切削方法について・・・・・

質問

はじめまして
実験を行うために、工具および被削材を2ｍｍ×2ｍｍ×80ｍｍ（横、縦、長さ）の細い棒にしたいと考えているのですが、どの方法が一番最適かわからず困っています。
工具は超硬にTiAlNのコーティングを施したもので、被削材がインコネル718とTi-6Al-4Vです。
宜しくお願いします。

回答No.2

一円（@ichien2）

こんにちは。補足で大分判ってきました。とにかく３種類金属材料のテスト・ピースを作成したい、ということですね。

　昨日私は回答しませんでしたから多少時間があったかと思います。先に私が言及した短冊形チップは調べてみましたか？　大手ネット工具店でも一時これを扱っていたようです。おそらく売れ行きが非常に悪いので、現在はすべて取り扱い中止になっています。製造中止ということではないでしょう。
http://www.monotaro.com/p/0479/5305/
２×２というのは多分無いだろうと思いますが、念のためにカタログを全部確認する方が良いでしょう。
　とにかくこれなら加工するのは１面のみで済みます。長さが足りない分はロー付けするのでしょうが、これなら１回だけで完了します。フライス用のチップから切り出していたら大変な手間がかかります。超硬の材種の指定もあるのかもしれませんが、少なくともK種の代表的なものはあるはずです（多分K20かK30）。
　当初のようにフライス用のチップから切り出すのだとすると、コーティングの無い面も当然出来てしまいます。このことからコーティング自体に関しては重要ではないという印象を受けます。そうではなくやはり必要なのだということであるなら、元々考えた方法でいくつもロー付けをするか、あるいはこの短冊にコーティングをするか、どちらでもやり易い方法を選んでください。
　いずれにしても寸法を出すための加工には研削盤が必要になるでしょう。もちろん切断が「ダイアモンドワイヤーか、放電加工」で必要な寸法精度が出せれば、それで構いません。　

　次、インコネル718とTi-6Al-4V。加工には縦フライス盤とマシンバイス、刃具はφ20程度のスローアウェイ・カッターで十分でしょう（無駄に大きな径のカッターを使わないこと）。
　これだと回転は1400くらいでしょうか。具合が悪ければ材種にあわせて回転を変えてください。チップの傷み方によってはチップそのものの材種を変えるほうが良いでしょう。前に言いましたが、この材種だとチタンコーティングのチップを使わないこと。

　問題なのは素材の形状です。先に例として挙げた２tの板で、厚み方向の仕上がりが問題ないとします。それなら、適当に切断した素材をバイスで固定して幅だけ削って決めれば良いだけです。これは非常に楽ですね。
　そうではなく丸棒や、ざっと四角く切った程度の板材だと、この寸法の加工は小さいためにかなり面倒です。直角度をあまり問題としないのなら、
・１面を仕上げる。これが基準面になります。
・基準面をバイスの固定側（＝基準側）の口金に当てて、もう１面を仕上げる。
・今削った面を下側にして、反対側の面を削って寸法を決める。
・最後に基準面の裏面を同様に削る。
当然この品物を受けるための、バイスの台上に載せるための補助の板が必要になります。通常のマシンバイス（口金幅150）だと、深さが45＋ですから、43.5程度の台が無いと具合が悪いです。この辺の道具が無ければ、それを作るところから始める必要があります。
　もっときちんと直角を出すための方法もありますが、こんなに細いものになると、通常の道具（カミソリと呼びます）はほとんど使えません。それに日ごろ使いこなしていないと、なかなかうまく行きませんから、これ以上の説明はしないでおきます。

> 技術センターにて貸してもらえる
質問の内容からも、大学での実験用ではないかと思っています。とするとこの技術センターというのはやはり学校の付属施設ではないでしょうか。それならば技術指導員もいるでしょうから、加工における判らない点はそちらに訊ねてみる方が早いと感じます。
　例えば、材料をバイスの台上で固定する場合は、プラスチック・ハンマーで全体を軽く叩いて、なるべく密着するようにすること。もしどこかが浮き上がってたりすれば当然寸法は出ません。今回は品物自体が小さいので問題は起きないかもしれませんが、片方が浮いているのをそのまま削ってテーパーになってしまうと、次の面を加工するのが困難になる場合もあります。
　実は物が小さ過ぎるので、
１．これを受ける台の形状を工夫する。
２．バイスの移動口金の先にもう一つ何かを噛ませてそれで締めるようにしないと、口金も削ってしまうことになる可能性が高い。
といった点も考えないといけません。
　一見角材を削りだすだけの非常に単純な仕事です。こちらはそれを仕事にしているわけですから、注文が有ればやってやらない（やれない）ことはありません。それでもあまり嬉しくない仕事なのは事実です。
　ですからほとんど機械加工をやったことが無い人だと、道具の準備段階も含めて、相当な時間が掛かるだろうと思います。

　これ以上は書いて説明してもどうにもならないと思います。どうにもならない場合には外注するしかないかもしれません。こちらは個人営業で、もう長い間ろくに仕事をしていない始末です。うまい具合に私のところのような工場が見つかれば、安目で引き受けてもらえるかもしれませんが。ここではそれはご法度だし。ここは会員間で連絡しちゃいけないことになっているんですよ。でも…？

回答No.1

一円（@ichien2）

こんにちは。フライス盤での加工をやっています。平面研削盤も使ったことがあります。

　先ずこれの素材はどうなっていますか？　
　工具として挙げられている超硬ですが、短冊形のチップで長さが80もあるものは既製品として販売されていましたっけ？　私のところでは10年以上前に一度買っただけで、これに付いて詳しいことは知りません。スローアウェイ・チップとも異なるので、通常のカタログには載っていません。
　その時に買ったのは5ミリ角で、長さは30か40でした。長さにはいくつかの種類があるようですが、80もの長さがあってもそのまま刃物として使うことは通常では無いでしょう。おそらくこんなに長いのは無いのではないかと思います。
　どうも文章をよくよく考えてみると、「インコネルを加工するのに使用する刃物の素材がチタン・コーティングの超硬材」、の意味ではないかという気もしますが、真相はどちらですか？
　もし使用する刃物の素材がチタン・コーティングの超硬材だということなら、注意があります。チタンはこの合金の主要な組成の「？？」（私も一度読んだことがあるだけなので、忘れました）と親和性があるため、切削がうまく行かない、とのことです。その本には、エンドミルならば粉末ハイス素材の物を使え、とありました。超硬なら超硬のみとか、コーティングならばチタンによるものでないものを選択する方が良いようです。
　こちらも棒状に加工するということなら、研削加工以外では歯が立ちません。平面研削盤を利用出来る環境にありますか？　1個だけなら横フライス盤の主軸に砥石を付けてやってしまうことも出来なくはありません。研削屑がなるべく機械の摺動部に入らないようにガードをしても、やはり入ってしまうので、そんなことはしない方がいいですが。
　どうしてもコーティングが必要であるのなら、加工完了後に更にコーティングをします。しかし、型用の板の超硬素材もありますが、これには初めからコーティングなどされていませんから、やはりこれは文章に曖昧さがあって、おかしなことになっていると私は判断します（とすると結局私は無駄なことを相当に長く書き連ねてきたことになります）。

　次にインコネルですが、手元のカタログでは600ならば、2tまたは3tの切り板か、丸棒の在庫あり。ほかの材種は出ていませんから判りませんが、いずれにしても希望の仕上がり寸法に近い素材を買って、加工する以外にありません。
　材種の品番が異なっても、切削加工は大体同じ要領で出来るでしょう。こちらは縦型フライス盤があれば問題ありません。ただし２ミリ角では細過ぎて直角を出すための道具が使えません。バイスのみでの固定ではあまり正確ではないと思う方が良いかもしれません。しかし良い道具を使っていれば、カミソリで押さなくとも、30分も狂うことは無いはずです。

　質問の条件をこちらで吟味していると、こんな調子で回答が長くなる一方です。ほかに回答してくれる篤志の方が現れないとも限りませんので、ここまでにします。
　この質問のように加工方法が判らないので質問するのは良いとしても、
・自分の技量や知識はどの程度あるのか、
・既に言ったように素材はどのようなものを用意できるのか、
・どんな工具や機械を使用できるのか
このような重要な条件は判る範囲で提示してくれないと、結局損をするのは自身です。
　場合によって、また来ることにします。

補足

回答ありがとうございます、説明不足な内容ですいませんでした。

まず工具の詳細ですが、超硬Ｋ種を母材にTiAlN被膜（膜厚さ３μｍ）を施したスローアウェイ・チップ（形は12ｍｍ×12ｍｍ×5ｍｍの正方形）です。
工具ー被削材熱電対により切削温度を計測を行うために、工具と被削材の熱起電力較正曲線を調べるために、工具および被削材を2ｍｍ×2ｍｍ×80ｍｍの形状にします。現在の工具では、長さが足りないためつなぎ合わして上記の形状にするつもりです。今考えているのがダイアモンドワイヤーか、放電加工で切り出そうと思っていま。

素材は何か？という質問は上記の回答で間違ってないでしょうか？
工具や機械は近くの技術センターにて貸してもらえるものであれば、ほとんどのものが用意できると思います。
私はまだこの分野を学習を始めたばかりなので、間違いが多い文章になっているかもしれませんが、宜しくお願いします。