Tスロットカッター｜Tスロット溝を高精度に成形

Tスロットカッター

Tスロットカッターは、工作機械テーブルや治具板に設けるT字溝（Tスロット）を加工する専用の側面フライスである。先行して直溝を開け、その下側を横に掘り広げて逆段差形状を形成する。TボルトやTナットが溝内を摺動し、上面では抜け落ちない形にするのが目的で、金型用プレート、治具ベース、定盤類などで多用される。首部が細く、ヘッドに刃を持つ構造ゆえ曲げ剛性が低い。よって切込みは控えめにし、びびりと折損の抑制が要点となる。

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用途と特徴

Tスロットカッターは、既存の直溝（パイロット溝）から横送りで下側を切り広げる。工作物上面から直接貫入させるのではなく、下部切削のための逃げ空間を確保して使用するのが基本である。加工の主目的は締結要素の摺動路確保であり、位置決め治具の柔軟性を高める。溝側壁の直角度、上下の幅差、R取りや面粗さが機能に直結する点が特徴である。

構造と種類

  • ヘッド（外径D・刃幅b）：溝下部を横に切り広げる主刃を有する。
  • 首（ネック径d・首長l1）：逃げ用の細径部。曲げに弱いので突出し最短が原則。
  • シャンク（径Ds）：把持部。一般に円筒シャンクで、コレットやチャックに把持する。
  • ソリッド超硬／HSS／ロウ付け超硬／インサート式：能率とコスト、再研磨性で使い分ける。

ソリッド超硬は高硬度材でも高速・高寿命だが高価で、HSSは靭性が高く欠損に強い。ロウ付け超硬やインサート式は再研磨・刃先交換の自由度がある。歯形は等間ピッチが一般的だが、びびり抑制に不等ピッチが用いられることもある。

材質とコーティング

材質はHSS、HSS-Co、超硬合金が主流である。被削材が炭素鋼・合金鋼ならTiAlNやAlCrN、プリハードン材や焼入れ肌なら耐熱性に優れる多層膜、アルミニウムなら凝着低減にDLC系、銅・真鍮には無被膜または低摩擦膜が適する。切削油剤はミストやエアブロー主体だが、粘着が強い材料では供給量を抑えた低粘度油で発熱と溶着を抑える。

寸法と記号

選定時は、ヘッド外径D、刃幅b、首径d、首長l1、シャンク径Ds、全長Lを確認する。テーブルのTスロット寸法はJIS/ISOで規定があり、その規格値（上部溝幅、下部溝幅、下部溝深さ、コーナRなど）に合致させる。実務では、下部幅＝Tボルト頭の通りに必要な公差、上部幅＝ボルト軸のガイドに必要な公差を基準に逆算し、Tスロットカッターの刃幅bと外径Dを決める。

選定プロセス

  1. 対象規格の確認：使用するTボルト／Tナットの規格寸法を把握する。
  2. パイロット溝の設計：上部直溝の幅・深さ・コーナRを決め、適切なエンドミルを選ぶ。
  3. カッター寸法決定：Dとbで下部形状を満足させ、首長l1は必要最小限に絞る。
  4. 把持と突出し：シャンク径Dsに合う把持具で、突出しを最短化する。
  5. 材質・膜：被削材と生産数からHSS/超硬とコーティングを選択する。

加工手順

  1. 上部直溝の荒～仕上：エンドミルで所定寸法・直角度を確保する（面取りでバリを抑制）。
  2. Tスロットカッターのアプローチ：パイロット溝内で主軸を回し、横送りで下部を切削する。
  3. 切込み配分：半径方向の切削幅は小さく、複数パスで段階的に仕上げる。
  4. 最終仕上げ：全周一定送りで一周させ、側壁の条痕を整える。
  5. バリ取り・洗浄：上下面・溝縁の微小バリを除去し、切粉を完全に排出する。

切削条件の考え方

周速vと外径Dから主軸回転数nは n＝1000×v/(π×D) で見積もる。目安として、HSSで一般鋼はv＝20～35 m/min、超硬で60～120 m/min、アルミで200～400 m/minとし、びびりや発熱の兆候で段階調整する。送りは刃先当たりを小さく設定し、半径方向切削幅は0.2～0.4D程度から開始する。首の撓みを抑えるため、切り屑排出を意識したエアブローと適切なクーラント供給が有効である。

不具合と対策

  • びびり：突出し短縮、把持剛性向上、不等ピッチ刃や周速最適化で抑制。
  • 刃欠け・折損：切込み過大や送り過大が原因。パス分割と逃げ角適正化で防止。
  • 溶着・面粗さ悪化：低周速・低送り時に発生しやすい。被膜最適化と切屑排出改善で対策。
  • 寸法外れ：熱膨張や弾性変形の寄与を見込み、仕上げ代と仕上げパスを計画する。

安全・治具・品質

把持は清浄面で確実に行い、工具破損時の飛散とワーク損傷を避ける。段取りでは干渉チェックを行い、首部やシャンクが上部溝に接触しないようツールパスを定義する。検査は下部幅・深さ・上部幅・直角度・面粗さをゲージ・マイクロメータ・投影機で確認し、Tボルトの摺動性と抜け止め機能を実機で検証する。

CAD/CAM上の注意

ツールライブラリでアンダーカット工具として定義し、上部溝の干渉チェックを有効化する。ストック余量をわずかに残しての均しパス（スプリングパス）を計画し、首部の撓みによる側壁テーパを補正する。切粉再切削を避ける排出方向と送り方向（順削・逆削）の切替えも有効である。

関連する工程と工具

Tスロットカッターの前工程としての直溝加工では、エンドミルの剛性・刃長選定が重要である。仕上げ面品位と寸法安定を両立するため、ホリゾンタルマシンによる側面フライスやキー溝カッターを併用する場合もある。いずれも目的はT字溝の機能寸法を確実に満足させ、締結・位置決めの信頼性を高めることである。