切削工具（機械加工）

機械加工の文脈では、切削工具またはカッターは、通常、機械加工工具や研磨工具を使用してせん断変形によってワークピースから材料を切断、成形、および除去するために使用される硬化金属工具です。これらのツールの大部分は、金属専用に設計されています。

片刃切削工具にはいくつかの種類があり、さまざまな硬化金属合金から作られ、特定の形状に研磨されて、旋削工程の特定の部分を実行し、機械加工された完成した部品が作られます。片刃切削工具は主に旋盤で実行される旋削操作で使用され、回転する材料のサイズと種類に応じてサイズと合金組成が異なります。これらの切削工具は、ツールポストと呼ばれるものによって固定されており、これがツールを操作して材料を目的の形状に切断します。片刃切削工具は、1つの刃先で材料を除去する、 シェーピングマシンとプレーニングマシンによる材料切断手段でもあります。

フライス加工ツールとドリリングツールは、多くの場合、マルチポイントツールです。ドリリングは、ワークピースに穴を開けるためにのみ使用されます。すべてのドリルビットには、下向きの回転力を適用して材料を切断する 2 つの均等に先細りの角度に研磨された 2 つの切削刃があります。エンドミルまたはフライス加工ビットも、回転力によって材料を切断します。ただし、これらのツールは、ワークピースに穴を開けるために作られたものではありません。水平方向のせん断変形によって切断します。このせん断変形では、ワークピースが回転しながらツールに引き込まれます。これは、ワークピースを所定の位置に保持しているテーブルの軸によって決定されるツールパスとして知られています。このテーブルは、さまざまなバイスとクランプツールを受け入れるように設計されているため、ワークピースを静止させたまま、さまざまな角度と方向でカッターに移動できます。特定の種類のフライス加工アクションを実行するエンドミルには、いくつかの異なるタイプがあります。

砥石は、石全体を覆う複数の異なる切れ刃を備えた工具です。金属製の切削工具とは異なり、これらの砥石が鈍くなることはありません。実際、金属製の切削工具の切れ刃の形成は、砥石車やその他の硬い研磨剤を使用することで実現されます。さまざまな種類の金属を研削するために使用される砥石車には、いくつかの種類があります。これらの砥石は金属ではありませんが、研削する金属よりも硬くする必要があります。砥石とは対照的に、金属の硬度が砥石の硬度を超えると、金属が砥石を切断します。これは理想的ではありません。^{[1]研磨剤の各粒子は、（大きな負の}すくい角ではありますが）微細な単一ポイントの切れ刃として機能し、小さなチップを切断します。

切削工具の材質は、切削する材料よりも硬く、金属切削プロセスで発生する熱と力に耐えられるものでなければなりません。また、工具は特定の形状で、工具の残りの部分がワークピースの表面を引きずることなく、切削刃がワークピースに接触できるように逃げ角が設計されていなければなりません。切削面の角度も重要で、溝幅、溝または歯の数、マージンのサイズも重要です。長い耐用年数を得るには、上記のすべてに加えて、工具を稼働させる速度と送りを最適化しなければなりません。

直線切削工具には、ツールビット（シングルポイント切削工具）とブローチが含まれます。回転切削工具には、ドリルビット、皿穴と座ぐり、タップとダイ、リーマ、冷間鋸刃が含まれます。帯鋸刃、弓鋸刃、フライカッターなどのその他の切削工具は、直線運動と回転運動の側面を組み合わせています。これらのタイプの切削工具の大部分は、HSS（高速度鋼）で作られることがよくあります。

切削工具は、インサートや交換可能なチップ（チップ工具）を使用して設計されることが多い。これらの工具では、刃先は別個の材料で構成されており、工具本体にろう付け、溶接、またはクランプで固定されている。チップの一般的な材料には、超硬合金、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素などがある。^{[2]インサートを使用する工具には、フライスカッター（}エンドミル、フライカッター）、ツールビット、鋸刃など がある。

基本的なホルダー、ツール、インサートからツールアセンブリを組み合わせる方法の詳細な手順は、ツール管理ソリューションに保存できます。

切削工具の刃先は、切削プロセスのパフォーマンスにとって非常に重要です。刃先の主な特徴は次のとおりです。

• 刃先の形状: 半径、滝、トランペット (逆滝)
• 刃先角度

• 面取りの形状とサイズ

刃先の測定は、触覚式計測器または焦点変化式計測器を使用して行われます。刃先を定量化するために、次のパラメータが使用されます。

• 対称刃の刃先半径
• 非対称エッジ用の刃先楕円軸
• 係数 K は、Sγ と Sα の関係です。楕円の 2 つの軸の比率によって計算することもできます。この係数は、刃先の形状を表します。
• 3つの角度：逃げ角、くさび角、すくい角（チッピング角）
• Δr
• ベベルの長さと方向

最も重要な切削刃パラメータの 1 つは K 係数です。これは切削刃の形状を指定します。1 は対称切削刃を意味します。値が 1 より小さい場合、形状はウォーターフォールと呼ばれます。値が 1 より大きい場合、形状はトランペットと呼ばれます。切削する材料、送り速度、その他の要因に応じて、最適な K 係数を持つ切削工具を使用する必要があります。