(57)【要約】      （修正有）【課題】再研磨による寿命、サイズ等を管理しドリル、エンドミル等のソリッド工具及びスローアウェイ工具の使用状況に適した提案を提供し、加工コストの低減を図る。【解決手段】スローアウェイインサート、ドリル、エンドミル等の切削工具の再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法において、再研磨工具の寿命設定を、再被覆の有無、皮膜の種類、皮膜の存在する部位を記録し、該記録に基づき、切削条件を提案することを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法であり、更には、再被覆に際しては、再研磨工具前の皮膜と同一又は異なる皮膜を提案し、寿命設定は、トラブルシューテイングを行い、刃を構成するすくい面、逃げ面及び刃先処理の変更を行い、刃先の耐チッピング性、皮膜の耐剥離性を向上させたことを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スローアウェイインサート、ドリル、エンドミル等の切削工具の再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法において、該再研磨工具の工具寿命を、再研磨後の再被覆の有無、皮膜の種類、皮膜の存在する部位を記録し、該記録に基づき提案することを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法。
【請求項２】
請求項１記載の再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法において、該再被覆は、再研磨工具前の皮膜と同一又は異なる皮膜を提案することを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法において、該工具寿命は、刃を構成するすくい面、逃げ面及び刃先処理の変更を行い、刃先の耐チッピング性、皮膜の耐剥離性を向上させたことを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法。
【請求項４】
スローアウェイインサート、ドリル、エンドミル等の切削工具の再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法において、該切削工具の刃先形状は、切れ刃形状の設計変更の有無、設計変更無し−再研磨工具前と同一刃形、設計変更有り−すくい、逃げ、刃先処理等を提案することを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ドリル、エンドミル等のソリッド工具及びスローアウェイ工具の再研磨後の性能、特に、寿命の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドリル、エンドミル等の切削工具は、工具メーカーから購入し、使用後、３〜２０回程度、再研磨を行い、再使用される。再研磨に際しては、様々な問題が指摘されているが、その中でも工具寿命は、１回目に使用したときの半分以下となってしまう場合もある。工具寿命の設定は、１回目の使用で設定され、再研磨後の２回目の使用では、１回目の使用の１／４〜１／３程度の寿命、のように表示される。上記、工具の寿命、再研磨工具に関しては以下の例がある。
【特許文献１】特開２００１−１５０３００号公報
【特許文献１】特開２００２−３３７０４１号公報
【０００３】
特許文献１は、工具の破損履歴を記録する工具破損履歴記録装置に係わり、加工に使用した工具に関する加工時間履歴情報、平均寿命時間を記録することにより工具破損履歴記録をとっている。特許文献２は、工具管理方法に係わり、工具の切削距離の累積を計測するステップと、該工具の切削距離の累積が予め設定された測定切削距離に達した場合、当該工具の工具逃げ面摩耗幅を測定するステップと、この測定された該工具逃げ面摩耗幅と予め登録されている基準工具逃げ面摩耗幅とを比較し、その結果に基づいて該工具の交換の情報を取得するステップで行うことが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、再研磨は、単に切れ刃を再生するだけの意味ではなく、プラスαの要素を付与できる機会でもある。特に、再研磨のみの場合にはより適切な刃形を創世することも可能であるし、再研磨・再被覆を行う場合には、皮膜そのものをより切削諸元にあった別の種類の皮膜とし、より性能を高める提案を行うこともできる。特に、再研磨した工具の寿命が半分以下になってしまう場合は、摩耗部分を研磨で除去し再生したとしているが、実際には、刃の設計が異なるものとなり、又、再研磨後に再被覆をしておらず、再研磨した切れ刃のすくい面又は逃げ面には皮膜が存在せず、寿命が劣る結果となる場合もある。また、再研磨では、刃径等のサイズも変化するため、同様に刃径、精度等のデータも必要となる。
【０００５】
【本発明の目的】
本発明の目的は、再研磨による寿命、サイズ等を管理しドリル、エンドミル等のソリッド工具及びスローアウェイ工具の使用状況に適した提案を提供し、加工コストの低減を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため第１の発明は、スローアウェイインサート、ドリル、エンドミル等の切削工具の再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法において、該再研磨工具の工具寿命を、再研磨後の再被覆の有無、皮膜の種類、皮膜の存在する部位を記録し、該記録に基づき提案することを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法であり、更には、再被覆に際しては、再研磨工具前の皮膜と同一又は異なる皮膜を提案し、工具寿命は、トラブルシューテイングを行い、刃を構成するすくい面、逃げ面及び刃先処理の変更を行い、刃先の耐チッピング性、皮膜の耐剥離性を向上させたことを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法である。第２の発明は、該切削工具の刃先形状は、切れ刃形状の設計変更の有無、設計変更無し−再研磨工具前と同一刃形、設計変更有り−すくい、逃げ、刃先処理等を提案することを特徴とする再研磨工具を用いた加工コスト低減の方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
加工コストは、機械に係わる費用と部品１加工当たりの加工に要する時間とを掛けた１加工当たりの機械単価と、工具の購入費用、工具交換に要する時間と機械に係わる費用とを掛けた費用とを加え、工具寿命で除することにより、１加工当たりの工具単価とし、前記機械単価と工具単価とにより加工コストを算出することができる。
加工コスト  Ｋ＝Ｍ×Ｔｃ＋（Ｙ＋Ｍ×Ｔｄ）／Ｐ（￥／個）
但し、Ｙ：工具費（円／本）、Ｐ：工具寿命（個／本）、Ｔｄ：工具交換（本／分）、Ｍ：機械費（￥／分）、Ｔｃ：加工時間（分／個）。
工具費は、１工具当たりの再研磨費用、再被覆費用であり、工具寿命は、１工具当たり加工できる被加工物（部品）の数、工具交換は、１工具の交換に要する時間（分）、機械費は、単位時間当たり費用、加工時間は、被加工物１加工の加工に要する時間（分）で表わす。更に、前記加工時間は、工具に起因するツールパスの時間と切屑排出量より算出する。
【０００８】
上記工具費は、１回目の場合は購入費用であるが、再研磨の場合は、再研磨費用、再被覆費用等として決まる。例えば、再被覆品と再研磨後の被覆無しでは、再被覆するだけ費用は高くなるが、再被覆無しでは、工具寿命が１回目に使用したときの半分以下となってしまう場合もある。
工具寿命は、再被覆品では、膜質のＶＢ−Ｔ曲線から工具当たりの使用できる時間数を求め、後述する部品１個当たりの加工時間より１工具当たり加工出来る個数を算出する。再被覆無しでは、非被覆品のＶＢ−Ｔ曲線から工具当たりの使用できる時間数を求め、後述する部品１個当たりの加工時間より１工具当たり加工出来る個数を算出する。
工具交換は、プリセットされた工具をツールオートチェンジャで交換するのに要する時間であり、機械費は減価償却等を含め、稼働に要する諸々の費用を含めて算出される費用である。
加工時間は部品１個当たりの加工時間であり、ツールパスにより決まっているが、工具の形状や材質、皮膜等を変更することにより、切屑排出量が変わるので、工具に適した切り込み量、テーブル送り量により変動する。切屑排出量は、エンドミルの場合は、軸方向切り込み量Ａｄ、径方向切り込み量Ｒｄ、テーブル送り量Ｆとを掛けたものであり、更に、テーブル送り量Ｆは、１刃当たりの送り量ｆｚ、刃数Ｚ、主軸回転数Ｎとを掛けたものである。
【０００９】
次に、本計算式は、Ｍ×Ｔｃにより、機械に係わる費用と部品１加工当たりの加工に要する時間を掛け、１加工当たりの単価（以下、単に機械単価と称する。）とし、（Ｙ＋Ｍ×Ｔｄ）／Ｐは、工具の再研磨・再被覆費用、工具交換に要する時間を費用として加え、更に、工具寿命で除することにより、１部品当たりの費用とし（以下、単に工具単価と称する。）、両者を加えることにより加工コストを算出する。Ｍ×Ｔｃは機械を占有する時間を費用として把握するものであり、Ｔｃは、工具の特徴、例えば、切削速度、１刃当たりの送り量、テーブル送り量、軸方向切り込み量、半径方向切り込み量、ピックフィード等の切削諸元、更には、工具の材質、被覆の有無等の変数を式中に盛り込むことによって、工具の特性に応じた変数として、加工効率を把握することが出来、作業効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明は、第１に、再研磨前の工具について、商品名、名称、皮膜の有無・種類、サイズ等を測定し、これらをデータ化する。上記項目は、市販されている工具であり、１回目の使用後の再研磨の段階で作成しても良い。
【００１１】
第２に、１回目の使用後、その使用状況、特に寿命、切削の状況−摩耗状態、皮膜の剥離等の損傷状態、刃先のチッピングの有無、等々を記録し、その工具が正常に使用されていたか検査する。この検査は、再研磨する際の研磨代の設計となるため、チッピング等があれば、研磨代を多く設定し、チッピング部を除去しなければならず、再研磨の回数が減少する。
【００１２】
第３に、再研磨を行なう際に、スローアウェイインサート、ドリル、エンドミル等の工具の損傷状態により、再研磨加工する部位を特定し、例えは、スローアウェイインサートでは、インサートが４角形（ポジ）の場合には、摩耗により寿命となったインサートは、再研磨により４コーナーとも再使用できる様に再研磨を行い、１コーナーが欠損等により大きく欠けているような場合には、３コーナーのみ使用できるように再研磨する等の再研磨の方法が有り、この状況を記録しておく。
【００１３】
ドリルでは、先端刃先の摩耗状況により以下の様になる。摩耗により寿命となったドリルは、再研磨により先端刃先を加工するため、ドリル径が呼び寸法より小さくなる再研磨を行う。先端刃先が欠損等により大きく欠けているような場合には、研磨により取除いた後、先端刃先を加工するため、ドリル径が呼び寸法より小さくなり、溝長も短くなるので、予定していた再研磨回数だけ再研磨が出来なくなるため、溝長の長さも記録する。
【００１４】
エンドミル、特に超硬ソリッドのエンドミルでは、外周刃の摩耗状況により、摩耗により寿命となったエンドミルは、特に、摩耗が大きくなるエンドミル先端部を切断後、再研磨により外周刃の逃げ面及び底刃を加工するため、エンドミル径が呼び寸法より小さくなり、刃長も短くなるので、予定していた再研磨回数だけ再研磨が出来なくなるため、刃長の長さも記録する。ボールエンドミルでは、主にボール刃のみを使用するため、ボール刃の摩耗状況により、摩耗により寿命となったエンドミルは、主に摩耗が進行したエンドミル先端部を切断後、再研磨によりボール刃を加工するため、刃長が短くなるので、予定していた再研磨回数だけ再研磨が出来なくなるため、刃長の長さも記録する。ラフィングエンドミルでは、外周刃の摩耗状況により、摩耗により寿命となったエンドミルは、特に摩耗が大きくなるエンドミル先端部を切断後、再研磨により外周刃のすくい面及び底刃を加工するため、エンドミル径が呼び寸法より小さくなり、刃長も短くなるので、予定していた再研磨回数だけ再研磨が出来なくなるため、刃長の長さも記録する。また、ソリッドエンドミルでは、様々なすくい角、逃げ角のものが市販されているので、前記逃げ面を再研磨すると、すくい角は変化し、刃溝の深さが浅くなってしまう。そのため、すくい面を若干研磨し、すくい角等を調整しても良い。
【００１５】
第４に、上記再研磨後、サイズ、精度等の測定データを記録する。上記データをデータベース化する。
【００１６】
第５に、再被覆を行う場合には、再研磨していない部位には、皮膜が残っている。皮膜の種類が同じ場合には、除膜せずにそのまま被覆しても良いが、回数を繰返すと膜の厚さが厚くなりすぎるため、除膜した方が良い。皮膜の種類を変更する場合には、除膜した後に被覆する。
【００１７】
第６に、再被覆後に刃先処理を行う。刃先処理は、１回目の使用状況−皮膜の剥離等より、再被覆前、再被覆後を選択する。１回目の使用で皮膜の剥離等の損傷がある場合には、再被覆後の刃先処理が有効である。１回目の使用で皮膜の剥離等の損傷がない場合には、１回目と同仕様でも良いが、皮膜を変更した場合には、選択した皮膜に応じて刃先処理を行う。
【００１８】
データは、データベース化を容易とするために予め作成された市販ソフトを搭載したシステムを用いる。このシステムに、再研磨前の工具について、商品名、名称、皮膜の有無、皮膜有りの場合皮膜の名称、種類、工具のサイズ、１回目の使用後の使用状況として、寿命、切削の状況−摩耗状態、皮膜の剥離等の損傷状態、刃先のチッピングの有無、等々、更に、再研磨後、サイズ、精度等の測定データを入力する。入力は、設計変更の有無、再被覆の有無、呼び寸法、測定値（サイズ、精度等）の各項目を表示した項目欄と、摩耗や損傷状況などのようにコメントを打ち込むことのできる入力欄とからなる。以上により、再研磨後の工具について、正確に記録されることとなる。
【００１９】
加工コストの低減に関する提案は、データベースソフトなどについている検索やソート機能を用いて行うことができる。先ず、１回目の使用状況について、寿命、切削の状況−摩耗状態、皮膜の剥離等の損傷状態、刃先のチッピングの有無、等々の記録より、良好な結果が得られている場合には、設計変更を行わずに、同仕様で、摩耗部分を除去する再研磨を行い、サイズ、精度等を測定し、入力する。更に、ユーザーより、１回目と同程度の寿命が要求される場合には再被覆を行うことを提案し、更に、被削材、切削諸元等から最適な皮膜を再被覆して、供給する。再被覆を望まない場合には、皮膜が存在する部位を表記し、寿命が１／４〜１／３程度になることを伝える。
【００２０】
次に、１回目の使用状況について、トラブルシューテイングが必要な場合、すなわち、寿命が短い、皮膜が剥離する、刃先のチッピングが生じる等、良好な結果が得られていない場合には、設計変更を行い、再研磨と同時に、もとの形状から許容できる範囲で、設計を変更する。例えば、寿命が短いケースでは皮膜の変更等を、皮膜が剥離する場合には、密着性の高い皮膜を、刃先のチッピングが生じるケースでは、刃先処理であるホーニング量の適切化を提案し、損傷及び摩耗部分を除去する再研磨を行い、上記提案を加工後、サイズ、精度等を測定し、入力する。更に、再被覆に際しては、使用状況にそくした別な皮膜を提案し、より性能の向上を計ることもできる。
【００２１】
更に、上記データベースより、再研磨後の納品に際し、何回再研磨が可能であるかも表示する。スクエァ、ボール等のエンドミルでは２〜５回が限度であるが、ドリルの様に軸方向に短くなる再研磨を行う工具では、呼び寸法が小径にはなるものの、エンドミルでは有効刃長から軸方向切込み深さをマイナスした長さ、ドリルでは溝長から穴深さをマイナスした長さだけ、再研磨を行う事が出来、エンドミルでは溝切削用として軸方向切込み深さが刃径の０．５倍程度まで、ドリルでは刃径の２倍程度までとして、正常な使用状態の１回の再研磨量で除すれば、再研磨回数を算出することができる。
【００２２】
このように、必要に応じて、各入力項目によって、ソートや検索をすることで、該当する工具の情報を知ることができる。また、再研磨の状況に応じて加工コストの低減に関する提案を行うことが出来、コストとの対比により、再被覆の有無等を選択することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、工具の再研磨による設計変更の検討、再被覆の検討、再研磨回数等々をデータ化することにより、加工コストを低減でき、切削諸元を提案でき、又、再研磨可能な回数等も提案することが出来る。