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アッパーカットとダウンカットの違いと理由について
- アッパーカットとダウンカットについて、切削加工理論講座で話があがりました。多くの参加企業がダウンカットを採用しているようですが、それはコスト面での利点があるためです。
- アッパーカットとは、切削工具が材料を上から削る方式のことであり、見た目的にもきれいな仕上がりになります。一方、ダウンカットは切削工具が材料を下から削る方式で、コスト面でのメリットがあります。
- ダウンカットを採用することで、切削工具の交換頻度を減らすことができます。また、切削時の振動や切削力も抑えることができ、より効率的な加工が可能です。そのため、多くの企業がダウンカットを選択しているのです。
- マシニングセンター
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回答3の続き（風邪でダウン中だったので） まあ、２ｃｈでも喧嘩売られていたけど買う気はないが 論理的なコト書いてないので あくまでも感覚 論が進んでるので論理的に エンドミルの剛性機械の合成は考えず ふにゃふにゃのものと考えてください ベクトル図１ http://mcnc.hp.infoseek.co.jp/cgi-bin/img-box/img20080925203808.jpg 矢印はエンドミルが受ける力です 黒矢印は切り込み時の切削抵抗ですその力は回転しながら赤の方向に変わって行きます ダウンカット時は どの向きに関してもワーク外側、前方方向に力がかかります（橙色の矢印） 横方向には食い込まない まあ回答5のように >>ガタのある分余計に進んで「ガクガク」と大変な事になるようです。 と言う現象が起こるわけです アップカット時も同様に黒から赤の方向に力は変わりながら削り エンドミルは食い込み側に力がかかります（橙色の矢印） 切り込み量と食い込み http://mcnc.hp.infoseek.co.jp/cgi-bin/img-box/img20080925204025.jpg ダウンカットは切り込み量が多くても少なくても 外側ですがアップカットでは切り込み量が少なくなると力の向きが変わります 黒矢印は食い込み力です切り込み量が減れば食い込み力が小さくなります 橙色の矢印は刃の入り際の切削抵抗です（Ｙ成分） もちろんこれも切り込み量が少なくなれば少なくなります この黒矢印と橙矢印の力の向きがつりあった時、刃は逃げも食い込みもない状況です 20年前のデータの記憶では 2枚刃φ６ 切り込み量0.02 Ｚ切り込み 刃長全部 のとき つりあいました それ以下だと逃げて削れないと言う状況も発生しました まあ、刃元と刃先とでもかかる力が違うので、その辺も想像してください 回答５の締めのようにケースバイケースだと思いますよ ちなみに穴としての加工法 Ｚ切り込み量を０．１～０．２程度にする 最後のマシニング使いで仕事した時に教えてもらった方法 切り込み量を少なくすることで切削速度が早くできる 次ぎのサイクルで自動で0カットできる しかも切込みが多くなればなるほど0カットはが多くなる 欠点は刃がすぐに悪くなるが刃先の研削だけでよい （前面研削すると径が変わるし、2回ぐらいまでしか再研できない 、底刃だけなので何度でも研削できる） 巷ではやりの高速マシニングセンタでは効果があります そしてこの方法を利用すると http://www.sodickcpc.co.jp/product/machining/index.html#sample 薄リブ銅電極 こんな加工もできます
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私は現在ダウンカットですね。 初めて勤めた会社がダウンでしたので初めはダウンでした。 でも、今の会社の年配者は皆アップでした。 右に倣えで皆に合わせるようにアップでしたが自分なりに色々調べて現在はダウンです。 マシニングやNCフライスが前線の今ならダウンが主流なのでは無いでしょうか？ 工具には優しいといわれていますし、カタログの推奨もダウンです。 たしかにアップカットの方が綺麗とは思いますが、超硬工具が主流で切削速度が早くなっている今では面租度の違いは少ないと言えるのでは無いでしょうか。 ハイスは確実にアップカットのが綺麗ですね。しかし確実によくへたります。 年配者がアップカットなのは汎用経験が原因かと思います。 アップカットはバックラッシュの補正の出来ない機械（主に汎用機）ではタブーとされています。 最初の会社で教わりました。 自分はすでにダメと言われている為に実経験無いですけど構造上理解出来ます。 送りネジにガタがあるので当然テーブル進行方向側に隙間があります。 その状態でダウンカットをすると主軸回転の力でテーブルを動かそうとする為、ガタのある分余計に進んで「ガクガク」と大変な事になるようです。 ガタの分だけ想定外に切り込む結果となるんですね。 必然的にテーブルの進む方向に逆らうように切り込むアップカットが有効なわけですね。 想像するとぞっとしますね。 若い頃はこの先輩の言う「もっていかれる」と言う意味が判りませんでしたが、今は十分想像出来ますし体験したくないです。 絶対刃物いかれますよね。 一般的にもバックラッシュ除去機構の無い機械ではアップカットを使うとされています。 ただ、見た事は無いですが汎用機械でバックラッシュを無くせる物も存在しているのかな…と思っています。 それならダウンカット出来ますかね。 MC担当の私的には基本的にアップカット（先に書いた理由からNCフライスやMCであれば）で、工具によってあるいは要求される精度によってダウンカットでは満足できない特別な理由をアップカットによって解決出来るならアップカットです。 サイドカッターやTスロットカッターまたは直刃のエンドミル等のそもそも切れ味悪そうな刃物なんかはアップカットの方が良い代表では無いでしょうかね？ 加工内容によってはあきらかにダウンカットの方が寿命が長いと言える物もあるので寿命的にはダウンカットでしょう。 アップカットだと荒取りとかで食い込みやすいですから、ダウンカットならとりあえず何も考えずに仕上げまで持っていけます。 そこからは臨機応変です。 ダウンカットで仕上げてアップカットでゼロカットってのは良くやります。 特にロングエンド等はアップカットではビビリやすく静かなダウンカットで攻めます。 しかしダウンカットは逃げが多いので最後にアップカットでさらえます。 取りしろが少なければビビリにくいですからね。 このように、最終的にはケースバイケースなんだと思います。 「何でもダウンカット」「何でもアップカット」では無いと思います。 刃物の特性や加工内容を全て考慮した上で加工者が最適な方法を選ぶのだと思います。 どちらにもメリットデメリットあります。 ただMCのようにプログラムを作る事を考えると、あまり頻繁にあれこれ変えると間違いの元ですから、とりあえずダウンカットが良いのではと思います。
超硬の刃先は脆いので、欠損を防ぐために刃先に あえてホーニングを施す事が少なくないですし、 スローアウェイの型抜きチップなんかは製法上、 刃先をあまりシャープにはできません. こうした切れの悪い工具を使おうとすると、 どうしてもダウンカットを選択せざるを得ない、 という事情があります. 切削工具は刃先が被削材に食い付かなければ、 被削材を押し潰すだけになってしまいますが、 アップカットはそもそも食い付き幅がゼロになるので、 ホーニング量が大きいと食い付きに難があります. 被削材を押し潰しながら削る事になり、 激しく擦られる事で、刃先への負担が極端に増えます. よく研がれたカミソリなら紙の端を削ぐ事ができますけれど、 ペーパーナイフで同じ事をしようとしても 紙が逃げるだけですよね? ホーニングが施された刃先というのはペーパーナイフ ゼロから食い付かせる事になるアップカットでモノを削るには 刃の切れの良さというのが必要になる訳です. ダウンカットでは最初に一刃当たりの送り相当量が一気に引っ掛かります. ペーパーナイフでもそれなりの使い方をすれば紙が切れるのと同じで、 切れが悪くても引っ掛かりさえすれば被削材を引き剥がせる訳です. あと、ダウンカットは、刃具の抜け側のバリが発生し難い、 という利点があります. アップカットでは送り方向に押し出す様に切削しますので、 被削材から抜けた時にバリが出易いのですが、 ダウンカットでは送り方向の手前側に引き付ける様に切削しますから、 食い付き時の塑性変形によりカエリは出るとしても、 押し出された時の様な大きなバリは出ません. エンドミルで溝を入れるとよく解るのですが、 切れが悪くなるとアップカット側の壁面抜け際にだけ 扉が開いたかの様な旗状のバリが出る事があります. アップカットはともするとブルドーザーになってしまうんですね.
回答1では寿命のコト言っていますが 参考HP http://www.nttd-es.co.jp/e-trainer/nc/nc_upcut.htm いいのがなかったですが 力のかかり方を考えると DOWNカットは 必ず ワークより逃げる方向で力がかかります 刃はたたきつける方向ですので、エンドミルは逃げる方向ですね UPカットは 刃の剛性にもよりますが ワークに食い込む形で力がかかります （取りしろが大きくなればなるほどその力は大きくなるが）あるところから、逃げる方向に変わる そのため、DOWNカットオンリーでは 垂直の面は削ることができません 長いエンドミルで削っていて、上の方と下の寸法が違うのは、このためです DOWNカットで1/100台にしてUPカットを一発駆けると、ほぼ垂直の面が得られます >>確認のため、ＤＯＷＮカットの理由 進行方向に対しての力 DOWNカットでは刃の回転方向とワークの進行方向が同じなので、手フライスで加工するときハンドルが軽いです UPカットでは、逆になるため、重いです これは、体験するとわかりますが そのため、通常、DOWNカットで加工されます 手フライスでは、疲れないため ← 根拠はない、ただ、疲れないため 手フライスで側面を仕上げるとき はじめは、DOWNで加工して、本体なら逃して、またDOWNカットしますが 横にずらすと、NCと違って、元の位置には戻らない＆メンドクサイ理由から、同じ位置で、戻します（意図しない０カットのUPカットが発生している） NCが普及し始めた頃、UPカットは食い込むし、手ではDOWNカットだから、DOWNカットONLYにしてしまった（意図していないUPカットは忘れ去られている） で、DOUNカットが主流になったと、推測されます DOWNカットで加工して 1/100ぐらいまで公差を追い込んで、 ０カットしたが公差は要らずに、工具径補正かけたら、 いきなり食い込んだ と言う失敗有りませんか？ それはこのためです 工具径をきちんと測定して、UPカットも併用すると、 目を瞑っていても±0.02には入ります 補足２ 相対速度 エンドミルがワークに対して90度の時 切っ先の相対速度は ダウンカット時は ワークの速度 － エンドミルの切っ先の周速 となり アップカット時は ワークの速度 ＋ エンドミルの切っ先の周速 となってしまうため 速度差が出てきてしまいます このため アップカット時ではダウンカットよりも遅いワーク速度にする必要が本当は有ります チップ交換式の話が出てきてますのでついでに補足 チップ交換式のものは、チップをネジ止めしていると思いますが アップで削るとネジに直接 引っ張り力がかかるため、チップをとめているネジが飛びます 特殊な構造（見た子と有りませんが）以外は、構造上できないはずです ２０年ぐらい前、MCを入れた時、調査しました…稚拙なデータも有りましたが、２０年も前なのでロストしてます ただ、頭硬い現場主義の人たちと対立して負けましたが… きっと、彼らは、努力、根性、血と汗を流しながらがんばって、もう２０年前ですから、引退なさったんでしょうねぇ と 恨み節 本当は絵を書きベクトル線図を描くと、非常にわかりやすいのですが 文面でごめんなさい
沢山の理由、条件があります。 汎用ORNC：古い汎用では送りねじのがたの為食い込み勝手になりやすいアップカットは嫌う。 ：NCでは同じ奇跡を繰り返し加工出来るので逃げ勝手のダウンカットを切り返すことで追い込み加工をする。 すでに回答せれてる工具磨耗の問題も当然ですが。仕上げ面の綺麗さとかも。でもこれら固定観念に囚われることなく色々試してください。 思いがけない場面でアップカットが有効な事も。 同様に切削条件（回転、送り速度）も非常識が有効なこともあります。 ”見栄え的にはＵＰカットと思われるんですが・” 噛み込みによる荒れでしょうか？ スプラッシュガードの付くMCでは多量の切削液を掛けますから汎用とは条件が違いますね。 開放側面と溝では違います。
アップカットは食いつきゼロから徐々に食いついていくことから擦り加工になります、従ってはぐ摩耗が大きいです。 剛性の弱い設備ではアップカットで仕上げた方が面粗さが得られます。 ダウンカットは最初から食いつきしろが有り、徐々に食いつき画無くなっていきます、擦りが少ないために摩耗が少なくなります。 剛性の充分にある設備ではダウンカットで充分な面粗さが得られますので最近ではほとんどがダウンカットでしょう。 エンドミルは高価ですから寿命を延ばしたいですね。
お礼
遅れましたが、大変参考になりました ありがとうございました