生産性向上の切り札! 高能率切削と高速・超高速切削の基礎と応用

　モノづくりの国際的な競争力を維持するためには、切削加工においては、高能率化と低コスト化の 両立により生産性向上と収益改善を達成することが求められます。また、すでに難削材加工へとシフトし、 高付加価値加工を達成した企業にとっても、さらなる生産性の向上を図り、獲得した利益を難削材加工の 基礎研究や人材育成に投資し、競争力を維持していくことが求められます。

　生産性向上を達成するためには、高能率切削技術と高速・超高速切削技術が２本柱であり、これらが切り札となります。そこで本講座は、まず高速切削の技術思想や生産性向上に寄与する副次的メリットを解説。次いで、高能率切削および高速切削を実現した切削データの紹介を通じて、工具材種と切れ刃形状、切削条件それぞれの側面から、それを可能にする方法論を解説します。さらに、チップブレーカと切りくずコントロールの重要性にも触れ、加工現場における高能率切削の進め方を、具体的事例を通じて説明します。
　また、航空機材料などの難削材加工でも高速切削が行える具体事例や、高速・超高速切削における労働安全とトラブル対策にも触れます。

【プログラム】

1． 高能率・高速切削の技術思想の起源と定義、技術的なメリット
　1-1　C．Salomonの技術思想
　1-2　高能率切削の定義
　1-3　高速切削の定義
　1-4　微細径切削工具／微細径ワークピースと高速回転切削
　1-5　高速切削の副次的メリット
　1-6　難削材と高能率・高速／超高速切削

2． 工具材種の選択からみた高能率・高速切削の基礎技術
　2-1　工具材種の技術革新
　2-2　工具材種別の高速切削の定義と高速切削条件下での工具損
　2-3　Coated超硬合金の実用化
　2-4　サーメットの実用化
　2-5　cBN焼結体の実用化
　2-6　ダイヤモンド焼結体の実用化
　2-7　サーメットによる一般構造用圧延鋼材SS400の高速正面フライス事例
　　　＊超硬合金M20との比較データ
　2-8　工具材種の上手な使い方
　　　＊切削熱援用切削法（結合成分の熱軟化領域での切削＝脆性破壊損傷の防止）

3． 切れ刃形状の選択から見た高能率・高速切削の基礎技術
　3-1　切れ刃形状のすくいの差異と正味切削動力、切削温度
　3-2　切れ刃形状の異なる正面フライスとその諸元
　3-3　正面フライスの真のすくい角の差異と工具損傷、工具寿命、切削動力、切削熱
　3-4　正面フライスのコーナー角と切削抵抗の３分力、切り取り厚さ、工具摩耗特性
　3-5　工具交換のクイックチェンジ化とアイドルタイムの削減
　3-6　多機能形切削工具の適用と工具交換時間の省略によるアイドルタイムの削減
　3-7　旋削加工における送り量の大きさと正しいノーズ半径の選び方
　3-8　サーメットによる一般構造用圧延鋼材SS400の高速正面フライス事例
　　　＊真のすくい角T=＋5°と＋13°の比較

4． 切削条件の設定からみた高能率・高速切削の基礎技術
　4-1　生産加工における現状切削条件の分布
　4-2　生産加工の工具損傷の実例
　4-3　工具材種の高温化学安定性、耐欠損性、耐塑性変形性の限界現象
　4-4　切削油剤の功罪
　4-5　切削条件の３要素（切り込み量、切削速度、送り量）と工具寿命特性
　4-6　ステンレス鋼の正面フライス切削におけるV-T線図の特異性とその原因
　4-7　トロコイド切削法とヘリカル切削法

5． 切りくずコントロールの適否と高能率・高速切削
　5-1　旋削加工における切りくずコントロールとチップブレーカ
　5-2　切削条件の３要素と旋削加工の切りくず特性
　5-3　チップブレーカの切りくずコントロールとシリーズ構成
　5-4　研削製法のチップブレーカの切削性能
　5-5　モールデッド製法のチップブレーカの切削性能とシリーズ構成
　5-6　チップブレーカによらない切りくずコントロール手法
　　　＊プリ・グループ切削法に関する切削データ
　5-7　転削加工における切りくず処理（切りくずの吸引処理システム）

6． 高能率・高速切削の加工実例と加工現場での具体的進め方
　6-1　切削加工におけるコスト算出の経済計算モデル
　6-2　機械構造用合金鋼SCM440の黒皮切削での工具材種別の実加工コスト比較
　6-3　生産現場における倍速切削の加工実例
　6-4　標準数を用いた切削加工の高能率化手法の例
　6-5　切削加工における実切削時間と非切削時間の管理が必要

7． AL2ＯO3-TiC系セラミックスによる超耐熱合金
　　Inconel718の超高速正面フライス切削の試み
　7-1　超耐熱合金の高温環境における機械的強度の変化
　7-2　切削速度vc＝500m/min以下での工具寿命と切りくず形態
　7-3　切削速度vc＝630m/min以上での工具寿命と切りくず形態
　7-4　超耐熱合金の一般切削での剪断型切りくず
　7-5　切削速度vc＝125m/minとvc＝2,000m/minの切りくず形状の比較
　7-6　切削速度vc＝1,000m/minとvc＝2,000m/minでのfz-T線図
　7-7　切削速度vc＝2,000m/mimでの切削初期と摩耗進行後の切りくず形状の比較

8． cBN焼結体によるねずみ鋳鉄FC30の高速・超高速切削
　8-1　切削速度vc＝500～5,000m/minでの工具摩耗進行図
　8-2　切削速度vc＝1,000m/min以上で工具寿命が延長
　8-3　切りくずの溶融と飛散
　8-4　切りくず内部組織：高速切削ほど金属組織が粒成長
　8-5　旋削加工における切削データとの比較

9． 高速・超高速切削における労働安全とトラブル防止策
　9-1　溶融または溶融状態の高温切りくずの飛散制御
　9-2　正面フライスなどの回転工具の遠心膨張によるカッター高さの変化
　　　＊加工精度が出ない
　9-3　遠心膨張によるインサートとロケータの飛散
　9-4　正面フライスなどの回転工具の切削工具本体の遠心膨張破損
　9-5　切削工具はインサートの飛び出し防止設計のものを選択する
　9-6　切削工具はラベリングされた最高保証回転数以下で使用する
　9-7　超高速回転での大径カッターの使用は遠心膨張破損が生じやすい