アルミニウムの効率的な加工:切削工具の選択の重要性

アルミニウムの効率的な加工:切削工具の選択の重要性

エンドミル

アルミニウムのフライス加工は非常に簡単なプロセスのように見えます。これは、アルミニウムの加工に直接携わっていない人々によく見られることです。彼らは、バランスのとれた鋭く磨かれた工具を最高速度で回転させ、適度な送り速度に設定すれば、アルミニウムをバターのように切断できると信じています。

アルミニウム加工特性

鋼の加工と比較して、アルミニウムおよびアルミニウム合金は切削力が少なくて済むため、フライスカッターの刃先にかかる機械的負荷は比較的低くなります。この記事では、アルミニウムおよびアルミニウム合金を単にアルミニウムと呼びます。アルミニウムは熱伝導率が高いため、アルミニウムの加工中に生成される切りくずは多くの切削熱を伝導し、刃先にかかる熱負荷が大幅に軽減されます。これらの特性により、アルミニウムのフライス加工は、非常に高い切削速度と送りを特徴とすることができます。ただし、これはアルミニウムのフライス加工が容易であることを保証するものではありません。

アルミニウムの材質特性により、切削中に構成刃先 (BUE) が形成されます。この不快な現象により、刃先にかかる機械的負荷が増加し、効率的な切削片の排出が困難になります。また、回転工具の動的バランスにも影響し、プロセス全体が非効率になります。

不適切な工具を使用すると、アルミニウムの切りくずの排出にも影響します。工具の溝に切りくずを収容する十分なスペースがない場合、アルミニウムのフライス加工中に生成された長い切りくずが工具を詰まらせる可能性があります。この障害を克服するために、刃の数が少ない工具や切削パラメータが低い工具が使用されますが、この動作は生産性に悪影響を及ぼします。

機械加工性の観点から見ると、アルミニウムは均一な材料ではありません。合金元素 (特にシリコン)、材料の種類 (鍛造、鋳造)、材料の準備方法はすべて、切削性能に影響します。ワークピースの形状、ツール条件、機械加工要件 (精度、粗さなど) などの他の要因は、それ自体の機械加工の制限を増大させるため、機械加工戦略とツールを選択する際に考慮すべき事項です。したがって、多くの場合、アルミニウム機械加工全般、特にアルミニウムフライス加工は、見た目ほど単純な作業ではありません。

エンドミル

アルミニウム加工用フライス工具

工具メーカーは、工具を開発する際に、アルミニウムフライス工具の特定の特性を考慮する必要があります。成功の鍵は、切削形状、工具材料、刃先処理の適切な組み合わせを見つけ、冷却剤の供給を最適化することです。

アルミニウムのフライス加工アプリケーションを考えるとき、翼部品、キャビンドア、キャビン窓枠などの大型航空機部品を避けることはできません。通常、これらのワークピースは単一の材料から作られ、重量が数トンになることが多く、目的の最終形状を得るために 80 ~ 85% の材料を除去する必要があります。対照的に、アルミニウムの主要消費者でもある世界の自動車産業は、部品に大量の硬質鋳造アルミニウム材料を導入しています。これにより、これらの部品の耐食性が向上しましたが、ツールの摩耗が増えるという悪影響があります。

サムホは、SHDシリーズのフルラインサプライヤーであり、効率的なアルミニウム加工用に特別に設計されたエンドミルの完全な製品ラインを開発しました。これらの高品質ツールの各シリーズは、モノリシックまたは軽量のボディ設計、独自の超硬インサートクランプ機構原理、調整構造を備えたツールホルダー、さまざまなコーナー半径の研磨済みツール、およびアルミニウム加工で非常に人気のある多結晶ダイヤモンド(PCD)チップを備えたインサートを特徴としています。SHDシリーズのエンドミルは、アルミニウムの効率的な高速加工(HSM)を可能にし、高い金属除去率(MRR)、高精度、優れた表面品質を保証し、世界中のアルミニウム部品メーカーのすべての品質要件を満たします。

金属加工業界では、大型から小型のアルミニウム部品を製造しており、多くの場合、より適度なサイズのフライスカッターが必要です。これらのツールのサイズは、インデックス可能なインサートをクランプするのに適しておらず、超硬工具には明らかな利点があります。さらに、超硬エンドミルの高精度は、大型部品の精密加工において比類のないものです。そのため、SAMHO は、高度な超硬アルミニウムフライス工具の設計と開発に積極的に取り組んでいます。最新の革新的な追加により、ツール製品の範囲がさらに充実し、世界中の産業分野のユーザーにもたらす価値がさらに向上しました。

SANHO の 4 枚刃超硬エンドミル SHD シリーズは、高い金属除去率での荒削り加工用に設計されています。この革新的なエンドミルには鋸歯状の刃先があり、幅広の切りくずを排出しやすい細長い切りくずに変えることができます。この設計上の特徴と研磨された溝を組み合わせることで、切りくずの排出が大幅に改善され、生産性が大幅に向上します。鋸歯状の刃先は切りくずを分割するだけでなく、耐振動性も向上します。ネッキング設計により、工具の突出しが大きい加工での切削安定性が向上します。

エンドミル

なぜほとんどのフライスカッターは 3 枚刃のみで、それ以上の刃数がないのでしょうか? 工具のチャタリングと不要な振動の発生は、アルミニウムのフライス加工における主要かつ最も重要な要因です。さまざまな研究と金属加工の実践により、3 枚刃構造は、メイン レーキ角が 90° の超硬合金製アルミニウム フライス加工エンド ミルに最適な設計であることがわかっています。効率的なフライス加工では、このレイアウトにより、工具の振動を増やすことなく、チップ フローに必要なチップ ポケット ボリュームを確保できます。アルミニウム フライス加工エンド ミルの主流はこれに基づいています。

しかし、フライス加工の生産性を向上させたいという思いから、SAMHOは技術的に革新的な4歯フライスを開発しました。 エンドミルSHD エンドミル シリーズは、3 枚刃フライスカッターに比べて刃が 1 本多く、荒加工と仕上げ加工の両方で金属除去率 (MRR) の向上に役立ちます。4 枚刃構造にもかかわらず、これらのエンドミルは不等ねじれ角と不等歯ピッチの組み合わせにより、優れた耐振動性を備えています。さらに、SAMHO のツール設計者は、同じ直径の既存の 3 枚刃エンドミルと同様のコア径とフルート断面積を持つ 4 枚刃フライスカッターの開発に成功しました。

金型業界や航空宇宙業界では、3 次元表面の精密加工に小径フライスカッターが必要です。SAMHO の最新の超硬ソリッド ボール ノーズ エンド ミルは、研磨されたフルートを備え、直径範囲は 1 ~ 6 mm で、このような厳しい精密なニーズに応えるように設計されています。

Transformer エンドミル シリーズの組み合わせツールには、さまざまな構成とさまざまな交換可能なフライス加工ヘッドが含まれており、特に大きな工具オーバーハングを必要とする用途で、アルミニウムのフライス加工に最適なツールです。 大きなオーバーハングの超硬ソリッドエンドミルは、かなりの長さの高価な超硬バーで作られています。 エンドミルのヘッド部分のみが直接切削に関与しますが、ツールが摩耗したり突然破損したりすると、高価なバー全体が廃棄されるため、明らかに経済的に不利になります。 対照的に、このような場合、Transformer エンドミルのユーザーは、切削ヘッドを交換するだけで済みます。

要約すると、アルミニウムのフライス加工は簡単だと言えます。しかし、前提は賢明に処理することです。効率的な処理戦略を適用し、SAMHO の厳選されたフライスカッターを正しく使用することで、実質的に成功する処理結果を達成できます。

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