スロッティングカッター
スロッティングカッターは、金属材料に直線状の溝やキー溝、切り欠きを高精度に形成するためのフライス工具である。代表的には側面と端面に刃を持つサイド&フェース形、片持ちシャンクでキー溝を加工するキーシート形、薄刃で分断・細溝加工に用いるスリッティングソー形がある。マシニングセンタやフライス盤で用い、刃径と刃幅を適切に選ぶことで高い面粗さと溝幅公差を両立できる。類縁工具であるエンドミルや、特定形状溝に特化したTスロットカッターと役割を分担する。
用途と特長
スロッティングカッターの主用途は、キー溝、Oリング溝、分割溝、段付き溝などの直線溝加工である。周方向に多数の切れ刃を有するため1刃当たりの切削負荷を下げやすく、薄肉ワークでも熱影響と変形を抑えられる。刃幅が規格化されている製品を選ぶと、仕上げ代を小さくして省工程化が可能である。被削材は炭素鋼、合金鋼、ステンレス、アルミ合金など広範で、量産から治具製作まで適用領域が広い。
構造と種類
スロッティングカッターの基本構造は、外径D、刃幅W、取り付け穴径dまたはシャンク径、刃数Z、側面クリアランス、すくい角・逃げ角で記述される。代表的タイプは次のとおりである。
- サイド&フェース形：両側面と端面に切刃。幅広溝や高能率加工に適する。
- キーシート形：片持ちシャンク。狭所や段差部のキー溝加工に有効。
- スリッティングソー形：薄刃・高刃数。分断、細溝、スリット加工向け。
寸法記号と取り付け
スロッティングカッターの選定ではD・W・d（またはシャンク径）とZをまず確定する。アーバ取付けの場合は座金の当たり面と側面刃の干渉を避け、端面振れを最小化する。シャンク形ではホルダ剛性と突出し量が重要で、ガタや偏心は溝幅の不均一やバリ増大に直結する。切削点近傍のチップポケット形状は切りくずの排出性に影響し、薄刃では特に詰まり防止が要点となる。
材料とコーティング
スロッティングカッターの素材はHSS（高速度鋼）と超硬が主流である。HSSは靭性に優れ、低～中速域や断続切削、薄刃用途に適する。超硬は硬度と耐摩耗性に優れ、高速かつ長寿命化が期待できる。コーティングはTiNやTiAlN、AlCrNなどが一般的で、酸化摩耗・凝着摩耗を抑制する。難削材や乾式寄りの条件では耐酸化性に優れた皮膜を選ぶとよい。超硬グレードや皮膜の選択は被削材と切削速度の整合が鍵で、条件が厳しい場合は超硬ドリル同様の考え方が応用できる。
切削条件の考え方
スロッティングカッターの主軸回転数nは周速vcと外径Dから n=1000·vc/(π·D) で求め、送り速度vfは vf=Z·n·fz（fzは1刃当たり送り）で決める。薄刃ほど側面曲げが増すため、過大なfzは避ける。幅広溝では多刃を活かしつつ、切りくず厚さが安定するよう一定の被削断面積を保つとびびりを抑制できる。湿式は溶着と温度上昇を抑え、乾式は熱クラックの回避に注意する。初回は控えめ条件から立ち上げ、音と仕上げ面で最適点を探るのが実務的である。
切りくず排出と冷却
スロッティングカッターは溝の形状上、切りくずが閉塞しやすい。特にスリッティングソー形では切りくずの絡みつきが欠損の原因となるため、圧送クーラントやエアブロー、ミストを使い分ける。切削液は粘着性の低いタイプを選び、側面クリアランス側へ確実に当てる。必要に応じて逃げ穴を先行加工する手順を採ることもあり、位置決めの下準備にセンタードリルを用いる現場もある。
加工品質とトラブル対策
スロッティングカッターでの代表的トラブルは、側面摩耗による溝幅オーバー、熱によるバリ・変色、びびりマーク、刃欠けである。対策としては、突出し短縮、ホルダ剛性向上、工具径の最適化、fz微減による安定化、クーラント改善が有効である。バリ抑制には切り抜け側での支持、クライム切削の活用、最終パスの浅切込みが効く。開口部からの侵入が難しい場合は、用途に応じてホールソーで開口し、後工程で溝を仕上げる方法もある。
選定手順（実務フロー）
- 溝幅Wと深さ、必要公差、面粗さを明確化する。
- ワーク材質・硬さと装置剛性から素材（HSS/超硬）とコーティングを選ぶ。
- 取付方式（アーバ/シャンク）と突出し量を最小化する治具を設計する。
- 外径Dは必要な切削厚さと工具剛性のバランスで決め、刃数Zとfzから送り能力を見積もる。
- 切りくず排出と冷却方式を決め、流量とノズル位置を事前検討する。
- 試し切りで仕上げ面と溝幅を測定し、n・vf・ap・aeを微調整する。
関連する形状加工工具
エッジの面取りや仕上げには面取りカッター、球面溝や3D曲面の仕上げにはボールエンドミルが有効である。これらを工程内で組み合わせると、スロッティングカッターで得た溝の機能性を高められる。材質や硬さによってはコバルトドリルで下穴や逃げを整え、最終加工を安定させる選択もある。
安全と保守
スロッティングカッターは薄刃・大径の組合せで遠心力と曲げが大きくなる。装着前に刃先欠けと振れを点検し、締結力と座面の清浄度を確保する。ガードを設け、切りくず巻き込みを避けるため停機後の除去を徹底する。刃先の磨耗は仕上げ面の曇りや切削抵抗の上昇として現れるため、定期的に再研磨または交換を行う。用途に応じ、超硬ドリルやエンドミルとの工具在庫最適化も運用面で重要である。