工具の母材に限らず、様々なものには「硬さ」と「じん性」の関係があります。
・硬ければ硬いほど、摩耗しにくいですが、欠けやすくなります。
・じん性があればあるほど、欠けにくいですが、摩耗しやすくなります。
膜の硬さの表記
HV ・・・ ビッカース硬さ。
GPa ・・・ ナノインデンテーション法による硬さ。
薄い膜厚に適した膜の硬さ測定が可能。
「硬さ」と「じん性」は
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工具の母材に限らず、様々なものには「硬さ」と「じん性」の関係があります。
・硬ければ硬いほど、摩耗しにくいですが、欠けやすくなります。
・じん性があればあるほど、欠けにくいですが、摩耗しやすくなります。
膜の硬さの表記
HV ・・・ ビッカース硬さ。
GPa ・・・ ナノインデンテーション法による硬さ。
薄い膜厚に適した膜の硬さ測定が可能。
「硬さ」と「じん性」は
その工具素材がもつ特性( 硬さ と じん性 )によって、さまざまなものが使われております。
硬さ ・・・硬ければ硬いほど摩耗しにくいが、折れやすく、欠けやすい。
じん性 ・・・じん性があればあるほど折れにくく、欠けにくい。じん性が高いと、摩耗やすい。
工具素材の「硬さ」と「じん性」は、相反する性質です。
1)超 硬
高温でも軟らかくならない(高速切削は発熱量が大きくなる)、圧縮強度が高いので刃つぶれ等の変形がおきにくく、硬い。
2)ハイス
じん性が高く、超硬では折れてしまうような送り速度でも耐える事が出来る
<切削の基礎④>で、大別した被削材のうち、「金属材料」をご紹介致します。
「 金属材料 」 は大きく分けて、「 鉄鋼 」 と 「 非鉄金属 」 に分けられます。
「 非鉄金属 」はアルミニウム合金・銅などが代表的なものになる。
「 鉄鋼 」というのは、鉄を主成分とする金属材料の総称になる。
字の組合せを見ると「鉄鋼」・・・「鉄」と「鋼=はがね」。
「はがね」というのは、「鉄=Fe」 に対して様々な元素を組み合わせることによりできた「合金」ということになります。
鋼(ハガネ)を構成する代表的な成分を「5元素」と言います。
C :炭素 硬さや強さを増す元素。
Si:ケイ素 硬さや強さを増す元素(Cの1/10程度)。
世の中には、いろいろな被削材(=材料、被削材)がありますが、その被削材の性質などで、分類されております。
被削材は、「 金属材料 」 と 「 非金属材料 」 に大きく分類されます。
「 非金属材料 」 としては、代表的なものが 「 木材 ・ 紙 ・ プラスチック 」などがあげられます。
一般的に、切削工具は被削材よりどれくらい硬ければよいのでしょうか?
加工できる被削材硬さの目安は以下になります。
・ 安定加工ができる硬度差 : 工具の硬さ-40HRC
・ なんとか加工できる硬度差 : 工具の硬さ-20HRC
ハイスの硬度は63~69HRC → 被削材の加工限界硬度 43~49HRC
粉末ハイス(XPM)の硬さは68~72HRC → 被削材の加工限界硬度 48~52HRC
※ハイスの加工限界硬度を超える被削材は、超硬工具を選定する必要があります。
① どの工具にも言えることですが、 「切られるもの」の硬さ を知ることが必要です。 材料と切削工具の硬さを比べるには?
材料の硬さは・・・ロックウェル硬さ(Cスケール:HRC Bスケール:HRB )・ブリネル硬さ ・ビッカース硬さ ・ショア硬さ ・引っ張り強さ など等・・・ さまざまな硬さの単位があります。
② 材料の硬さ によって、工具を選びます。材料の硬さは、主に「ロックウェル硬さ」で示されます。
コレット(コレットチャックの略)とは、旋盤・フライス盤、マシニングセンタなどの工作機械で使用します。工具を固定するツーリングの部品で、放射線状にすり割りの入った筒状の冶具です。
外側からチャックで締付けることにより固定します。
主軸、刃物台に取り付ける保持具のうち、保持部が凸のものを「アーバ」、保持部が凹のものを「ホルダ」といい、総称として「ツールホルダ」といいます。「チャック」とは、径方向に収縮して保持する構造のもののことです。
※日本工作機器工業会TES 4004-2011より。
<SKSとHSSの違い>
SKSは合金工具鋼で通称タングステンとも呼ばれます。
HSSは高速度工具鋼になります。
耐久はHSSのほうが良いです。
いわゆる、エンドミルのストレートシャンクの事を指します。
振れ精度の向上 と 高い把握力 を目的とします。
シャンク径が、3.4.6.8.10.12(mm)などのものがあります。
「ねじをさらう」とは、すでに出来上がったねじに対し、錆を除いたり、ゆがみを調整するために、タップやねじ切り丸ダイスなどの工具を使ってねじを切りなおすことです。
機械のメンテナンス時にボルトが入っていたねじを修正する際に行います。
めねじでは、ハンドタップの3番(食付き山数1.5)のものを使用することが一般的です。
※被削材硬さ、被削材の種類等に適応したものを選定ください。