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笔者通过对利用小直径刀具进行高速切削时刀具的负荷特性进行调查，研究了高速切削的效果和有用性。此次在3轴线性马达驱动、主轴转速为4万转每分钟的MC上，用夹具安装了“超高速小型空气轴承涡轮机轴ABSF-1600”(NAKANISHI制造)，在进行平面加工的同时对转速的变动进行了检测，测定了加工中的切削阻力。而且还对被切削材料的加工面性状和刀具刀头的磨损状态等进行了评测。

切削阻力通过分别在10万转每分钟和14万转每分钟的主轴转速下进行平面加工(切入深度和切削长度相同)时加工负荷所导致的、偏离基准设定转速的偏差进行测定。在14万转每分钟转速下加工时，作用于刀具刀头的切削负荷比10万转每分钟转速下减少9.6%。明显存在高速旋转使负荷降低的倾向。

在加工面性状方面，通过分别安装MC标准机轴(4万转每分钟)和ABSF-1600(14万转每分钟)，利用涂层超硬球头立铣刀进行平面加工(切入深度和切削长度相同)，测定了加工面的精度(如下图)。结果两者获得了大体相同的加工面粗糙度，不过在14万转每分钟转速下，切削进给方向上呈现出清晰条理的切削刀痕，切削刀具的退刀面磨损要少一些。而且14万转每分钟转速下的所需加工时间大体为4万转每分钟时的1/3。

(a) 切削面出现规则的切削刀刃痕迹。
(b) 面粗度在切削进给方向上为Ra0.215µm、Ry1.191µm。
在14万转每分钟的主轴转速下对平面进行切削的实验结果

从上述结果可以看出，有望获得通过高速旋转来降低切削阻力，使用小型机轴时也可获得良好加工面粗糙度，以及小直径刀具的刀头不会发生极端磨损，以及大幅缩短加工时间等效果。

使用小直径刀具时所需要的要素技术

事实上，可用于超微细精密加工的市售立铣刀一般直径为10µ～20µm。因此，刀具旋转时的振动、热变形及磨损等最多不能超过数µm。因此需要确立以下要素技术。

导入可形成超微细精密切削面的MC等加工机床并确立其使用技术。
导入切削面计测装置并确立计测技术、数据处理及评测能力等对加工结果进行评测的手段。
以高速切削为前提进行重视刀具寿命特性的切削刀具开发并优化切削条件及刀具轨跡。
确立可防止高速旋转时刀具的振动精度及夹持刚性等下降的夹持方式。
能够对刀具的切削刀刃部分进行非接触式测定，并以1µm以内的精度进行评测的机内计测系统。
可对微小直径刀具的寿命及磨损情况等进行管理的刀具管理系统。
处理微细形状时精度及效率也不会下降的CAM系统、控制系统和数据库。

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在高速主轴上测定加工负荷

使用小直径刀具时所需要的要素技术

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