1. ツールの幾何学的パラメータを選択します。
ステンレス鋼を加工する場合、一般的に、すくい角とバック角の選択から工具の切削部の形状を考慮する必要があります。すくい角を選択する際には、フルート形状、面取りの有無、刃の傾斜角の正負などの要素を考慮する必要があります。工具の種類に関わらず、ステンレス鋼を加工する際には、より大きなすくい角を使用する必要があります。工具のすくい角を大きくすると、切りくずの切削と排出時に発生する抵抗を低減できます。逃げ角の選択はそれほど厳密ではありませんが、小さすぎてもいけません。逃げ角が小さすぎると、ワークピースの表面との摩擦が激しくなり、加工面の粗さが悪化し、工具の摩耗が加速します。また、強い摩擦により、ステンレス鋼表面の硬化効果が高まります。工具の逃げ角が大きすぎてもいけません。大きすぎると、工具のくさび角が小さくなり、切削刃の強度が低下し、工具の摩耗が加速します。一般的に、逃げ角は通常の炭素鋼を加工する場合よりも適切に大きくする必要がある。
すくい角の選択 切削熱の発生と放熱の観点から、すくい角を大きくすると切削熱の発生が減り、切削温度が高くなりすぎることはありませんが、すくい角が大きすぎると工具先端の放熱量が減少し、切削温度が逆に上昇します。すくい角を小さくするとカッターヘッドの放熱状態が改善され、切削温度が低下する可能性がありますが、すくい角が小さすぎると切削変形が激しくなり、切削によって発生した熱が放散されにくくなります。実例から、すくい角は15°～20°が最も適切であることがわかっています。
荒加工の逃げ角を選択する際には、強力な切削工具の刃先強度を高くする必要があるため、逃げ角を小さくする必要があります。仕上げ加工では、工具の摩耗は主に刃先部と逃げ面で発生します。加工硬化しやすいステンレス鋼は、逃げ面の摩擦によって表面品質と工具摩耗に大きな影響を与えます。適切な逃げ角は次のようになります。オーステナイト系ステンレス鋼（185HB以下）の場合、逃げ角は6°～8°です。マルテンサイト系ステンレス鋼（250HB以上）を加工する場合、逃げ角は6°～8°です。マルテンサイト系ステンレス鋼（250HB以下）の場合、逃げ角は6°～10°です。
刃の傾斜角の選択 刃の傾斜角の大きさと方向によって、切りくずの流れの方向が決まります。刃の傾斜角lsの適切な選択は通常-10°～20°です。外円の微細仕上げ、穴の精密旋削、平面の精密平削りを行う場合は、大きな刃の傾斜角を持つ工具を使用する必要があります。lsは45°～75°を使用してください。
2. 工具材料の選定
ステンレス鋼を加工する場合、切削時のビビリや変形を防ぐため、大きな切削力がかかることから、工具ホルダには十分な強度と剛性が求められます。そのためには、工具ホルダの断面積を適切に大きくするとともに、焼入れ焼戻し処理を施した45鋼や50鋼などの高強度材料を用いて工具ホルダを製造する必要があります。
工具の切削部の要件 ステンレス鋼を加工する場合、工具の切削部の材質には高い耐摩耗性と高温での切削性能の維持が求められます。現在一般的に使用されている材料は、高速度鋼と超硬合金です。高速度鋼は600℃以下でしか切削性能を維持できないため、高速切削には適しておらず、低速でのステンレス鋼加工にのみ適しています。超硬合金は高速度鋼よりも耐熱性と耐摩耗性に優れているため、超硬合金製の工具はステンレス鋼の切削により適しています。
超硬合金は、タングステン・コバルト合金（YG）とタングステン・コバルト・チタン合金（YT）の2種類に分けられます。タングステン・コバルト合金は靭性に優れています。製造された工具は、より大きなすくい角と鋭い刃先を使用して研削できます。切削加工中に切りくずが変形しやすく、切削が速くなります。切りくずが工具に付着しにくいです。この場合、タングステン・コバルト合金でステンレス鋼を加工する方が適しています。特に、大きな振動を伴う粗加工や断続切削では、タングステン・コバルト合金の刃を使用する必要があります。タングステン・コバルト・チタン合金ほど硬く脆くなく、研ぎにくく、欠けやすいです。タングステン・コバルト・チタン合金は、高温条件下ではタングステン・コバルト合金よりも赤熱硬度が高く、耐摩耗性にも優れているが、脆く、衝撃や振動に弱いため、一般的にはステンレス鋼の精密旋削加工用工具として使用される。
工具材料の切削性能は工具の耐久性と生産性に関係し、工具材料の製造性は工具自体の製造および研磨品質に影響を与えます。高硬度、優れた耐付着性、靭性を備えた工具材料、例えばYG超硬合金を選択することが推奨されます。YT超硬合金は使用しないのが最善です。特に1Gr18Ni9Tiオーステナイト系ステンレス鋼を加工する場合、YT超硬合金の使用は絶対に避けるべきです。ステンレス鋼中のチタン（Ti）とYT型超硬合金中のTiは親和性があり、切削屑が合金中のTiを容易に除去し、工具摩耗の増加を促進するためです。実際の生産実績では、YG532、YG813、YW2の3グレードの材料を使用してステンレス鋼を加工すると、良好な加工効果が得られることが示されています。
3. 切断量の選択
超硬工具で加工する場合、構成刃先やスケール突起の発生を抑制し、表面品質を向上させるために、切削量は一般的な炭素鋼ワークピースの旋削よりもやや少なくし、特に切削速度は高すぎないようにする必要があります。一般的に推奨される切削速度はVc=60〜80m/分、切削深さはap=4〜7mm、送り速度はf=0.15〜0.6mm/rです。
4．工具の切削部の表面粗さに関する要件
工具の切削部の表面仕上げを改善することで、切りくずがカールする際の抵抗を低減し、工具の耐久性を向上させることができます。通常の炭素鋼を加工する場合と比較して、ステンレス鋼を加工する場合は、工具の摩耗を遅らせるために切削量を適切に減らす必要があります。同時に、切削工程中の切削熱と切削力を低減し、工具の寿命を延ばすために、適切な冷却液と潤滑液を選択する必要があります。
投稿日時：2021年11月16日
