再研磨

切削工具の再研磨とは?種類・摩耗・費用の考え方をまとめて解説

エンドミルドリルリーマPCD・ダイヤcBN超硬

切削工具は、使い続けるうちに刃先が摩耗し、加工精度や仕上げ面が少しずつ低下していきます。摩耗のたびに新品へ買い替えていると工具費がかさみ、特に高価な工具ほど負担が大きくなります。そこで有力な選択肢になるのが「再研磨」です。

この記事でわかることは次のとおりです。

  • どんな切削工具を再研磨できるのか/できないのか
  • 工具の摩耗と寿命、再研磨に出すタイミングの考え方
  • 再研磨と新品交換の比較、再研磨の一般的な工程
  • PCD・cBN など高硬度工具ほど再研磨の価値が高い理由

切削工具の再研磨とは

再研磨とは、切れ味が落ちた切削工具の刃先を研ぎ直し、摩耗やカケを取り除いて、すくい面・逃げ面を付け直すことで再び使える状態に整える加工です。刃先の角度や先端形状は、もとの設計に近づけて刃付けするのが一般的です。

切削工具は用途によって、穴あけのドリル、側面・溝・ポケット加工のエンドミル、めねじ立てのタップ、下穴を高精度に仕上げるリーマ、旋削用のバイトなどに分かれます。これらの一体型(ソリッド)工具の多くは、摩耗しても再研磨によって刃先を再生できます。

工具の材種は、おおまかに硬度の低い順から、高速度工具鋼(ハイス)→ 超硬合金 → サーメット → セラミックス → cBN(立方晶窒化ホウ素)→ ダイヤモンド/PCD(多結晶ダイヤモンド)に分かれます。硬度が高いほど摩耗に強く切れ味を保ちやすい一方、ねばり強さ(靱性)が下がりチッピング(欠け)が起きやすい、というトレードオフがあります。

再研磨できる工具とできない工具

再研磨できるかどうかは、工具の種類・形状・摩耗の状態によって変わります。

  • 再研磨しやすい:ドリル・エンドミル・リーマなどの一体型(ソリッド)工具
  • 形状による制約がある:ラフィングエンドミルのように外周の特殊形状を維持する必要があるものは、研ぎ直せる範囲が限られます
  • 一般に再研磨の対象外:刃先を回して使い切る前提の使い捨てチップ(スローアウェイインサート)。ただし、ダイヤモンド(PCD)や cBN などの高硬度インサートは高価で使い捨てが不経済なため、弊社ではレーザー加工技術による再研磨の専門領域として対応しています

また、再研磨を繰り返すと工具の寸法は少しずつ変化します。エンドミルは先端を削れば刃長が短くなり、外周を研げば径が小さくなって剛性が下がります。ドリルも先端を削るたびに刃長が短くなります。そのため「何回まで再研磨できるか」は一律には決まらず、工具ごとの状態を見て判断するのが基本です。

工具が摩耗するメカニズムと寿命の判断

工具の損傷は、逃げ面と被削材がこすれて進む逃げ面摩耗や、切りくずが刃先成分を持ち去るすくい面摩耗(クレータ摩耗)といった通常の摩耗に加え、衝撃による欠損、刃先稜線の微小な欠けであるチッピング、加熱と冷却の繰り返しで生じる**熱亀裂(サーマルクラック)**など、複数の種類に分けられます。

工具寿命は、寸法精度・仕上げ面の粗さ・切りくず形状の変化などから現場で判断されます。摩耗が極端に進む前のタイミングで再研磨に出すと、刃先を整え直せる範囲を広く保てます。完全に使いつぶしてからでは、大きく追い込んで研ぎ直す必要が生じ、再研磨が難しくなる場合があります。

再研磨と新品交換の考え方

工具を摩耗のたびに新品へ買い替えるか、再研磨して使い続けるかは、工具の価格と再生のしやすさで決まります。

一般に、材料費の高い工具(ロングドリルや刃長の長いエンドミル、後述する PCD・cBN などの高硬度工具)ほど、新品を買い直すより再研磨で刃先を再生したほうが工具費を抑えやすくなります。一方で、安価で再研磨の手間に見合わない工具もあります。

重要なのは、再研磨は「もとの形状を復元する」だけでなく、使用条件に合わせて刃先形状や表面処理を見直す機会にもなる、という点です。摩耗の早かった形状をそのまま再現すれば同じ問題が繰り返されるため、加工内容に合った刃付けを選ぶことが品質につながります。

再研磨の一般的な工程

再研磨専門の事業者では、CNC 研削盤と検査設備を活用することで、繰り返し精度を保ちやすい再研磨が行われます。一般的な流れは次のとおりです。

  1. 受入・測定:摩耗・損傷の状態、刃径・刃長・刃先形状を確認します
  2. 研削(再研磨):先端や外周の刃を再生し、必要に応じてシンニング(先端中心部の抵抗低減)やホーニング(刃先に微小な丸み・面取りを付けて欠けを抑える)を行います
  3. 検査:刃径・刃先形状・振れなどを測定し、品質を確認します

コーティングが施された工具は、再研磨で被膜が削り取られるため、必要に応じて再コーティング(リコート)を行う事業者もあります。

高硬度工具ほど再研磨の価値が高い理由

PCD(多結晶ダイヤモンド)や cBN(立方晶窒化ホウ素)といった高硬度工具は、超硬工具より高価です。だからこそ、摩耗・チッピングのたびに使い捨てるのではなく、再研磨で刃先を再生して使い続ける経済合理性が高くなります。

ただし、これらの工具はきわめて硬く脆いため、再研磨には専用の砥石やレーザーなどの技術が必要で、超硬工具以上に難度が上がります。だからこそ再研磨の技術力そのものが価値を持ちます。高硬度工具の再研磨については、PCD工具の再研磨cBN工具の再研磨、そして硬質材の刃先を整えるPLG(パルスレーザー研磨)の記事で詳しく解説しています。お手元の工具が再研磨に対応できるかは、概算見積もりでご確認いただけます。

よくある質問

Q. どんな切削工具を再研磨できますか? A. 一般的には、エンドミル・ドリルなどの一体型工具が中心です。弊社では特にダイヤモンド(PCD)や cBN などの高硬度工具のインサートを中心に対応しています。従来は使い捨て前提の工具ですが、レーザー加工技術で再研磨をすることで大きな費用対効果があります。対応可否は概算見積もりでご確認いただけます。

Q. 再研磨は何回までできますか? A. 工具の種類・形状・摩耗状態によって異なり、一律には決まりません。再研磨のたびに刃長や径が少しずつ変化するため、状態を見て判断します。

Q. 納期と送料を教えてください。 A. 標準の納期は約 3 週間、送料は一律 555 円です。

参考文献・出典

  1. 1.三菱マテリアル「工具損傷の要因」(被削材応用編)
  2. 2.日本機械学会「機械工学事典 — 工具寿命」
  3. 3.ISO 3685:1993「Tool-life testing with single-point turning tools」(工具寿命試験規格)
  4. 4.OSG「エンドミル(技術資料 シリーズNo.8)」
  5. 5.Seco Tools「加工における基本的な摩耗パターンの概要」
  6. 6.キーエンス「なるほど!機械加工入門:PCD工具とCBN工具」

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記事提供: 株式会社スリーラボ(PLG再研磨)| 名古屋工業大学発の PLG(パルスレーザー研磨)技術で切削工具の再研磨を行っています。