(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系被削材から成るワークを切削するための切削用刃具の刃先を，研磨材にて，初期摩耗量が摩耗した状態と同じ状態にまで予め研磨することから成る鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法において，
前記切削用刃具の前記刃先の研磨による摩耗量が，研磨の前後において，前記切削用刃具によって前記ワークを切削したときの切削寸法の変化量に基づいて計測されることを特徴とする鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法。
【請求項２】
前記研磨材は旋盤機内のチャックに取り付けられて前記旋盤機内の主軸によって回転される砥石であり，前記切削用刃具の前記刃先は，回転する前記砥石に当てることにより研磨されることを特徴とする請求項１に記載の鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法。
【請求項３】
前記砥石は，前記旋盤機内に配設される研磨専用チャックに取り付けられて前記旋盤機内に配設される研磨専用スピンドルによって回転されることを特徴とする請求項２に記載の鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，鉄系被削材から成るワークの切削後の寸法管理及び面粗度管理のために，切削用刃具の刃先を研磨する鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス材料等の鉄系材料から成るワークの切削加工等において，ワークの切削に伴って切削用刃具の刃先が摩耗するので，ワークの仕上がり加工寸法及び面粗度等の加工精度が徐々に変化する。切削用刃具の刃先の摩耗については，切削の使用開始後の初期摩耗が大きく現れ，ある切削距離に至ると寸法変化が一定の値に飽和して，面粗度等の加工精度が安定してくる。
【０００３】
初期摩耗領域で使用中の切削用刃具で切削されたワークは，加工寸法については，±０．２μレベルまでの公差範囲であれば，オペレータによる寸法管理を行うことで対処可能であるが，面粗度については管理できない。特に，ステンレス材料等の鉄系材料から成るワークに寸法公差±０．５μ，面粗度Ｒｙ０．５μといった厳しい加工精度が要求された場合，寸法管理は可能であっても非常に困難であり，面粗度に至っては要求精度を満たすことが殆ど不可能である。このように，特に面粗度の管理が厳しい場合には，初期摩耗領域で使用中の切削用刃具で切削されたワークは，通常，要求精度を満たすことができないので不良品として廃棄されることが多い。
【０００４】
一般的に，鉄系被削材を切削するための切削用刃具の刃先の摩耗の進行は，初期摩耗が終了した段階で，実質的に停止する。切削用刃具の刃先の初期摩耗量は，刃具材質とワークの材質等の関係によって異なるが，数μ〜数十μの範囲で存在する。切削用刃具によって加工されたワークの寸法精度及び面粗度等の加工精度は，初期摩耗が終了した段階で安定するという性質がある。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
そこで，鉄系被削材から成るワークを切削するための切削用刃具による切削加工の前に，刃先を予め研磨して，切削用刃具の初期摩耗を早期に終了させ，刃先の摩耗を，摩耗量の増加量が殆どない安定した状態にする点で解決すべき課題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は，上記の課題を解決することであり，初めて使用を開始する切削用刃具については，予め刃先を機械的に意図的に摩耗させて，鉄系被削材から成るワークの加工によって摩耗した後の状態と同じ状態を早期に作り出すことにより，安定した摩耗領域で切削用刃具を使用可能にし，初期摩耗領域でワークを加工する場合に不良品として廃棄されることになるワークを生じさせず，当初より，安定した寸法精度及び面粗度にてワークを切削加工することができる鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法を提供することである。
【０００７】
この発明は，鉄系被削材から成るワークを切削するための切削用刃具の刃先を，研磨材にて，初期摩耗量が摩耗した状態と同じ状態にまで予め研磨することから成る鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法において，
前記切削用刃具の前記刃先の研磨による摩耗量が，研磨の前後において，前記切削用刃具によって前記ワークを切削したときの切削寸法の変化量に基づいて計測されることを特徴とする鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法に関する。
【０００８】
この鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法によれば，例えば，未使用の切削用刃具について，初期摩耗領域を早期に経過させて，初期摩耗量が摩耗した状態と同じ状態にまで研磨材にて予め研磨するので，初期摩耗が終了するまで鉄系被削材から成るワークを切削加工することによる不良品の発生が回避され，研磨済みの切削用刃具によってワークを当初から正式に切削加工することが可能になる。
【０００９】
前記研磨材は旋盤機内のチャックに取り付けられて前記旋盤機内の主軸によって回転される砥石であり，前記切削用刃具の前記刃先は，回転する前記砥石に当てることにより研磨される。この場合，前記砥石は，前記旋盤機内に配設される研磨専用チャックに取り付けられて前記旋盤機内に配設される研磨専用スピンドルによって回転することが可能である。切削用刃具の刃先は，旋盤機内のチャック又は研磨専用チャックに取り付けられて旋盤機内の主軸又は研磨専用スピンドルによって回転される砥石によって，初期摩耗量に相当する量だけ研磨される。
【００１０】
この鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法では，刃先が研磨される前の切削用刃具によって切削した加工ワークの寸法と，刃先が研磨された後の切削用刃具によって切削した加工ワークの寸法との寸法差によって，研磨による刃先の摩耗量が算出される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，図面の記載に基づいて，この発明による鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法の実施例を説明する。図１はこの発明による鉄系被削材切削用刃具の刃先研磨方法の一実施例を示す概念図である。
【００１２】
図１に示すように，旋盤機内の主軸である回転軸１０の先端に取り付けられたチャック１１の爪１２間に，切削用刃具１の刃先２を研磨する砥石３が同軸状に把持される。砥石３は，爪１２に挟まれる軸部４と，軸部４の先端側に一体的な粒度＃２０００番程度の研磨部５とから構成された軸付き砥石である。回転軸１０の回転によって，回転する研磨部５に切削用刃具１の刃先２が当てられて，刃先２が研磨される。切削用刃具１は，鉄系被削材から成るワークを切削するための刃具であり，刃先２の研磨を調節するため，研磨部５に対して回転軸１０の軸線方向と回転軸１０に直交する径方向とに位置変更及びスライド可能である。なお，回転軸１０及びチャック１１については旋盤機内のものとして説明したが，研磨専用のスピンドルとチャックに交換して用いてもよい。
【００１３】
切削用刃具１の刃先２を砥石３に対して操作することによって，刃先２は，数μ〜数十μの初期摩耗量に相当する摩耗量にて研磨される。研磨した摩耗量が，所定の初期摩耗量に相当する量であるのを確認するために，上記の旋盤のチャック１１から砥石３を外して，チャック１１に実ワークを装着して，研磨後の刃先２の実質研磨量を，研磨前の座標にて，実ワークを切削加工したときの切削寸法の変化量に基づいて計測する。初期摩耗量は，予め切削用刃具１と被削材であるワークにて目当てを行っておくことが必要である。なお，軸付きの砥石３の粒度番手は，＃２０００番よりも粗いと刃先切削面が粗くなり，ワークの加工面の粗度が却って悪くなることに注意する。
【００１４】
切削用刃具１の刃先２を初期摩耗量に相当する摩耗量の研磨の確認は，図２に示す確認フローチャートに従って，次のように行われる。即ち，先ず，座標系１にて，新しい切削用刃具１でワークを切削加工する（ステップ１）。ステップ１の切削加工により切削されたワークの切削寸法Ａを測定する（ステップ２）。切削寸法Ａは，例えば，ワークの切削加工された内径（又は外径）であり，加工点の座標をメモリに記憶する。次に，砥石３をチャック１１に取り付けて，回転する砥石３によって切削用刃具１を微小切込みすることにより，刃先２を研磨する（ステップ３）。このとき，回転する砥石３の外径に切削用刃具１の刃先２を当て，そのときのＸ軸（回転軸１０に交差する方向の軸）位置を０に設定し，Ｚ軸（回転軸１０の軸線１３方向）位置を研磨用軸付き砥石３の端面から離した位置とし，その状態から切削用刃具１を−Ｘ軸（追い込み研磨する方向）に所定量移動した状態で切削用刃具１を，図１でＥで示すように，Ｚ軸方向に一往復させることで，刃先２を砥石３で研磨する。
【００１５】
回転軸１０を停止した後，チャック１１から砥石３を外して，別のワークを再度チャック１１に取り付け，研磨された刃先２の切削用刃具１によって，座標系１にてワークを切削加工（ステップ４）し，切削加工されたワークを測定することで，切削寸法Ｂが決定される（ステップ５）。ステップ２で測定したワークの切削寸法Ａと，ステップ５で測定したワークの切削寸法Ｂとを比較し（ステップ６），比較した結果，所定の初期摩耗量に相当する摩耗量までの研磨不足量Ｃを算出し，研磨不足量Ｃに対応して刃先２の研磨を追込み加工する（ステップ７）。追込み加工の工程は，ステップ３の工程と同様である。再度，座標系１にて，ワークを取り付けて，再度研磨された刃先２の切削用刃具１によって切削加工して，切削寸法Ｄ（ステップ８）を測定し，刃先２に対して初期摩耗量に相当する寸法差（＝Ａ−Ｄ）の研磨が指示通りの所定の初期摩耗量に相当する研磨量で行われたことを確認する（ステップ９）。
【００１６】
上記の研磨量の確認は，ワークを実際に切削加工して，最終研磨とりしろを確認しているが，旋盤機内にタッチセンサを設けて，刃先２の研磨量を直接にチェックしても差し支えない。
【００１７】
図３には，研磨がされた（研磨有り）刃先２を有する切削用刃具１と，研磨がされていない（研磨無し）刃先２を有する切削用刃具１との摩耗曲線を比較したグラフである。図３の横軸は切削距離（ｍ）であり，縦軸は摩耗量（μ）である。図３から理解されるように，刃先２が研磨されていない切削用刃具１では，切削距離が増加するに従って摩耗が進行し，ある程度（切削距離にして５００ｍ）で，摩耗の進行が停止して，約６μｍ（初期摩耗量）の安定した摩耗量が維持されるのに対して，研磨有りの刃先２を有する切削用刃具１では，当初から，摩耗量自体が少なく，且つ実質的に一定しており，殆ど増加していない。
【００１８】
図４には，図３と同様に，研磨有りの刃先２を有する切削用刃具１と，研磨無しの刃先２を有する切削用刃具１とによる，ワークの切削加工による面粗度（Ｒａ）を比較したグラフである。図４に示すように，研磨有りの刃先２を有する切削用刃具１では，面粗度は，加工初期のワークから０．０４０Ｒａに低減した値である。一方，研磨無しの刃先２とを有する切削用刃具１は，当初，大きな面粗度を示した後，相当の加工ワーク数をこなした後（ワークの加工数として７５個あり，これらは，従来不良品として廃棄されている）にようやく，０．１００Ｒａの面粗度に落ち着いている。元々の刃先の形状及び粗さは，母材の成形，研磨の粗さ及びコーティング層のバラツキにより，初期状態では０．１Ｒａよりも悪いが，刃先が摩耗していくにつれて，バニッシュ効果と刃先のコーティング層の脱落とに伴って，０．１Ｒａ近傍にて安定する。
【００１９】
【発明の効果】
この発明による切削用刃具の刃先研磨方法は，以上のように構成されているので，初めて使用を開始する切削用刃具については，予め刃先を機械的に意図的に研磨されて，ワークの加工によって初期摩耗量を摩耗した後の状態と同じ状態が作り出される。切削用刃具は，初期摩耗量を経た後の安定した摩耗領域で使用可能となる。その結果，初期摩耗領域でワークを加工する場合に不良品として廃棄されることになるワークが発生しないので，無駄となるワークが生じない。更に，この研磨方法で得られた切削用刃具は，当初より，摩耗量が増加しない安定した寸法精度及び面粗度にてワークを切削加工することができ，±０．５μｍのワーク寸法公差に対しても殆ど補正が必要なく，且つ面粗度についても，加工機内且つ粒度の細かい研磨材による研磨及び実ワーク加工方向と同一方向での研磨となるため，理想的なバニッシュに近い刃先形状が得られ，加工開始時点から，０．０６Ｒａ以内に入る精度仕様で切削加工をすることができ，作業効率を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による切削用刃具の刃先研磨方法の一実施例を示す概略図である。
【図２】  この発明による切削用刃具の刃先研磨方法において，切削用刃具の刃先の研磨状態を確認する確認手順を示す確認フローチャートである。
【図３】  研磨有りの刃先を有する切削用刃具と，研磨無しの刃先を有する切削用刃具との摩耗曲線を比較したグラフである。
【図４】  研磨有りの刃先を有する切削用刃具と，研磨無しの刃先を有する切削用刃具とによる，ワークの切削加工による面粗度（Ｒａ）を比較したグラフである。
【符号の説明】
１    切削用刃具
２    刃先
３    砥石
４    軸部
５    研磨部
１０  回転軸
１１  チャック
【図１】
0004253424.tif 000002
【図２】
0004253424.tif 000003
【図３】
0004253424.tif 000004
【図４】
0004253424.tif 000005