11月8日から13日までの6日間、東京ビッグサイトで4年ぶりのリアル開催となる日本国際工作機械見本市・JIMTOFが行われます。さまざまな工作機械、機械工具、機械部品などが展示され、国内外から来場者が集まります。今回はJIMTOFに合わせ、NC旋盤に関わる書籍『トコトンやさしいNC旋盤の本』から抜粋して紹介します。

旋盤加工はフライス加工のようにバイト(切削工具)が回転しないため、チップの刃先は常に工作物に接触しています。このような切削形態を「連続切削」と呼びます。連続切削はチップの先端に熱が溜まるため、工具寿命が短くなります。とくにチップと工作物の表面が接触する境界部分の摩耗(境界摩耗)が激しくなります。鉄鋼材料は黒皮(黒さび)の状態が多く、黒皮は内部よりも硬いため、最初の切削では①黒皮と接触する部分、2回目以降の切削では工作物の表面は加工硬化(切削熱や切削抵抗によって加工変質層が生じ、表面が硬くなる現象)によって内部よりも硬いため、②工作物表面が接触する部分、切削油剤を供給するときは切削油剤が当たりやすく、③熱の高低差が大きくなる部分が境界摩耗の主因です(図1)。

図1 境界摩耗の発生原因の一例

境界摩耗を抑制する方法には、主として①チップに対する負荷を減らす方法と、②工作物の表面と接触するチップの位置を変える方法の2つがあります。

①チップに対する負荷を減らす方法:「横切れ刃角の大きいチップを使用する」のが有効です。図2に示すように、横切れ刃角の大きいチップは切削に作用する切れ刃(工作物を削り取る切れ刃)が長くなり、切れ刃に作用する単位長さあたりの切削抵抗が小さくなるため境界摩耗を抑制することができます(図2)。

図2 横切れ刃角と切取り深さの関係

②工作物の表面と接触するチップの位置を変える方法:「1パスごとに切込み深さを変えて加工すること」や「テーパ加工と直線加工を交互に行う」、「押し加工と引き加工を交互に行う」などがあります。また、境界部分の負荷を減らす方法には「1パスごとに1回転あたりの送り量を変えて加工する」ことも有効です。

押し加工と引き加工を交互に行う加工は通常の加工に比べてエアーカットする時間が短く、サイクルタイムの短縮にも効果的です(図3)。

図3 押し加工と引き加工を交互に行う加工の一例

(「トコトンやさしいNC旋盤の本」p.134-135より抜粋)

<販売サイト>
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<書籍紹介>
NC旋盤は、コンピュータ数値制御によりほぼ自動的に旋削加工を行うことができる、丸物の量産加工に適した工作機械。本書は、NC旋盤の基礎から構造、段取り、NC制御の基礎、加工のポイントとノウハウまでをやさしく紹介、解説する。
書名:トコトンやさしいNC旋盤の本
著者名:澤武一
判型:A5判
総頁数:160頁
税込み価格:1,650円

<著者>
澤武一(さわ たけかず)
芝浦工業大学 デザイン工学部 デザイン工学科 教授
博士(工学)、テックマイスター、ものづくりマイスター
1級技能士(機械加工職種、機械保全職種)

<目次(一部抜粋)>
第1章 NC旋盤って何?
第2章 NC旋盤の構造と装備
第3章 知っておきたいNC制御の基礎知識
第4章 NC旋盤の段取り
第5章 NC旋盤加工のポイントとノウハウ