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加工方法読了時間 12 分

工具の選び方と交換時期の見極め方

工具の材種や形状は、加工時間、面品位、不良率に影響します。材料と加工条件に合わせて選び、摩耗の兆候から交換時期を判断します。

⌀

01工具材種と靱性

材種	硬さ	靭性	向く対象
ハイス HSS	低い	高	低速、断続切削、成形道具
粉末ハイス PM-HSS	中低	高	ブローチ、ホブ
超硬	高	中	フライス・旋削の大半
サーメット	高	中低	鋼の仕上旋削。面がきれい
セラミック	非常に高い	低い	鋳鉄や耐熱合金の高速旋削
CBN	極めて高い	低い	HRC 45 以上の焼入れ鋼
PCD	極めて高い	低い	アルミ、銅、複合材（鋼は不可）

工具材種は高温硬さと靱性のバランスで選びます。

02コーティングの役割

被膜	色	耐熱	得意
TiN	金色	約 600 °C	汎用、低コスト
TiCN	青灰	約 400 °C	耐摩耗。ステンレスと鋳鉄に向く
TiAlN / AlTiN	紫黒	800 °C 以上	高速の乾式切削、硬材
AlCrN	灰青	1000 °C 以上	耐熱合金、高温で安定
DLC	黒	低い	アルミ・銅などの粘い材料。構成刃先を防ぐ
無被膜（鏡面刃）	—	—	アルミ合金。刃が鋭く溶着しにくい

コーティングは耐熱・耐摩耗特性を変えますが、効果は加工条件によります。

03刃数と切りくず排出

2 枚刃。切りくずの逃げがいちばん大きく、アルミ・深溝・全周接触の溝加工に向きます。
3 枚刃。アルミの高速加工でよく使う折衷案。
4 枚刃。鋼の汎用。剛性と能率のバランスがよい。
5 枚刃以上。半径方向切込みの小さい仕上げや高速加工向け。同じ回転数で送りは速くなりますが、切りくずの逃げが少なく深溝には使えません。

刃数は送り速度に関わります。テーブル送りは Vf = fz × z × n で、1刃当たり送り、刃数、回転数を掛けて求めます。刃数を増やせば送りを上げられますが、切りくず排出と機械の出力が追いつくことが前提です。

04精度が必要な穴加工

方法	到達精度	深さ	備考
ドリル	IT11 ～ IT13	一般に 3〜5 D	位置精度は低い。センタ穴か位置決め道具が要る
ガンドリル／深穴ドリル	IT9 ～ IT10	10 D 以上	内部給油。直進性がよい
リーマ	IT7 ～ IT8	浅い穴	寸法は直せるが位置は直せない
ボーリングバー	IT6 ～ IT7	バーによる	位置と真円度を修正できる。単刃で微調整可
ヘリカル補間	IT8 ～ IT9	道具長による	1 本で複数の穴径に対応。少量多品種向き

リーマは径と面を整えますが、穴の位置は前工程に左右されます。

05工具交換の判断

工具摩耗には逃げ面摩耗、構成刃先、欠け、すくい面摩耗などがあります。現れ方によって原因となる材質、速度、送り、切削液は異なります。工具交換だけでなく加工条件の見直しにつなげます。

摩耗の形	見た目	原因	対策
逃げ面摩耗 VB	刃先の下に平らな面ができる	正常摩耗	VB 値で交換（一般に 0.2〜0.3 mm）
クレータ摩耗	すくい面がえぐれる	切りくずとの摩擦、拡散摩耗	Vc を下げる、被膜を替える
チッピング	刃先が欠ける	衝撃、切りくず詰まり	fz を下げる、排出を改善、靭性の高い材種へ
構成刃先	刃先に材料が溶着	速度が低すぎる、粘い材料	Vc を上げる、DLC か鋭い刃を使う
サーマルクラック	刃先に直交する亀裂	断続切削での加熱と冷却の繰返し	乾式にするか、途切れなく安定して給液する

使用時間だけでなく摩耗の形を見て、条件の問題を切り分けます。