　スローアウェイ式エンドミルのチップクランプ方式

出典：「サンドビック・コロマント切削工具2003～2004｣、（2002年11月　JIMTOF）、サンドビック株式会社発行、E080頁

【応用分野】

アルミ合金エンドミル加工

【出典／参考資料】

「サンドビック・コロマント切削工具2003～2004」、（2002年11月　JIMTOF）、サンドビック株式会社発行、E080頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　高硬度材の高速エンドミル加工（４－２、４－６、６－１－１、６－２－３、７－１－１、７－２－１、８－１－３）

【技術内容】

高硬度材のエンドミルによる高速切削特性と加工事例について解説した。

NC フライス盤に空気静圧スピンドルを装備した高速加工機により焼入れ鋼の高速エンドミル加工を試みた。２種類の工具保持具について有 限要素解析を行い、１kHz以上の周波数領域の顕著な振動が保持具と工具を含む主軸系の振動モードであることを明らかにした。また、高速回転時の切削安定 性について検討した。

SKD11やSKD61などの高硬度鋼について、特殊形状の超硬合金ソリッドエンドミルに より切削加工を行い切削特性を求めた。最適切 削条件の指針を得るため、切込みと送りをパラメータとして、除去能率と比切削抵抗の関係を調べた。その結果を図１に示す。除去能率が高いほど比切削抵抗は 小さくなることがわかる。同一除去能率で比較すれば、半径方向切り込みを小さく、送りは大きくとった方が比切削抵抗を小さくでき、加工精度や工具寿命に とって有利である。

ストレートエンドミルを用い、CBN工具による高速切削の特性を検討した。図２はSKD11とSKD61、およびHPM1の３種類の被削材について、工具摩耗特性を示したものである。工具寿命をVBmax＝0.2mm の時とすると、最も硬いSKD11ではおおむね５m以内の短い距離で寿命に達する。組織中に散在する硬い炭化物が初期に工具に損傷を与えるためと考える。 SKD61の場合は速度依存性が高く、切削速度V＝1,100m/minにおいて工具寿命に達するまでの切削距離は20m程度であるが、V＝ 700m/minの条件では900mと飛躍的に向上する。このことは、被削材により工具寿命を長くする最適速度が存在することを示唆している。以上のとお り、CBN工具は、条件を適切に選定すれば超硬合金工具に比べ長い工具寿命が期待できる。

【図】

図１　除去能率と比切削抵抗

出典：「高硬度材の高速エンドミル加工の試み｣、「機械と工具　39巻　４号｣、（1995年４月）、嶽岡悦雄著、工業調査会発行、６頁　図７　除去能率と比切削抵抗

図２　CBN工具の切削長と最大逃げ面摩耗幅

出典：「高硬度材の高速エンドミル加工の試み」、「機械と工具　39巻　４号」、（1995年４月）、嶽岡悦雄著、工業調査会発行、８頁　図11　CBN工具の切削長と最大逃げ面摩耗幅

【応用分野】

高硬度材の高速エンドミル加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　39巻　４号」、（1995年４月）、嶽岡悦雄著、工業調査会発行、２頁～10頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２ab　高硬度金属材料の高速エンドミル加工において工具形状が工具摩耗に及ぼす影響（４－２、６－１－２、７－２－３、８－１－３）

【技術内容】

高速化は切削加工能率向上の有効な手段であり、金型製作においてもその要求は強まっている。しかし金型材のような高硬度金属材料は高速 切削条件下では著しい工具摩耗が生じやすく、工具の耐摩耗性が実用化の課題になっている。本技術は、形状の異なるエンドミル工具を用いた切削実験により、 高硬度金属材料の高速エンドミル加工に適する工具形態につき検討したものである。

図１に工具仕様・形状（10φ超硬ソリッドエンドミル）、切削条件を示す。ブロック状のSKD61で湿式の下向段削りを行った。切削液はエマルジョン型である。

図２は、エンドミルのねじれ角を45°と一定にした場合の逃げ面摩耗幅の切削距離および、すくい角依存性である。各すくい面における摩耗幅は同程度である。

図３は、すくい角を-15°と一定にした場合の逃げ面摩耗幅の切削距離および、ねじれ角依存性である。摩耗幅の増加の割合は、ねじれ角60°の場合が最も小さい。

本実験により、高硬度金属材料の高速エンドミル加工においては、負のすくい角と強ねじれ角を持つ工具が有効であることがわかった。

【図】

図１　切削条件および工具仕様・形状

出典：「高硬度金属材料の高速エンドミル加工に関する研究（第２報）」、「精密工学会誌　65巻　２号」、（1999年）、武藤学、森 田昇、吉田嘉太郎著、精密工学会発行、236頁　Table２　Cutting conditions、Table３　Tool specification、Fig.６　Illustration of tool shapes

図２　逃げ面摩耗幅の切削距離およびすくい角依存性

出典：「高硬度金属材料の高速エンドミル加工に関する研究（第２報）」、「精密工学会誌　65巻　２号」、（1999年）、武藤学、森 田昇、吉田嘉太郎著、精密工学会発行、236頁　Fig.10　Dependence of flank wear on cutting length at various rake angles

図３　逃げ面摩耗幅の切削距離およびねじれ角依存性

出典：「高硬度金属材料の高速エンドミル加工に関する研究（第２報）」、「精密工学会誌　65巻　２号」、（1999年）、武藤学、森 田昇、吉田嘉太郎著、精密工学会発行、236頁　Fig.11　Dependence of flank wear on cutting length at various helix angles

【応用分野】

エンドミル加工

【出典／参考資料】

「精密工学会誌　65巻　２号」、（1999年）、武藤学、森田昇、吉田嘉太郎著、精密工学会発行、234頁～239頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　難削材加工用超微粒子超硬合金エンドミル（４－２－３、５－２、８－１－２、８－１－３、８－２－３）

【技術内容】

難削材加工用に開発したエンドミルを紹介した。

本エンドミルは、超微粒子超硬合金を母材とし、耐摩耗性と耐溶着性を向上させることを目的にコーティングを施し、ねじれ角やすくい角、 心厚、刃数など形状を工夫したエンドミルである。負のすくい角で切れ刃剛性が大きく、ねじれ角50°、刃数６枚とし、普通鋼から高硬度焼入れ材を含め難削 材を幅広く、高速、高能率でしかも長寿命に切削できる。本エンドミルの形状を標準エンドミルの形状と対比し図１に示す。

超耐熱合金は、切削時の衝撃や工具損傷からみるとオーステナイト系ステンレスと似ている。超耐熱合金のうちインコネル718（Ni基超耐熱合金）の本エンドミルによる切削事例を従来工具と比較して図２に示す。高送りで高寿命が達成できることを表している。

本エンドミルは、超耐熱合金以外に高硬度の難削材に対しても優れた性能を示し、HRC50～60の硬さの被削材に対し高能率、長寿命、高仕上げ面が得られる。

【図】

図１　コーティング超微粒子超硬エンドミルと標準エンドミルの工具形状の比較

出典：「難削材加工のポイントと「エポック21エンドミル」、「機械と工具　37巻　９号｣、（1993年９月）、岸本潔著、工業調査会発行、88頁　図１　エポック21と標準エンドミルの工具形状の比較

図２　コーティング超微粒子超硬エンドミルによるインコネル718の切削事例

出典：「難削材加工のポイントと「エポック21エンドミル」、「機械と工具　37巻　９号｣、（1993年９月）、岸本潔著、工業調査会発行、89頁　表５　エポック21エンドミルによるインコネル718の切削事例

【応用分野】

Ni基超耐熱合金、高硬度焼入れ合金鋼のエンドミル加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　37巻　９号｣、（1993年９月）、岸本潔著、工業調査会発行、84頁～89頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　難削材加工用多層チタンコーティングエンドミル（４－２、５－２－６、７－２－３、８－１－１、８－１－２、８－１－４）

【技術内容】

難削材の切削を目的に開発した超硬合金エンドミルを紹介する。

本エンドミルは、断面形状が歯車に似た強い刃を有するφ20mmまでの超硬合金ソリッドエンドミルであり、安価で汎用性が高い多層チタ ンコーティングを施している。本エンドミルの標準寸法を図１に示す。鋳物、炭素鋼、通常の合金鋼、コバルトハイスエンドミル、高硬度カーボン、溶接ビー ド、硬度HRC60を超える焼入れ鋼、ステンレス鋼、鉄鋼用ヤスリ、チタン合金など、種々の材料を切削することができる。柔らかい鋼材に使用したときの寿命は従来のエンドミルの約３倍である。

切削加工の例を図２に示す。データから、本エンドミルにおいては、切削速度は15m/min以上が良いこと、40m/minを超えるとびびりが生じやすいこと、また、加工の初期にはRmax1.0～2.0μmの良好な仕上面が得られることなど、いくつかの特徴が認められた。ステンレス鋼の側面加工では１刃当たりの送りを0.02mm以上とした方が良い結果が得られる。

自動車部品の金型などで必要なφ21mm以上のエンドミルには切れ刃部分のみ超硬合金チップを使用した特殊な「装着形」超硬エンドミル を実用化している。刃部の構造はソリッドエンドミルと同一で、刃数を８枚あるいは10枚とすることにより高速送りを実現できる。また、数回の再研削が可能 である。構造的に安価であり、今後の大形難削材や生材のエンドミル加工の合理化に役立つものと考える。

【図】

図１　多層チタンコーティングエンドミルの標準寸法

出典：「難削材のため切削工具「トルネードエンドミル」、「機械と工具　37巻　９号｣、（1993年９月）、五味烈著、工業調査会発行、76頁　表１　トルネードエンドミルの標準寸法（φ21～50mmは受注生産）

図２　多層チタンコーティングエンドミルの切削加工事例

出典：「難削材のため切削工具「トルネードエンドミル」、「機械と工具　37巻　９号」、（1993年９月）、五味烈著、工業調査会発行、77頁　表２　トルネードエンドミルの切削加工事例

【応用分野】

エンドミル加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　37巻　９号」、（1993年９月）、五味烈著、工業調査会発行、75頁～78頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　耐チッピング・耐摩耗性に優れた超硬合金エンドミル（２－２－３、４－２－３、６－１－２、７－２－３、８－１－１、８－１－３、８－２－２）

【技術内容】

金型の加工時間を短縮しハイス工具に代替できることを目標に、耐チッピング・耐摩耗性に優れた超硬合金エンドミルを開発した。

超硬合金の耐摩耗性と耐チッピング性（耐衝撃性）は相反する特性である。そこで、靭性に寄与するCoを従来の超硬合金より若干増量し、切削熱による強度低下を防止するためWCを超微粒化し特殊な添加元素を含有させた。その結果、靭性が高く欠けにくい新材質が開発できた。

新材質超硬合金の機能が充分発揮できるように形状を改良し各タイプのエンドミルシリーズを完成した。外周逃げは、２番、３番をそれぞれ エキセントリック、コーンケープ形状で逃がし、刃先強度、切削耐久性、および仕上げ面の向上を得ている。さらに、刃先部に0.05～0.4mmの適量のフ ラットランド加工を施し耐チッピング性を補足している。被削材の種類に対応し、６種のシリーズを用意した。

耐 チッピング性を改善したため従来の超硬合金エンドミルに比べ２～３倍の高送りの推奨条件を可能としている。図１の外周摩耗幅比較か ら、本エンドミルの良好な耐衝撃性が顕著に認められる。図１は水溶性切削油を用いた試験結果であるが、図２から、不水溶性切削油の場合でも長寿命を呈する ことは明らかである。

【図】

図１　超硬合金６mm・４枚刃による外周摩耗幅比較

出典：「ユニマックス」、「機械と工具　31巻　９号」、（1987年９月）、桐生恒治、吉川末呉著、工業調査会発行、74頁　図５　超硬６mm・４枚刃による外周摩耗幅比較

図２　超硬合金ボールエンドミルR５（２枚刃）外周摩耗比較

出典：「ユニマックス」、「機械と工具　31巻　９号」、（1987年９月）、桐生恒治、吉川末呉著、工業調査会発行、74頁　図７　超硬ボールエンドミルR５（２枚刃）外周摩耗比較

【応用分野】

金型加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　31巻　９号」、（1987年９月）、桐生恒治、吉川末呉著、工業調査会発行、70頁～76頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　グラファイト加工用エンドミル（４－２－１、７－１－１、８－４－４）

【技術内容】

高能率、高精度でかつ長寿命を実現するグラファイト切削用のソリッド形超硬エンドミルを開発した。

グラファイトは耐熱性や熱伝導が良好な圧粉体であり、切削工具には耐摩耗性が最も要求される。従来、K05種からK10種が主流であっ たが、超硬材としては限界に近いK03種を目標に、エンドミル製造上の問題を克服して開発した。その結果、図１に示すとおり、約４倍の長寿命化が達成でき た。耐摩耗性と切削抵抗の兼合いからねじれ角は45°とした。刃径φ10mm以上のエンドミルでは、切屑が排出しやすいようにエアスルー穴付きタイプとし た。

本エンドミルを用い切削試験を行った結果、欠損の発生は無かった。したがって、本エンドミルでは工具の欠損 を心配せずに高速高送りの加 工が可能である。ただし、高速高送りの場合には被削材加工端のこば欠けの発生に注意する必要がある。特にラフィング切削では被削材の末端部に生じるこば欠 けの防止が重要である。切削条件の選定では、通常１刃当りの切削速度0.08mm/min前後を推奨する。試験では0.1mm/min以上と 0.05mm/min以下の切削速度で被削材の面粗さ低下とびびり音の発生が認められたため、この領域を避けた適正な条件選定が必要である。

【図】

図１　グラファイト加工用エンドミルの外周摩耗比較

出典：「グラファイト加工用エンドミル「ユニブラックシリーズ」、「機械と工具　33巻　９号｣、（1989年９月）、桐生恒治著、工業調査会発行、107頁　図１　グラファイト加工用エンドミルの外周摩耗比較

【応用分野】

グラファイトのエンドミル加工

【出典／参考資料】

「機械と工具　33巻　９号」、（1989年９月）、桐生恒治著、工業調査会発行、106頁～109頁

【技術分類】

２－２　フライス

【技術の名称】

２－２－２h　FRM、MMC切削における切削油剤の効果（エンドミル）（６－１－２、７－１－１、７－２－１、７－２－３、８－３、８－４－４）

【技術内容】

新素材の材料には、アルミニウム合金やマグネシウム合金の金属基材にSiCやAl2O3のウィスカや短繊維を強化材に使用した複合材料がある。MMC、FRMと呼ばれるものがこれである。複合材料を切削すると、切削熱や切削抵抗はあまり上昇しないが、アブレッシブ現象による工具摩耗が生じやすい。強化材のSiCやAl2O3は きわめて高硬度で、超硬合金よりもさらに硬い。この硬質物質がアブレッシブ現象を引き起こして工具摩耗を発達させる。切削油剤を適用してもこのアブレッシ ブ現象を抑止することはまったく不可能である。一方、複合材料のマトリックスであるアルミニウム合金系などの金属材料は、熱伝導率が優れているので切削熱 が上がりにくい。切削熱の発生や上昇を抑止して、工具摩耗を防ぐという視点からみると、切削油剤で冷却する必要もない。

SiCウィスカを25％含有するMMCの切削で、切削速度と工具寿命の関係を図１に示す。切削油剤の有無によって工具寿命は変わらない。

このような場合に切削油剤を適用すると、切削油剤そのものに関する諸コスト、クーラントシステムなどの諸設備、電力費など、生産コストや環境負荷の面で大きなロスを発生するだけである。

【図】

図１　SiCウィスカを25％含有するMMCの切削における、切削速度と工具寿命の関係

出典：「データでみる次世代の切削加工技術」、（2000年）、狩野勝吉著、日刊工業新聞社発行、245頁、図10．10

【応用分野】

エンドミル

【出典／参考資料】

「データでみる次世代の切削加工技術」、（2000年）、狩野勝吉著、日刊工業新聞社発行、244頁～245頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　オイルミスト供給による高速エンドミル加工時の工具摩耗への影響（４－２、５－２－３、６－１－２、７－２－２l、８－１－２）

【技術内容】

本事例は、オイルミストの供給方向の工具摩耗への影響を検討したものである。

噴射ノズルを水平面から30°傾け、刃先が被削材に食いつく直前の位置（En）、刃先が被削材から離脱してから180°回転した位置 （Md）、刃先が被削材から離脱した直後の位置（Ex）の３通りの位置に設定し、100mm×80mm×80mmの被削材（S45C）をエンドミルで加工 し、噴射方向３方向について工具摩耗量を検討した。

使用したスローアウェイ式エンドミルは16mmφで、アキシ アルレーキ角は５°、ラジアルレーキ角は６°である。使用したチップは超硬 合金にTiN/TiC/TiNコーティングしたものである。刃数は１枚刃である。さらに、切削速度は754m/min、切込みはラジアル方向0.3mm、 アキシアル方向5.0mm、送りは0.1mm/刃である。供給オイル量は2.0ml/minであり、圧縮空気の流量は120Nl/min、その吐出圧力は 0.35～0.4MPaである。

工具摩耗におよぼす噴射ノズル位置の影響を図１に示す。Exの離脱点にオイルミストを供給した場合が、他の条件と比べ逃げ面摩耗量はもっとも小さくなくなっている。ノズル位置が逃げ面摩耗に大きな影響を及ぼしている。

【図】

図１　工具摩耗に及ぼす噴射ノズル位置の影響

出典：「オイルミスト供給による高速エンドミル加工時の工具摩耗への影響」、「精密工学会誌　Vol.66　No.６」、（2000 年）、笹原弘之、水谷文則、堤正臣著、精密工学会発行、83頁　Fig.12　Effect of nozzle position on flank wear

【応用分野】

エンドミル加工

【出典／参考資料】

「オイルミスト供給による高速エンドミル加工時の工具摩耗への影響」、「精密工学会誌　Vol.66　No.６」、（2000年）、笹原弘之、水谷文則、堤正臣著、精密工学会発行、80頁～84頁

【技術分類】

２－２　エンドミル

【技術の名称】

２－２－２　極微量切削液供給法（MQL）による切削加工（４－２－２、６－１－２、７－２－２k、８－１－２）

【技術内容】

工具寿命や加工精度の低下、さらに切屑処理の困難さなどにより、完全なドライマシニングが不可能な場合がしばしばある。本研究は、近年 注目を集めている極微量の切削液と圧縮空気を供給する極微量切削液供給法(Minimal Quantity Lubrication：MQL)に関するものである。

MQL法の性能を従来の普通給油法と比較するため、図１に示すような実験装置を作製し、空気だけの供給法、普通給油法、およびMQLでS55Cをエンドミル側面加工した。

工具逃げ面磨耗の測定結果を図２に示す。空気だけの供給の場合、潤滑機能は得られない。工具寿命にとって潤滑機能がたいへん重要な役割 を果たしていることがわかる。MQL法と普通給油法を比較すると、工具寿命はほぼ同じであった。また、摩耗の進展が抑えられているため加工面品質もほぼ同 様の結果が得られた。

【図】

図１　実験装置

出典：「極微量切削液供給法による切削加工（フライス加工に関する基礎研究）」、「日本機械学会論文集（C編）66巻　646号」、 （2000年６月）、峯川洋己、稲崎一郎、中村誠、鈴木繁、上間丈司、横田英雄著、日本機械学会発行、327頁　Fig.６　Experimental setup for milling of steel

図２　工具寿命測定結果

出典：「極微量切削液供給法による切削加工（フライス加工に関する基礎研究）」、「日本機械学会論文集（C編）66巻　646号」、（2000年６月）、 峯川洋己、稲崎一郎、中村誠、鈴木繁、上間丈司、横田英雄著、日本機械学会発行、327頁　Fig.７　Tool life investigation

【応用分野】

炭素鋼のフライス加工

【出典／参考資料】

「極微量切削液供給法による切削加工（フライス加工に関する基礎研究）」、「日本機械学会論文集（C編）66巻　646号」、（2000年６月）、峯川洋己、稲崎一郎、中村誠、鈴木繁、上間丈司、横田英雄著、日本機械学会発行、324頁～329頁

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宝石的性质
　性质（Property）指宝玉石的本质属性，通俗地说，指各种天然宝玉石所具有的物性。它主要由宝玉石的物质成分和内部结构所决定及支配，一般将其分为物理性质（光学、力学、磁学、电学、热学、声学性质等）和化学性质两大类。
　　一、光学性质
　　光学性质（Optical property）是指宝石因“光”这种物质对其作用所产生的一系列光学现象及与其有关的特性的总称。各种天然宝玉石之所以具有优良的工艺美术性能，特别是具有十分迷人的外观美，关键在于它们各具独特的光学性质。
　　1、颜色
　 　颜色（Colour），俗称“色彩”，为人眼视觉的基本特征之一。它是宝玉石最为重要和起决定性作用的光学性质及工艺美术特征。一切宝玉石质量的好 坏、经济价值的高低，在很大程度上均取决于其颜色是否美丽和引人入胜。那些由特殊光学效应所决定的特异色彩，更被视为宝玉石的“绝色”。具有绝色的宝玉 石，从古至今皆为“稀世奇珍”或“无价之宝”。
　　⑴宝玉石颜色与电磁波辐射
　　据物理学研究，颜色为一定波长范围内的电磁波辐射。当波长约在390-770nm的可见光范围内的电磁波辐射通过适当途径刺激人的视觉神经时，人们就会有颜色的感觉。
　　颜色与可见光　宝玉石的颜色是由于其中的矿物晶体对可见光（Visible light）中不同波长的光（光子）产生选择性吸收，其余未被吸收的光经透射或反射后在人眼中所引起的感觉或反映。原来，在可见光区从长波至短波方向包括有红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种单色光，即著名的“牛顿七色光”或“牛顿七色”（红、橙、黄、绿、蓝、青、紫色）。其波长是：
　　红色光　　770-622nm
　　橙色光　　622-597nm
　　黄色光　　597-577nm
　　绿色光　　577-492nm
　　蓝-靛色光 492-455nm
　　紫色光　　455-390nm
　　⑵宝玉石颜色分类
　　根据宝玉石矿物的化学成分和晶体结构，颜色的形成原因及其影响因素等，可以将宝玉石的颜色分为三类。
　　①自色　　指由宝玉石矿物的内在因素所控制而形成的其身固有的颜色（Idiochromatic colour），如橄榄石的橄榄绿色、孔雀石的孔雀绿色、蓝铜矿的蓝色、磁铁矿的铁黑色、辰砂的朱红色等。这种自色的形成取决于宝玉石的物质成分和内部结构，而与外界杂物的混入无关。
　 　②它色　指在宝玉石矿物晶体中由于外界带色杂质的机械混入而产生的非固有的颜色（Allochromatic colour），而与其自身的物质成分和内部结构无关。有些宝玉石矿物晶体的颜色即使主要与一定的色素离子有密切的成因联系，但这些色素离子也仅仅是机械 混入物。只不过它们在“混入”过程中不能“随意”行事，而必须与被混入的宝玉石矿物晶体本身的内部结构及成因密切结合或适应才能成功。如使著名的红宝石成为红色、祖母绿成为翠绿色的Cr3+和使蓝宝石成为蓝色的Fe2+、Ti4+等就是其中的典型。
　　③假色　指那些不直接决定于宝玉石矿物晶体所固有的物质成分和内部结构等，而由物理因素（如物理光学作用等）所引起的假颜色（Pseudochromatic colour）。例如，拉长石因 内部存在着定向排列的极薄的聚片双晶或显微包裹体，当白光入射后竟产生反射、干涉等作用，从不同方向观察时，它乃出现蓝、绿、黄、白等徐徐变幻的“变 彩”。那些具有极完全解理或裂理的透明宝玉石矿物，因其中一系列平行的解理面或裂理面对入射白光产生反射、干涉等作用，竟形成如同水面上的油膜那样的彩 色。这就是常说的“晕色”，如萤石、冰洲石、透石膏等即有之。某些金属宝玉石矿物，由于其表面氧化薄膜的存在，竟呈现出不同于其新鲜断面颜色那样的彩色，此即“锖色”（Tarnish)。例如，斑铜矿的新鲜断面本为暗铜红色，但因其被氧化的表面上存在着薄膜，竟呈现出紫、蓝混杂的美丽色彩。
　　美国学者纳素（Nassau）根据晶体场理论、分子轨道理论、能带理论和 物理光学理论，结合各种矿物的颜色，将矿物（包括宝玉石矿物）的颜色成因类型划分为十二种（表2-4）。其分类方案是将晶体结构和致色离子进行了综合考 虑，既包括了经典矿物学中自色、他色、假色的分类，又突破了一种颜色是由一种离子所引起的传统认识，如蓝绿色由Cu2+引起，深蓝色由Co2+引起，红色 或绿色由Cr3+引起，等等。研究表明，同一种致色离子在不同的宝玉石矿物中可以引起不同的颜色。如同是Cr3+，在红宝石中引起红色，而在祖母绿中则引 起绿色。但是，不同宝玉石矿物中的同一种颜色就不一定是由同一种离子所引起的，而可能具有多种致色因素和复杂的致色过程。例如，同样是蓝色，就至少有七种致色原因：a.带隙中硼的中介作用引起蓝色，如蓝色金刚石；b.铁与钛间电荷转换引起的蓝色，如蓝色蓝宝石；c.铜导致的自色而呈现出的蓝色，如羟铜辉石；d.钴导致的他色而呈现出的蓝色，如蓝色尖晶石；e.衍射作用导致的假色而呈现出的蓝色，如欧泊石变彩中的蓝色属之；f.色心引起的蓝色，如辐照锂铯型绿柱石；g.S3-的分子轨道效应引起的蓝色，如青金石。

矿物十二种颜色成因类型简表

颜色成因类型 典型矿物举例及其他现象 理论模式
过渡金属化合物 铁铝榴石、孔雀石、绿松石 晶体场理论
过渡金属杂质 黄水晶、红宝石、祖母绿 晶体场理论
色心 紫水晶、烟水晶、萤石 晶体场理论
电荷转移 蓝宝石、铬铅矿、青金石 分子轨道理论
有机物 琥珀、珊瑚、石墨 分子轨道理论
导体 铜、铁、银 能带理论
半导体 方铅矿、黄铁矿、硫砷银矿、硫 能带理论
掺杂半导体 蓝色金刚石、黄色金刚石 能带理论
色散 刻面型宝石呈现出的“火” 物理光学
散射 月长石及星光、猫眼宝石 物理光学
干涉 晕彩黄铜矿 物理光学
衍射 蛋白石（欧泊） 物理光学

　　2、条痕　　条痕是指宝玉石矿物在白色天釉瓷板上摩擦时所留下粉末的痕迹。条痕对不透明的宝玉石矿物鉴定很重要。
　　3、光泽　　光泽是指宝玉石矿物晶体表面反光的能力。它与宝玉石矿物晶体中原子的电子层结构能级的性质有关。
　　 自强而弱将光泽分为四级：
　　①金属光泽　　折射率大于2.4，反射率大于25％，反光极强
　　②半金属光泽　折射率大于1.85-2.4，反射率大于19％-25％，反光强
　　③金刚光泽　　折射率大于1.8-2.4，反射率大于10％-19％，反光较强
　　④玻璃光泽　　折射率大于1.3-1.8，反射率大于4％-10％，反光弱
　　 当宝玉石矿物晶体表面不平坦或宝玉石未以矿物集合体形式存在时则往往出现特殊的光泽类型。如：
　　①油脂光泽
　　②树脂光泽
　　③蜡状光泽
　　④丝绢光泽
　　⑤珍珠光泽
　　4、闪光
　　闪光（Glistening）是指宝玉石所呈现出的明亮、闪闪发光、色彩缤纷、变幻无穷的现象，一说俗称“出火”，简称“火”。如果某些宝玉石的闪光十分显著、耀眼，则可以说这些宝玉石“火好”。闪光与光泽的区别在于它既闪又亮（亮晶晶的），而不只是像光泽那样反光（亮）。
　　5、透明度
　　透明度（Transparency）是指宝玉石允许可见光透过的程度。
　　（1）透明
　　凡能容许绝大部分光线透过，当隔着1厘米厚的宝玉石片观察其后的物体时，能清晰地见到物体轮廓的细节者，这种现象称为“透明”。其宝玉石则称为“透明宝玉石”，如水晶、萤石、冰洲石、透石膏、白玉、玛瑙等。
　　（2）半透明
　　凡能容许一部分光线透过，当隔着1厘米厚或更薄的宝玉石片观察其后的物体时，仅能见到物体轮廓的阴影者，这种现象称为“半透明”。其宝玉石则称为“半透明宝玉石”，如岫岩玉、软玉、翡翠、玛瑙、南阳玉、水晶冻石、高山冻石、青田冻石等。
　　（3）不透明
　　凡不能或仅能容许极少部分光线透过，当隔着1厘米厚或更薄的宝玉石片观察其后的物体时，完全不能见到此物体者，这种现象称为“不透明”。其宝玉石则称为“不透明宝玉石”，如黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、针铁矿等。
　　二、力学性质
　　力学性质（Mechanical property）是指宝玉石在受到外力或其自身力的作用下所表现出的种种特性，如硬度、破裂性、坚韧性、比重等。
　　1、硬度
　　硬度（Hardness)是指宝玉石抵抗外力对其进行刻划、压入、研磨的能力。根据外力的性质和作用方式不同，可以将其分为刻划硬度、压入硬度、研磨硬度三种。
表2-6　摩斯硬度计简表

硬度等级 标准矿物 宝玉石举例
1度 滑石 滑石
2度 石膏 石膏
3度 方解石 方解石、冰洲石、斑铜矿
4度 莹石 萤石、铝氟石膏
5度 磷灰石 磷灰石、透视石
6度 长石 月长石、日长石、硬柱石
7度 石英 水晶、芙蓉石、蓝线石
8度 黄玉 黄玉、铝棚锆钙石
9度 刚玉 红宝石、蓝宝石
10度 金刚石 金刚石或钻石

表2-7　普氏硬度计简表

宝玉石质地 坚因系数（f）
非常坚硬 20
很坚硬 15
坚实 8-10
尚坚实 5-6
中等 3-4
尚软 1.5-2
软 0.8-1
土状 0.6
松动 0.5
游动 0.3

　　2、破裂性
　　宝玉石矿物晶体在应力的作用下，常常产生应变。如果这种应变超过了其自身的弹性极限，这时就会发生破裂，由此而呈现出的性质称为宝玉石的“Breakability”。它包括解理、裂理、断口等。
　　3、坚韧性
　　坚韧性（Tenacity）,简而言之，指的是宝玉石的坚固性，即它抵抗锤击、压轧、弯曲、拉引、切割等外力作用的能力，如脆性、延展性、挠性、弹性、柔性等。
　　4、密度、比重及体重
　　宝玉石矿物的密度（Density）为其质量与体积的比值，常用单位为克/厘米3(g/cm3)。
　　宝玉石矿物的比重（G）通常指其重量与4℃时同体积水的重量之比。
　　体重（Bulk density）是指天然状态下单位体积矿物集合体型宝玉石的重量，一般用吨/米3表示。它与比重的区别在于其重量是带有孔隙、裂隙、空穴的，而比重则没有这些重量因素。
　　三、电学性质
　　宝玉石的电学性质（Electrical proprety）主要是指其自身的导电能力和它在外界因素的影响下所呈现出来的种种电现象及其特性，如导电性、介电性、热电性、压电性等。这些性质既具有工业和科学意义，同时在宝玉石鉴定工作中亦可作为一项依据。
　　1、导电性
　　导电性（Electric conductivity）是指宝玉石矿物对电流的传导能力，其大小用电阻率表示。
　　2、介电性
　　介电性（Dielectricity）是指宝玉石矿物在外电场中产生感应电荷的特性。原来，在外电场的作用下，不导电或导电能力极弱的宝玉石矿物（电介质或介电质），在紧靠带电体的一端会出现异号的过剩电荷，另一端则出现同号的过剩电荷，这种现象称为宝玉石矿物的“极化”。
　　3、 压电性
　　压电性（Piezoelectricity）是指宝玉石矿物晶体在受到定向压力或张力作用时，其表面所呈现出来的荷电性质。它主要存在于无对称中心或具有极轴（两端无对称关系的轴）的电介质矿物晶体中，如水晶、电气石、方硼石等即有之。
　　4、热电性
　　热电性（Pyroelectricity）是指宝玉石矿物晶体在热的作用下，其表面呈现出来的荷电性质，又称“焦电性”。它主要存在于无对称中心或具有极轴（两端无对称关系的轴）的电介质晶体中，如电气石、方硼石、异极矿、钙沸石（半脱水者）等即有之。
　　四、磁学性质
　　宝玉石的磁学性质（Magnetic property）是指其矿物晶体在外磁场的作用下被磁化时所呈现出来的性质，其中包括被外磁场所吸引、排斥和对外界产生磁场等。
　　矿物晶体的磁性（Magnetism）主要是由组成矿物的元素的电子构型和磁性结构所决定的，主要分为五种。
　　（1）抗磁性
　　（2）顺磁性
　　（3）反铁磁性
　　（4）铁磁性
　　（5）亚铁磁性
　　五、热学性质
　　宝玉石的热学性质（Thermal property）主要是指其矿物晶体因受热（如加热或加温等）所呈现出来的种种特性，如导热性、热电性、热膨胀性、熔点、可燃性等。
　　1、导热性
　　导热性（Thermal conductivity）是指宝玉石矿物晶体对热的传导能力，通常由较热的部分向较冷的部分传导。
　　2、热膨胀性
　　热膨胀性（Thermal expansion） 是指宝玉石矿物晶体受热发生膨胀的性质，通常以线热膨胀率α来表示。它是矿物晶体温度每升高绝对温度1度，其矿物长度增量与原来长度之比。
　　3、熔点
　　熔点（Melting point）是指宝玉石矿物晶体受热熔解时的温度，也就是此晶体的固态和液态可以平衡共存时的温度。
　　4、可燃性
　　可燃性（Combustibility）是指宝玉石所具有的在较高温度时与空气中的氧气化合而产生的发热和发光的剧烈氧化反应的特性。
　　六、放射性质
　　宝玉石的放射性质（Radioactivity）主要是指其矿物晶体因含有放射性同位素或不稳定的原子核而能自发地放射出粒子或射线，同时释放出能量的性质。含有放射性同位素的矿物称“放射性矿物”，其中包括有极少数的宝玉石矿物，如褐钇铌矿、独居石、磷钇矿、锆石、褐帘石、埃卡石（硅钙钍矿）等。这些放射性矿物中所含的放射性元素主要是铀、钍等，以及与之相应的放射性同位素。
　 　在此需特别说明，绝大多数天然宝玉石均不具有放射性。即使某些宝玉石含有一定的放射性，那也十分微弱，对人体不仅无害，有时还会大有益处。诚然，在天 然宝玉石资源的开发利用过程中，或宝玉石及其制品经过辐照处理后，应首先检测其放射性的强弱，以确保其质量，并在确定对人体健康毫无损害后方可投放市场。
　　七、化学性质
　　宝玉石的化学性质（Chemical property）是指其矿物晶体在发生化学作用时所呈现出来的种种性质。其中与宝玉石的鉴定和研究、利用有关的主要是在外界因素的影响下，其物质成分、内部结构、基本性质等发生变化时所出现的各种化学特性。
　　1、可溶性
　　可溶性（Solubility）是指宝玉石矿物在水中能够溶解的性质，其实质被认为是溶质（宝玉石矿物）和溶剂（水或水溶液等）中的质点相互吸引或排斥的过程。实际上，许多著名的宝玉石除具有美丽、称少的特点以外，还具有耐久性。这种耐久性除了包括坚韧、耐磨等特性，也包括宝玉石在水溶液中不溶解或极难溶等优良性质。

宝玉石矿物可溶性分级简表

等级 宝玉石矿物举例
极难溶 红宝石、蓝宝石、赤铁矿、水晶、金红石、锡石、磁铁矿、闪锌矿、辰砂、锆石、石榴石、蓝晶石、钾长石、正长石、天河石、钠长石、金刚石、自然金等
难溶 萤石、赤铜矿、针铁矿、斑铜矿、黄铁矿、菱铁矿、重晶石、白钨矿、橄榄石、黄玉、锂辉石、普通辉石、绿宝石、滑石、翡翠、软玉等
中溶 雄黄、孔雀石、菱锌矿、磷灰石、褐帘石、符山石、十字石、电气石等
易溶 欧泊石、磁黄铁矿、冰洲石、硅锌矿、绿帘石、透辉石、透闪石、阳起石、霞石等
极易溶 冰晶石、雌黄、菱镁矿、天青石、石膏、硬石膏、硼砂、蛇纹石、白榴石等

　　2、抗腐蚀性
　　抗腐蚀性（Corrosion-resistance）即“抗化学腐蚀性”，是指宝玉石矿物抵抗酸碱及其他化学物质腐蚀的能力。当宝玉石遇上酸碱时，其化学反应速度极其缓慢或根本不发生化学反应，则这种宝玉石的抗腐蚀性就很强。反之，则其抗腐蚀性弱。
　　3、抗氧化性
　　抗氧化性（Oxidation-resistance）是指宝玉石抵抗氧对其发生化学作用的能力。

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寸法公差の必要性

　 機械加工において，部品図に表示された寸法（基準寸法）と全く同じ寸法で加工を行うことはできない。そのため，部品の長さに応じて，実際の寸法として許 される最大値と最小値が決められている。寸法公差とはその最大値と最小値の差のことである。部品図に何の表示もない場合，通常は基準寸法を中心としてプラ ス側（大きく作る側）とマイナス側（小さく作る側）に同じだけの寸法公差がある。すなわち，許される範囲内で，プラス側に作ってもマイナス側に作っても構 わない（普通公差）。
　一方，歯車と軸などのように，機械部品では穴と軸とをはめ合わせて使用することが多い。このような関係を「はめあい」と言 い，軸の直径が穴の直径より小 さくなければ組み立てることができない。もちろん，軸の直径が小さすぎると歯車は適切に機能しない。したがって，このような軸や穴には，プラス側かマイナ ス側のどちらか一方の寸法公差（最大許容寸法，最小許容寸法）が必要になる。このような寸法公差は，部品が設計される際に決められるのが普通である。機械 加工を行う際には寸法公差を十分に考えながら加工を進めなければならない。なお，実現できる加工精度は，工作機械や作業者自身の能力や加工方法（手順）に よる。以下，はめあい（寸法公差）が必要ないくつかの例を紹介する。

軸と穴の寸法公差

　 図1は魚ロボットの関節部分をイメージした図面である。部品1及び部品2の穴に軸が入る場合，穴の直径をプラス公差（リーマ加工）に，軸の直径をマイナ ス公差にする。また，部品1のくぼみに部品2が入るので，くぼみ部分の寸法をプラス公差に，部品2の寸法をマイナス公差にしている。なお，歯車や継手など の市販されている機械部品の穴は，既にプラス公差で作られているのがほとんどである。

リーマの寸法公差 　精度のよい穴をあける場合，リーマと呼ばれる工具を使うことがある。市販されているリーマはプラス公差に作られている。例えば，直径12 mmのリーマを使えば，穴はプラス公差に仕上がる。

図1　軸と穴の寸法公差

軸受の取り付け 　 あらゆる機械において，回転する軸には軸受（ベアリング）が用いられることが多い。様々な寸法の軸受が規格化され市販されている。通常，軸受の外径はマ イナス公差に作られている。軸受を取り付ける穴はプラス公差にしなければならない。一方，軸受の内径はプラス公差に作られているのが普通である。軸受の中 を通る軸はマイナス公差にする必要がある。

図2　軸受の取り付け

Oリング溝 　Oリングとは気体や液体のシールに使う機械部品である。Oリングを正しく機能させるためには，Oリングを取り付ける溝を適切な寸法公差で仕上げなければならない。必要とされる寸法公差は，Oリングのカタログに記載されている。

図3　Oリング溝

ワンウェイクラッチの取り付け 　 やや特殊であるが，穴をマイナス公差に仕上げる必要がある例を紹介する。図4に示すワンウェイクラッチは，ころ軸受と同じような形状をしているが，中の 軸は一方向だけに回転できる構造となっている。これを正しく機能させるためには，ワンウェイクラッチの外輪と穴とがしっかりと固定されていなければなら ず，ワンウェイクラッチを取り付ける穴をマイナス公差で仕上げる必要がある。ここでは，直径11.98 mmのハンドリーマで穴を仕上げた。

図4　ワンウェイクラッチの取り付け

プラスの公差，それともマイナスの公差？ 　もし，設計者自身が加工を行うのであれば，最低限，部品の公差がプラス側（大きく作る）なのか，マイナス側（小さくする）なのかをしっかりと把握しておく必要がある。

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表面粗さ

表面の凹凸をマイクロメートルの単位で測り，それを数値で表したものを「表面粗さ」という。一般に，表面粗さを測定しながら機械加工を進めることはほと んどないが（筆者は測定したことがない），表面をどの程度のきれいさに仕上げる必要があるのかは機械加工の手順を考える上でも重要である。 　例え ば，図5(a)のようにOリングでシールする表面は滑らかに仕上げる必要がある。表面がざらざらだとOリングを脱着する際，Oリングを傷つけてしま い，シール性能を損なうためである。また，図5(b)のように部品同士が摺動する箇所も表面を滑らかに仕上げる必要がある。 　旋盤やフライス盤の加工で表面を滑らかに仕上げる場合，一般に「送り」を遅くするとよい。

図5　滑らかな表面仕上げが必要な例

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基準面

　 前述の通り，基準寸法と全く同じ寸法の部品を作ることはできない。そのため，機械加工においては，部品のどの面を基準にして長さや位置を決めるかが重要 である。そのような基準の面を「基準面」という。基準面の選び方を間違えると，加工誤差が積み重ねられ，最終的に組み立てることができない部品を作ってし まうこともある。部品図や組立図をよく見て，どの寸法が重要であるのか，そして基準面をどこにとるのかをしっかりと考えるように心がけたい。
　基準面のとり方は部品の形状や使用方法によって様々である。一概には言えないが，板材を組み立てる場合，他の部品と接触する面を基準面とすることが多い （図6）。また，円周上に穴をあける場合などは，円の中心を基準点（基準の位置）とすることもある（図7）。

図6　軸を入れる穴

図7　フランジの穴

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