使う工具の種類、そして工具のサイズ、カッター系が決まった後でカタログをご覧いただくと、同じ工具の種類、そして同じサイズにもいくつか型番が並んでいるということがあるかと思います 何が違うかと言いますと、ピッチ、つまり履かず、取り付いているチップの枚数の違いになります 少ないものが順に、コースピッチ、クロスピッチ、エクストラクロスピッチ、アチップマイスの少ないもの、中くらいのもの、多いものというふうに分かれております これらの使い分けなんですけれども、第一通称としてはクロスピッチ、中くらいのものになります これが一番バランスがいい柄になります じゃあ、少ないコースピッチとか、多いエクストラクロスピッチ、どういうときに使うのかなんですけれども まずエクストラクロスピッチ、これ長所といたしましては、生産性が高い型になります なんで生産性が高いのかについては、後ほどご説明いたします 逆にこれの弱点といたしましては、チップとチップの隙間が狭いために切り靴が詰まりやすいこと また、チップの枚数が多いということは、ワークを押す人数が多いということですね 切削抵抗が高いという弱点がございます 逆にコースピッチ、チップ枚数の少ないもの 弱点としては、チップ枚数が少ないので、生産性が低くなります ただ、コースピッチの場合、ついているチップの枚数が少ない つまりワークを押す人数が少ないですので、切削抵抗が低いという長所がございます それでは、それぞれのピッチ、どういうところに使えるかについて見ていきます クロスピッチというのが第一推奨になりまして エクストロクロスピッチ、チップ枚数の多いもの、どういうところに使えるかなんですけども 長所としては、生産性が高いことになります そういった生産性の高さを生かせる領域なんですけれども 多少、切削抵抗が高くてもビビらないような、頑丈な、剛性の高いワークを加工するときであっているとか あらゆる切りくずが粉々になって、切りくずが詰まりにくい中鉄とか の高いものか、そもそも切りくずの量が少ない仕上げ加工なんかですと 切りくずが詰まるということ、少ないですので エクストロクロスピッチの生産性の高さを生かした加工というのが可能になります 逆に、コースピッチ、チップ枚数の少ないものなんですけれども 切削抵抗が低いですので、薄板とか剛性の低いワーク、あるいは突き出しの長い工具 さらには、古い機械で動力のない機械でも使いやすいという長所があります このようにピッチ、波数ですね。それぞれ長所、短所がございますので 加工に合わせて選んでいく必要がございます それとピッチ、波数についてもう一つご説明いたします カタログをご覧いただくと、このようなマークですね ついているものがあるかと思います これ何を示すかと言いますと、この左側の方が これがトーピッチと言いまして、チップとチップの間隔が トー間隔になっています この場合ですから4枚場ですので、ここの角度が全て90度になります 逆にこちら、右のイラストなんですけど、これが不透ピッチと言いまして このイラストのように、チップとチップの開花が トー間隔ではなくて、不均等になっているというものになります なぜこういうものを作るかと言いますと、このようにトーピッチの場合ですね チップとチップの間隔がトー間隔ですと、チップがワークに食いつく 時の間隔でもトー間隔になってしまいます トーピッチの方を使いますと、ワークに当たる衝撃というのが ガンガンガンガンと同じタイミングで加わってしまいますので、そこから 振動が発生して、ビビルが起こるということが発生してしまいます ですので、不透ピッチにすることで、チップがワークに食いつくタイミング ワークに衝撃を与えるタイミングというのをずらしてやることで、不均等にしてやることで、ビビルを防ぐというものになります ですので、不透ピッチの方がビビりづらくなります ただ、弱点値はチップ寿命がやや短いということなんですけれども、トーピッチの場合ですと、チップの摩耗というのは均等になります それぞれのチップが加工している長さ、加工している量というのはトー間隔になります ただ、不透ピッチの場合、例えばこのチップはこのだけの量しか加工しないんですけれども、その次のチップでは より多くの量を加工することになります ですので、このチップはすぐ早く摩耗してしまいます こっちのチップはまだ使える状態のことが多いとは思うんですけれども、チップ交換する際、一番摩耗しているチップに合わせて全て交換する 一番走るのが遅い人に合わせるようなイメージですね。そのためチップ寿命が短くなってしまいます とはいえこの不透ピッチなんですけれども、イラストではこのように大げさに描いているんですけれども、実際の製品はこんな感じですね どれが加工距離が長くてどれが短いかってパッと見だと分からないくらいなっておりまして 例えば4枚刃の場合ですと、不透ピッチ、ごめんなさい、透ピッチですと90度間隔なんですけれども、不透ピッチの場合ですと 91度とか92度程度、1度とか2度とかしか変わらない状態ですので、そこまで極端にチップ寿命が変わるということはございません ただ、これだけの微妙なさでも、ビビりに対しては強くなるという長所がございます 続いて工具の合成について見てまいります。工具を選ぶ絵で覚えていただいたキーワードの一つが、この太く短くになります できるだけ太いもの、できるだけ短く使ってやることが、工具の剛性を高め、ビビりに対して強くなってまいります また、組み合わせて使うよりかは、一体型の工具、一体型のホルダーの方が剛性は高くなります 具体的に言いますと、こういったヘッド交換式の工具の場合ですね こういったヘッド交換式、頭で加工いたしまして、根元がネジになっております このネジをホルダーに取り付けて使うというやり方になります こういった工具、いろんな工具メーカーから出ているんですけれども、多いのがこういった円とシャンクタイプのホルダーですね ここのネジ部分にヘッドを取り付けて、このホルダー自体はまた別のホルダーで掴んで、機械に取り付けて使うというやり方になります 別にこれでも悪くはないんですけれども、ただこのように組み合わせる部分が多くなってしまいますと、そこから剛性は早くなり、ビビりが起こりやすくなってしまいます ですので、推奨といたしました一体型の工具、一体型のホルダーになります どういうものかといいますと、根元の部分がBTとかCaptとかになっておりまして、ここのネジ部分にヘッドを取り付けたら、そのまま機械に取り付けて使えるというやり方になります こういったやり方の方が剛性が高くなりますので、過去中のビビりというのが起こりづらくなってまいります じゃあ具体的にどれくらいビビりが起こりづらいのかというのをムービーをご覧いただこうと思います こちらのムービーなんですけれども、工具は20パイで統一してございます 切削条件もほぼ同じでして、切り込みの深さだけ変えてございます フィルト工具も何種類か使っておりまして、まずはじめが円筒シャンクをコレットチャックで掴んでいるやり方になります コレットチャックですので、把握力、剛性はあまり高くない状態になります 切り込みの深さは2mmになります ビビりが発生してしまいました 続いてソリッドウンドブルに変えまして、チャックはコレットチャックのそのままになります 切り込み深さは同じく2mmになります これも全然ダメですね、ビビりが生じてしまっています 続いて、ヘッド交換式の円玉に戻しまして、今度は油圧チャックで掴んでいます 油圧チャックですので、先ほどよりの把握力、剛性は高い状態になります 切り込みの深さは同じく2mmになります 若干マシにはなりましたけれども、まだビビり、生じてしまっています 続いて、同じ油圧チャック、ハイドロのチャック、ソリッドウンドブルを掴んで加工いたします 切り込み深さは同じく2mmになります むしろ悪化しているくらいですね、これもビビりが生じて全然ダメです ここから先が一体型のホルダに変えます 一体型のホルダのまずロングタイプで加工いたします 切り込みの深さは2mmになります 全然問題ないですね、ビビりなく加工ができております 続いて、同じ一体型のホルダなんですけれども、工具の基本は太く短くということで、一体型のショートタイプで加工いたします 切り込み深さは同じく2mmになります それはそうやろうという感じで、ロングタイプで行けたので、ショートタイプもより安定して加工ができております ここから先、切り込み深さを増やしてまいります まずは一体型のロングタイプで、切り込みを6mm、最初の3倍の切り込みで加工してまいります これはちょっと調子乗りすぎた感じですね、若干ビビりが生じてしまっています 最後が一体型のショートタイプ、剛性の高いタイプで、切り込みを9mmに増やしました 最初の4.5倍の切り込みの深さになります 全然問題なく加工ができております 全然問題なく加工ができております これが一体型のフォルダの剛性の高さでありますし、一体型のフォルダを使うことで、制作条件を増やしても、生産性を上げてもビビらず、安定して加工ができるというものになります 続いてチップ選定ですね、チップのブレーカーについて見ていこうと思います チップの型番、これ各社それぞれなんですけども、このページというのが弊社でのフライス工具のチップの型番の見方になります どのカッターに使うだとか、あるいはサイズとか、いろいろ見るべきポイントというのがあるんですけれども、フライスのチップで選ぶ際に見ないといけないのが、このブレーカーの部分ですね 例えばこのMのPLといった形になっているんですけれども、ここで何がわかるのかということなんですけども、最初のM、一文字でチップの等級、つまり研磨しているかしていないかというのがわかります この場合ですとM、ダイレクトプレス、小血球ですね、研磨していない小血球のチップになります ハーフの3でPLとなっているんですけれども、この二文字というのが被作材が何なのか、そして加工の種類ですね、軽切削、仕上げ加工なのか、重切削、荒加工なのか、といったことがわかるようになってございます ここで使う被作材の種類、そして加工の種類に合わせてブレーカーを選んでいくという形になります 続いてCVDとPVD、それぞれのコーティングの違いについて見てまいります まずCVDなんですけれども、特徴としては膜が分厚い、コーティングが分厚くて、熱に対して強いというものになります ですので、正面フライスの加工だとか、あらは切削削とか、送り上げるような熱のこもりやすい加工に対して強いものになります 続いてPVDなんですけれども、コーティングが薄くてシャープエッジになります そのため、人性が高かったり、切削抵抗が低くなってまいります ですので、食いつきの多い肩削りや、あらゆるビビり、振動の起こりやすい加工なんかで威力を発揮するコーティングになります ここからが切削条件について見てまいります まず最初が切削速度ですね、切削速度をこちらの格子、しっかり覚えておくようにしておいてください では、こちらで練習問題を解いていこうと思います 工具の直径が50倍、50ミリ、回転数が2000rpmの場合の切削速度、いくつになりますでしょうか 一度動画を止めて計算してみてください 動画を止めて一度計算してみてください それでは解説してまいります 工具直径が50ミリ、ですので50×3.14×回転数が2000rpm、割る1000rpm、ですので切削速度としては314mパーミニッツ 314mパーミニッツになります しっかりこの単位ですね 単位まで忘れずに記載するようにしてください 続いて回転数の公式、見ていこうと思います この公式なんですけども、先ほどの切削策のことの公式 これを変換しただけですので、重い色になればどちらか片方を覚えていただければいいかなと思います これも練習問題を問うとみてください 工具の直径が80mm、80倍で切削速度が200mパーミニッツの場合の回転数、いくつになりますでしょうか 一度動画を止めて計算してみてください 動画を止めて計算してみてください それでは解説していきます 回転数イコールまず切削速度ですね この場合200×1000割る工具直径80×3.14ですので計算すると796.1という形になります だいたい整数で表すことが多いですので、小数点1を試合後にして796rpmになります この回転数の場合も単位ですね、単位をしっかり忘れないようにしておいてください 続いてテーブル送りという概念について見ていこうと思います このテーブル送りなんですけれども、どういう概念かといいますと フライス確保の場合、工具はくるくる回りながら前に進んでいくんですけれども その前に進んでいく速さを示すのがこのテーブル送りVFになります 格子としてはFZ、ハーテル送り×単位数×回転数になります ですので生産性を高めたい場合、テーブル送りを高めたい場合なんですけれども やることとしては3つございます 1つ目がFZを大きくする、つまりハーテル送りを大きくする、高送りのカッターを使うということですね 2つ目がNを大きくする、回転数を大きくするということですので この場合、切削速度を上げるということになります 3つ目がZを大きくする、はかず、チップの枚数を大きくするということになります 先ほどエクストラクロスピッチ、チップの枚数の多いものは生産性が高いですよと話し、申し上げたかと思います その理由がこの公式になります ここまで様々な切削条件を見てまいりました 生産性を上げるということは、こういった切削条件を上げる、大きくするということになります ただ、こういった切削条件、どこまででも上げれるかというとそういうわけではなくて この切削条件を上げることで、工具の寿命は短くなってしまいます それ以外にも様々なトラブルというのが生じてしまいます こういった工具寿命だけに特化してみていくんですけれども こういった切削条件、上げると工具寿命が短くなるんですけれども ものによって工具寿命が大きく変わるもの、あまり変わらないものというのがございます まず切削速度なんですけれども 切削速度を上げた場合、工具寿命は非常に大きく小さくなってしまいます 非常に減少してしまいます 切削幅、AE、軽方向の切り込みですね これを増やした場合、この場合は工具寿命を大きく縮まってしまいます FZ、ハータルを送り上げた場合 工具寿命はそこそこ縮まってまいります AP、軸方向の切り込み、増やした場合 あまり変わっておりません Z、ハータルを増やした場合 ほとんど工具寿命に影響はございません このように切削条件のものによっては 工具寿命に大きく影響するものがあれば そこまで影響しないというものがございます 生産性を上げるといった場合なんですけれども 先ほども申し上げたように 切削条件を上げるということになります 切削条件ではこのようなものがございます 生産性を上げるためには このうちをいずれか、もしくはいくつか 2つ、3つ増やすということが必要になります 先ほども申し上げたように 切削条件を上げた場合ですね 当然、悪影響というのもございます 先ほどご覧いただいたように 切削速度を上げた場合 工具寿命というのは大きく縮まってしまいます また、FZ、ハータル送りを上げた場合 この場合、加工面粗さが大きく悪化してしまいます 切削の場合は、時効果の受け込みを増やした場合 この場合なんですけど 加工の精度であるとか あるいは機械の動力に悪影響を及ぼしてしまいます このように生産性を上げる 切削条件を上げるといった場合ですね 様々なトレードオフがございます ですので、そういったもののバランスを取りながら 生産性を上げていくということが重要になってまいります もう一つ、ここの公式はあまり覚えていただく必要はないんですけれども 切削動力、機械での動力の公式というのをご紹介しようと思います 動力というのは、AP、軸方向の切り込み×切削幅 軽方向の切り込み×テーブル送り×KC こちらが材料ごとの値、非切削抵抗になります 割る60×10の6乗になります 単位はkWです こちらも練習問題がございますので、こちら計算してみてください 一度動画を止めて計算してみてください それでは解説してまいります これを公式に当てはめてまいります 切削の動力イコールAP、この場合2微です 2×切削幅30×テーブル送り800×KCが1600、1600×60×10の6乗になりまして 計算していきますと、1.28kWになります 先ほどの切削動力なんですけれども 加工にどのように影響するかなんですけれども それぞれ機械によって、動力、パワーのある機械もあれば いまいちパワーのない機械というものがございます 機械ごとに、動力線図というものがございます 横軸に回転数、他軸にその時の動力を取ったものになります こちら弊社で使っている機械の動力線図ですね カタログから引っ張ってきたものになります それをだいぶ簡素化して変えたものになります 弊社の持っているマシンエンセンターなんですけれども 回転数の最大が12000回転になります その時の動力が11kWになります なので、通常、機械の動力といった場合 この11kWを表します し、カタログにもそのように書いてございます ただ、どの回転数でも常にこの11kWを出せるかというと そういうわけではなくて この機械の場合ですと、650回転まで上がれば 11kW出るんですけれども それより低い回転数の場合 そこまで動力って上がらないんですね この機械の場合 そこまで問題になるということは少ないかと思うんですけれども こういった動力問題になりやすいのが 特にチタン合金とか耐熱合金の加工になります 理由は大きく2つございまして 1つが耐熱合金、チタン合金の場合 切削抵抗が大きいということが挙げられます 先ほどの公式でいうとKCが大きいということですね 同じような切削条件で加工しても 例えば鋼とかステンレス鋼、鋳鉄なんかを削るようなことも 加工に必要な動力、切削の動力というのが大きくなってしまいます ですので、この動力が足らなくなりやすいことになります もう1つの理由 こちらの方が大きいんですけれども そういった軟削材の場合 切削速度、水晶の切削速度が低くなっております これはカタログ 工具メーカーの出しているカタログをご覧いただくと 鋼とかステンレス鋼なんかに比べると だいぶ数字が小さい 水晶の切削速度というのはだいぶ小さくなっているかなと思います 切削速度が低いということは 回転数が低いということですね ですので、耐熱合金、地産合金を加工する機 この動力のあまり上がらないエリアで加工するということも多くなります ですので、先ほど残して計算してみて 11kW以下だから大丈夫かなと思って加工してみても 実際はこの11kW出ていない領域 動力の低い領域で加工せざるを得ないこともございますので その場合、機械の動力が当たらずに機械が止まってしまいます ですので、特に耐熱合金、地産合金を加工される際 この機械の動力線図ですね これ、工作機能のカタログに載ってございますので こういったもので、しっかり動力が足りるかということも確認する必要がございます フライス工具の適用について見てまいります まず最初にダウンカットとアップカットについて見てまいります ダウンカットというのがこの左のイラストですね チップがワークに食いつくとき この食いつきのときが一番切りくずが分厚くて 加工が進む石に従って切りくずの厚みが薄くなっていく ガツンと入って優しく抜けていくというのがダウンカットになります この時、下向きに加工していくことからダウンカットと言いますし 下向き削りという言い方もいたします このようなイメージになります 短いのですと、こちらがアップカットになります このアップカットの場合、チップがワークに食いつくとき 切り口厚みはほとんどございません なんですけれども、加工が隅に従って どんどん切りくず厚みが分厚くなって 一番切りくずの厚みの分厚いところでチップが抜けていく 優しく入ってガツンと抜けていくというのがアップカットになります この場合、上向きに削っていくことからアップカットと言いますし 上向き削りという言い方もいたします こちらのムービーをご覧いただきますね このようなイメージになります このダウンカットとアップカットなんですけれども どのように使い分けるのかについて見ていこうと思います まずダウンカット これの長所で言われましては チップの寿命、広告の寿命がこちらの方が長くなります 何でかと言いますと こういった超高合金ですね 特徴としまして 圧縮の力には強いんですけれども 引っ張りの力には弱いという特徴がございます 圧縮の力、一気にガツンと力が加わるような このダウンカットの食いつきのようなところで チップが欠けてしまう、損傷を受けてしまうということは あまりないんですけれども 引っ張りの力が働くとき 今まで力がグーッとかかってきたのが 一気にパッと抜けるようなときですね このアップカットのチップの抜け際 一つ目がどんどん分厚くなっていって チップに力がグーッとかかってきたのが 一気にここでパッと抜ける そういった引っ張りの力がかかるときに チップの損傷というのは起こりやすくなってしまいます ですので ダウンカットが寿命が長いというよりかは アップカットが寿命が短いという言い方をした方が いいかなと思います 寿命が長いのがダウンカットになります ですので推奨としてはこちらのダウンカットの方になります じゃあアップカットをどのように使うのかなんですけれども アップカットの長所といたしましては 加工の精度が良くなります どういうことかと言いますと ダウンカットの場合 食いつきのように一気にガツンと食いつきます 一気にガッとチップに工具に力がかかりますので 工具はその力に耐え切れずにちょこっと動いてしまうんですね チップが食いつきたのに カッターがちょこっと動いてしまう 狙った位置からずれてしまうということで 加工の精度が悪くなってしまいます 逆にアップカットの場合 チップの食いつきの部分 優しく食いつきますので この部分でチップにカッターに制作テクはほとんどかかりません ですのでカッターが狙った位置からずれるということはほとんどない そのために加工の精度が良くなってまいります チップ寿命の長いダウンカットと 加工精度のアップカットになります それをまとめたのがこちらの実作のデータになります ダウンカットの方がチップの寿命が長く 加工の精度に関してはアップカットの方が良くなってまいります ですのでよくやられるのとしては 荒加工についてはダウンカットで行う 荒加工多少精度が悪くても大丈夫なんですけれども ダウンカットにしてチップの寿命を長くしようと することからダウンカットで荒加工を行います 仕上げ加工 仕上げ加工精度が命ですので 多少チップの工具の寿命を犠牲にしても精度を良くしたいということで 仕上げ加工だけはアップカットを使うというお客様もいらっしゃいます フライスの最後にストレートインとロールインについてご説明してまいります これはカッターとワーク カッターとワークを真上から見た時のイラストになります カッターがワークに食いつく時 真っ直ぐ入るか曲がりながら入るかになります 左のこちらがストレートイン 真っ直ぐ入る形になります 右側の曲がりながら入るのがロールインになります カッターがワークに食いつく時 どのように入るかというやり方になります このストレートインなんですけれども こういう風にストレートインする場合ですね チップが食いつく時はいいんですけれども チップがワークから離れる時 抜け際なんですけれども 切り屑が分厚い状態になってしまいます アップカットの抜け際と同じような状態になりますので チップの損傷というのがここで落ちてしまい ストレートインしますと チップの寿命というのは短くなってしまいます それに対してロールイン 曲がりながら入ることで 出口 抜け際の切り屑というのは 常に薄いままになりますので カッターがワークに食いつく時の チップの損傷というのを防ぐことができます 口で言うてるだけだと いまいちイメージがわからないと思いますので 動画をご覧いただこうと思います このようにストレートイン 真っ直ぐ入る状態ですと チップの出口側ですね ワークに食いつく時のチップの出口側というのが 分厚い状態になってしまいます その上でここでもう一度来ますね ここでチップの損傷というのが起きてしまいます 完全に食いつけば問題はないんですけれども 食いつく時に出口側の切り屑が分厚い状態になってしまいます それに対してロールイン 曲がりながら入ることで チップの抜け際 出口側の切り屑が常に薄いままになります もう一度来ます 曲がりながら入ることで 出口側の切り屑は常に薄いまま これによってカッターがワークに食いつく時の チップの損傷を防ぐことが可能になります ただ曲がりながら入るからといって 逆方向から入ってしまいますと むしろ出口で切り屑が常に分厚くなってしまいますので 逆効果になってしまいます このように反時計回りに曲がりながら入るのでは 逆効果になってしまいますので ロールインする時は時計回りに入るということが重要になります このようにストレートインとロールイン カッターがワークに食いつく時の入り方の違いで チップの寿命に大きく影響が出てまいります ではどれくらいチップの寿命に チップの損傷に効いていくのかというのが こちらの写真になります 左側がストレートインした時 400パス加工してチップがボロボロになってしまっております 対して右側 こちら同じカッター 同じ切削状況 そして同じワークなんですけれども ロールインすることで 倍の800パス加工しても まだまだ加工できる状態になっております 特にステンレスコーデアとか チタン合金 耐熱合金といった いわゆる軟削材と呼ばれる材料で 特にこのように謙虚に ロールインすることで チップの損傷 チップの寿命に大きく消えてまいります このロールインなんですけれども もちろん推奨ではあるんですけれども 場合によっては 例えばここら辺にジグがあったりして ロールインできない 干渉指紋でロールインできないといった場合もあるかと思います そういった場合ですね 入り口で送りを半分に落としていただくことで 送りを半分に落としていただくことで 似たような効果が得られます 送りを半分に落とすことで 出口の切り口を薄くしてやるというやり方ですね もちろんロールインに比べると 効果というのは小さいんですけれども ストロイトインするよりも はるかにチップの損傷というのを 防ぐことが可能になります これで3本目のビデオは終了になります 次の4本目のビデオに移動をお願いいたします