立削り
立削りは、上下に往復運動するバイト工具で被削面を一筆書きのように切削する加工である。立て削り盤（スロッタ）を用い、内径キー溝や角穴、スプラインハブの歯底など、フライスやブローチでは段取りが重い少量多品種の形状に適する。切削行程と空転行程を繰り返すため生産性は高くないが、工具が安価で段取り自由度が高く、狭所・内面の直線溝を高い直進性で仕上げられるのが特徴である。平面や段差の整形には平削りや形削り、溝の量産にはフライス削りと使い分けるのが一般的である。
定義と位置づけ
立削りは、工具が鉛直方向へ往復し、テーブル側の送り（直線または回転）で切削軌跡を生成する加工である。水平方向にラムが往復する形削り、ワーク側が往復する平削りと運動主役が異なる。スロッタは内径側のキー溝や角穴の創成に強みがあり、ブローチほどの専用性を要さず、治具の自由度で単品から中ロットまで対応できる。
機構と運動
クランクスライダ機構や油圧駆動でラムが上下動し、切削行程は低速、高速復帰を行うクイックリターンを備える。送りはテーブルの直交送り（X・Y）または回転テーブルの割出しで与える。ストローク長は工具突出し・逃げ量を含めて設定し、ストローク数は被削材と工具材種に合わせて決定する。加工速度は往復運動ゆえ平均化して評価し、切削長×ストローク数の実効から工具負荷を見積もるのが実務的である。
使用工具と工作機械
工具はHSSや超硬のキー溝バイト・成形バイトを用いる。鋼には中正〜わずかにポジ、鋳鉄には小負のすくい角と大きめの逃げ角が定石である。機械は機械式と油圧式があり、最大ストローク・ストローク数・テーブル可動範囲・回転テーブル有無で選定する。スロットガイドやキー溝用の段取り治具を併用し、剛性確保のために工具突出しを最短化する。
工程設計と治具
工程は「基準出し→荒削り→仕上げ→面取り・バリ取り」の順が基本である。心出しはダイヤルゲージで軸芯を合わせ、バイス・チャック・角度プレートで把持する。仕上しろは片側数十µm〜数百µm程度を残し、仕上げ刃で条痕を整える。必要に応じて穴系はリーマ仕上げ、溝縁はやすり仕上げやラップ仕上げで整えると、形状精度と面品位を両立できる。
加工条件の指針
- 切削速度：HSSで鋼は低速域、超硬でやや高めとし、復帰側の衝撃を避けるため実効速度を控えめに設定する。
- 送り：1ストローク当たりの送りをキー幅や仕上しろに応じて設定し、荒削りで大きく、仕上げで小さくする。
- 刃先形状：わずかなノーズRで条痕を安定させ、逃げ角は摩耗とビビりの折衷値に置く。
- 切削液：鋼の仕上げは極圧性の高い油系、鋳鉄は乾式やミストで擦過摩耗を抑える。
精度・粗さ・検査
立削りは直進性が高く、キー溝幅の寸法公差や側面平行度、底面平面度の管理が容易である。粗さは工具の鼻先Rと送りで支配され、Ra数µm級を狙える。検査はプラグゲージ・ピンゲージの当たり、スパン測定、角度ゲージでの直角度確認が実務的である。熱変位は往復による断続接触で平均化されやすいが、ストローク端の停止熱やチッピングには注意する。
応用例と設計上の考慮
プーリやギヤハブの内径キー溝、角柱レンチ用の角穴、ポケットの底角逃げ取りなどに適用される。前工程として穴あけきりもみや中ぐりで下穴・芯出しを行い、仕上げは必要に応じてフライス削りへ引き継ぐ。量産なら専用ブローチ、複雑形状なら放電やワイヤ併用を選ぶ設計判断が重要である。
安全・保全
往復領域への接近禁止、ストローク端の干渉クリアランス確保、ワーク飛散対策が基本である。工具折損は突出し過多・過大送り・逃げ角不足が主因であり、音・振動・切りくず色で兆候を監視する。保全は摺動面の給脂、ガタ取り、ラム案内の平行度点検を定期化し、精度の再現性を維持する。
工具材種と被削材の組合せ
HSSは汎用性が高く小型溝に適し、超硬は耐摩耗性に優れて長寿命である。鋳鉄や焼入れ層にはCBNやセラミックの適用余地もあるが、断続衝撃に注意して刃先強度を優先する選定が望ましい。被削材の硫黄・鉛含有による被削性差も条件見直しの勘所である。
切削液の使い分け
- 油性（極圧）：鋼の仕上げや難削材で摩擦低減と面品位の両立を図る。
- 水溶性：発熱の大きい荒削りや連続ストロークで冷却を重視する。
- 乾式：鋳鉄や脆性材で切りくず排出とミスト抑制を両立する。
トラブルシューティング
- ビビり：突出し短縮、逃げ角見直し、ストローク数と送りの再配分、把持剛性の強化。
- 段差・テーパ：テーブル直角度の再調整、ラム案内の摩耗点検、仕上げ刃の刃先修正。
- 幅超過：送り過大の是正、刃先摩耗の監視、仕上げ代の再設定。
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