CNC加工技術が産業や機械製造で広く使用されるようになってから、CNCフライス加工は多くの複雑な部品の主な加工方法になりました。データプログラミングとCNC設備の組み合わせにより、精密部品材料が加工され、現在の機械製造業界の生産と加工の効率が向上しました。しかし、現在の市場のニーズにさらに適応し、より高品質の部品材料を改善し、より高品質のCNCプログラムを分析・研究するためには、技術者が注意を払う必要があるトピックでもあります。
したがって、切断工程では、材料部品の加工だけでなく、切断面の大きさも制御する必要がある。 エンドミル工具、ツールパス、切削量などの要素は、材料処理の品質と効率に影響を与えます。特に、現在、一部の複雑な機械材料には、複雑な曲面部品があり、CNC加工装置の部品プログラムの支援を受けて、適切な切削パラメータを選択する必要があります。これらは、操作の品質を確保するための重要な要素です。
切削パラメータの分析と最適化の重要性
機械工学の発展の歴史において、機械製造業における切削データベースは非常に重要な位置を占めています。近年、我が国の産業システムの発展の過程で、中国では基本的な技術切削データベースが確立されました。通常、初期の切削データ設定は多くの実践を通じて確立されます。実験に必要な条件は、一般的に現在の加工に必要な基本条件です。そのため、技術設備が更新された後は、以前のパラメータを再最適化して設計する必要があります。そのため、切削データベースが構築されて生成されると、更新がより困難になります。以前のデータベースの中には、データの老朽化に直面し、使用できないものもあります。技術設備の更新に合わせて切削データを更新できない場合、材料部品の生産と加工を導くことができず、多くの資源の無駄も発生します。
市場の発展に伴い、多くの製造工場内の技術設備も絶えず革新と改善を続けています。対応する切断パラメータが最適化され、同期して設定されていない場合、その後の材料生産と加工の効率と品質に影響を与えます。上記の要因に基づいて、機械設備の選択と切断パラメータの設定を最適化することは、製造企業が直面しなければならない問題であり、それらの重要な役割と意義です。
まず、機械加工設備を合理的に選択し、切削パラメータを最適化することで、技術者は設備技術を更新しながら一致するデータプログラムを使用し、生産と加工の効率と品質が影響を受けないようにすることができます。 第二に、切削パラメータを考慮したデータプログラミングの過程で、データモデルとアルゴリズムを同時に探索して最適化することができ、プログラミングデータと切削加工の関係がより明確になります。 第三に、データモデルと切削パラメータを最適化することで、工作機械の切削時間を効果的に短縮し、生産と加工の効率を向上させると同時に、加工材料の無駄を減らすことができます。
一般的に、切削パラメータは技術設備の革新とともに継続的に最適化および変更する必要があるリソースです。現在の段階では、国内の産業システムは産業のアップグレード段階に直面しており、解決する必要がある切削パラメータの最適化問題が多数あります。多くの重要な技術ノードも、技術者が継続的に探索して最適化する必要があります。長期的な研究と分析を通じてのみ、データパラメータの有効性を徐々に向上させることができます。
機器の選択と切断パラメータの研究状況
金属複合材料の加工において、切削加工は現段階では最も実現可能な加工方法となっている。多くの工場では、切削加工による加工量が作業量の半分を占めており、ほとんどの材料部品は切削加工によって生産・加工されている。しかし、現在の切削加工の品質と効率は、依然として最適化・解決が必要な重要な研究内容となっている。
切削データと設備を合理的に選択することで、効率を向上させることができます。従来の部品加工では、バッチ生産になると、特定の切削パラメータを策定するためにプロセステストが必要です。単品部品製品の場合、技術者自身の経験と操作でテストカットする必要があります。最終的に効果的な完成品を得られるかどうかは、技術者のレベルに依存します。これらのテストの過程で、大量の不良品や廃棄品が必然的に発生するため、多くの工場が現在、UG、CAMなどのソフトウェアの使用を最適化する方法を研究しています。
切削パラメータの合理的な決定は、工場のコスト消費、生産効率、品質、利益などに直接影響しますが、切削パラメータの設定は、処理要件、材料特性、ツールの選択と使用、工作機械の精度と性能、技術者の専門レベルなど、多くの内外要因の影響を受けることが多く、これらは切削パラメータの設計と策定に直接影響します。したがって、切削パラメータの設定を最適化するプロセスでは、技術者がパラメータ設定を最適化するためのデータモデルを確立する必要があります。これには主に、設計変数、目的関数、制約などのパラメータ設定の3つの側面が含まれます。現在、切削パラメータ設定を最適化するために一般的に使用されている方法は、線形計画法、座標回転法、グラフィカル方法などです。
材料加工における機器選定と切断パラメータ設定の最適化
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加工する金属材料に凹状の加工面がある場合、ボール エンドミル 仕上げまたは半仕上げでは、良好な加工面を確保するために、フラットエンドミルを選択する必要があります。荒加工の場合は、フラットエンドミルを選択できます。加工面が凸面の場合は、荒加工プロセス中に丸いノーズエンドミルを使用する必要があります。フィレットフライスカッターの幾何学的条件は、フラットエンドミルカッターよりも適していることが多いためです。仕上げのプロセスでは、使用する一部のツールの半径は、特に一部の部品のコーナーで、加工部品のフィレット半径よりも小さくする必要があります。円弧を補間するには、コーナー半径よりも半径が小さいツールを選択する必要があります。これにより、一部の直線補間プロセスでオーバーカットの問題が発生したり、材料が損傷したりすることがなくなります。
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複雑な部品の場合、表面の種類が多く、特に複雑な曲面部品の加工では、切削工具では部品の加工プロセス全体を完了できないことがよくあります。そのため、工具を選択する際には、仕上げ用でも粗加工用でも、直径の大きい工具を選択するようにしてください。これは、加工中に工具の半径が小さいほど、通過する加工パスが長くなり、加工効率が低下するためです。また、半径が小さい工具は摩耗も大きくなります。
フェイスフライスカッターの選択。フェイスフライスカッターは最も広く使用されているツールの1つであり、その切削量もすべてのツールの中で最大のカテゴリです。その主な利点は、切削量が大きいため、他のツールよりも加工効率が高く、加工された材料部品の表面が比較的滑らかで、粗すぎず、耐高温性の特性も備えているため、六面体や一部の大きな面の段付き材料ワークピースによく使用されます。フェイスフライスカッターを使用して一部の粗い金型または金型キャビティ溝を加工する場合は、垂直切断、斜め送り、またはスパイラル送り方式で加工しないように注意する必要があります。このような送り方法は、機械のスピンドルを損傷する可能性が高く、機械の内部機器の耐用年数が短くなるため、通常はワークピースの外側から横送りフライス加工方法を選択する必要があります。
荒削りエンドミル。荒削りエンドミルは、一般的にワークピースの成形に使用されます。主な利点は、切削量が大きく、深く切削でき、切削中に発生する抵抗が小さいことです。ほとんどの場合、段差やソケットなどのワークピースのフライス加工に使用されます。
ファインエンドミル。ファインエンドミルは、一般的に微細加工に使用されます。このタイプのツールで加工した後、ワークピースの表面は一般的に滑らかで平坦になり、加工の寸法精度が高くなります。加工の最終工程としていくつかのワークピースを形成しようとしているときに、このタイプのツールを使用して、加工部品の外観と適切なサイズを最大化するため、ファインエンドミルは一般に、金型コアや金型ベースなどのワークピースの微細加工に使用されます。
廃棄エンドミル。このタイプのツールは、一般的に高速かつ高レートで使用されます。軽切削で一般的な加工方法です。通常、このタイプのツールはNCコースでより多く使用されます。ツール自体も、粗いものと細かいものの2種類に分かれています。粗いツールは一般的に逃げに使用され、細かいツールはワークピースの底面の仕上げに使用されます。
切削量の考慮。切削深さは、一般的に1回の送りで切削ワークの表面層を指します。ほとんどの場合、深さの単位はミリメートルです。通常、工作機械の剛性と工具の強度の問題により、一部の材料部品の加工時には、工具のブランドと材料部品の特性に応じて切削深さも考慮されます。切削工程では、約0.4mm〜1.2mmの位置を確保する必要があります。仕上げ工程でも、工具のブランドと寸法精度に応じて、約0.02mm〜0.05mmの加工代を確保します。仕上げ工程では、エッジをトリミングせずに底をトリミングし、エッジをトリミングして底をトリミングしないという加工原理に注意する必要があります。
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コーナーラジアスフライスカッターの特性により、切削加工中に部品と接触する際、刃の角度は 90° の範囲内で変化します。加工範囲内でより連続的な切削力の変化を使用できるため、加工工程の柔軟性が高まります。これにより、加工品質が向上し、工具寿命が延びます。さらに、荒加工時に丸型フライスカッターを使用すると、ボール型フライスカッターを使用する場合よりも切削条件が良くなります。
最適化 Ｃウッティング ポパラメータ ス設定
上記から、切削パラメータの設定は材料部品の加工、特に加工品質と効率にとって重要であることが明らかになりました。たとえば、CAM ソフトウェアでは、制御する必要がある切削パラメータは主にスピンドル速度、工具切削の深さと幅などです。
スピンドル速度の設定。工作機械のスピンドル速度を制御する場合、一般的には切削速度で計算と設定を行います。よく使われる計算式はn=1000VC/πdで、dは工具の直径、vcは切削速度を表します。加工工程では、工具の切削速度の選択が工具の耐久性に関係することが多いです。使用する材料、工具、加工構造が明確になると、切削速度は工具の耐久性に直接影響する要因となり、切削速度が不適切だと工具の寿命が直接短くなります。特に一部の材料金型の仕上げ工程では、加工中に工具を交換しないようにする必要があります。そうしないと、加工品質に影響します。
スピンドル速度における送り速度のさまざまな要素：T = 0.3D、TはZ軸における各ツールの下降深さを指します。P = 0.7D、Pは各ツールの送り速度を指します。T = R2 = 0.2mm未満、R3 = 0.5mm未満、P = 0.1Dなので、最終速度F = S * FZ * Z、FZは歯あたりの切削量、Zは歯の数、Fは送り速度を指します。もちろん、プログラムによって式が異なる場合があります。いくつかの式は、F = nzfを示しています。この式で、nはスピンドル速度、zはフライスカッターの歯の数、fは歯あたりの送りを指します。歯あたりの送りの設定は、材料の特性、ツールの品質と構造に応じても考慮されます。通常、ワークピースの強度が高いほど、歯あたりの送りは小さくなります。技術者は、実際の処理ニーズに基づいてパラメータ設定を検討する必要があります。
加工送り速度と工具の切り込み。送り速度の選択に関して、これらの要因は加工後の部品の表面の滑らかさと精度に直接影響します。一般的に使用されるパラメータ設計式はf = nzfです。ここで、nはスピンドル速度、zはフライスカッターの歯数、fは歯当たりの送りです。歯当たりの送りに影響を与える要因は多く、主に工具材質、フライスカッター構造、加工中の機械的特性を考慮します。材料ワークピース自体の強度がより信頼できる場合、必要な歯当たりの送りは小さくなります。一部の合金フライスカッターでは、硬度の信頼性が従来の鋼フライスカッターよりも高くなっています。材料加工における精度と表面加工精度の要件が高い場合は、送り速度の設定で適切な削減に重点を置く必要があります。
切削量とステップ幅の設定。一部の曲面部品材料にCNC加工を使用する場合、異なる部品表面の曲率と半径が異なるため、処理が非常に複雑で面倒であるため、平面フライス加工方法と区別する必要があります。たとえば、一部のブランク材料を加工するプロセスでは、各層が円形切削または層間の螺旋切削方法を使用するレイヤードカット方法を使用するようにしてください。角度は15°未満である必要があり、切削深さは材料の全長の10×%以内に制御する必要があり、材料の各層のステップ距離は金型のサイズに応じて設定する必要があり、通常はツール直径の約7×%で制御されます。
材料ワークピースの品質を確保するために、切削量を少なくし、送り速度を速くしてください。一部の複雑な材料モデルについては、加工効率を確保するために、適切なツールを選択して個別に加工してください。切削量の大きさは、ワークピース、工作機械、ツールによっても影響を受けます。したがって、実際の加工を選択するときは、これらのツールが加工技術と剛性のニーズを満たすように努めるべきであることを考慮する必要があります。
加工時には、加工効率と品質を確保するために、最大切削量を選択する必要があります。また、部品の加工精度と表面粗さが加工要件を満たすようにするために、一定の加工余裕を確保する必要があります。一部の粗加工工程では、余裕の除去は通常、レイヤーカットによって行われ、その後CAMプログラミングによって設計されます。これにより、技術者は状況に応じてツールの具体的な切削深さと最大ステップ幅を考慮する必要があります。これらのデータ設定は、ワークピースの成形形状に直接影響します。
仕上げ加工では、適切な切削深さを選択する必要があり、切削深さの設定では通常、部品の表面粗さを考慮する必要があります。CAMプログラミングを使用する場合、一般的なプログラムでは、主に残留高さとステップ幅に関する表面粗さを制御するための2種類のパラメータが提供されます。プログラミング時にステップ幅を制御すると、加工部品の表面粗さにさらに影響します。通常、ステップ幅が小さいほど、最終的に形成された部品の表面粗さは小さくなります。ただし、設定の問題により、処理効率が低下し、処理時間がさらに長くなります。
したがって、実際の加工では、加工要件を考慮して、ステップ幅をあまり低く設定しないようにする必要があります。実際の加工プロセスでは、半仕上げ方法に調整するか、仕上げ方法を使用してツールパスを調整して、加工部品の表面状態を改善できます。残余高さを使用して部品の加工面の粗さを制御すると、レイアウト幅はワークピースの形状に応じて自動的に調整されます。
切削速度の考慮。切削速度とは、一般的にはスピンドル工具が回転するときの線速度を指します。切削速度の設定は、工具自体の品質、材料部品の特性、耐久性、加工条件、冷却条件によって影響を受けます。一般的に、高速度鋼の切削速度は20m/分～130m/分、超硬合金の切削速度は20m/分～160m/分、タングステン鋼の切削速度は30m/分～150m/分に制御されます。材料の特性に応じて、実際の状況に応じて切削速度も適切に調整されます。
送り速度制御。一般的には、工具が1分間に送り方向に沿って移動する距離を指し、送り速度に影響を与える要因は主に工具の強度、工作機械の性能、加工精度制御、部品の表面の滑らかさです。これらの要因の重ね合わせも、送り速度の制御に直接影響します。通常、加工工作機械の送り速度は30mm/分～1400mm/分に制御されます。一部の高速高性能加工工作機械では、150mm/分～2000mm/分に達することもあります。
一般に、部品材料加工のプロセスにおいて、切削パラメータに影響を与える要因は、主に切削工具、工作機械の性能、ワークピースの環境などであり、各要因は切削パラメータに異なる程度の影響を及ぼします。この記事では、切削パラメータに影響を与えるいくつかの要因をまとめ、切削工具やワークピースの材料などの要因を分析し、それらが切削パラメータに与える具体的な影響を明らかにします。今後、機械加工は高精度、高効率の方向に発展し続けるでしょう。技術設備を継続的に最適化すると同時に、切削データモデルの構築と使用に重点を置き、材料部品の加工品質と効率の向上を促進する必要があります。
