新型の調整ノブカット（SWC）重荷重旋削加工は、重荷重部品の生産性と設備利用率を向上させるだけでなく、エネルギー消費量を削減し、ドライカットを実行する必要があります。わが国の現代の切削加工の実際の状況と組み合わせて、新型の調整ノブカット重荷重旋削工具を設計する際には、工具材料、工具コーティング、工具形状の最適化関係を総合的に考慮する必要があります。また、異なる切削条件下での荒加工と仕上げ加工の統合、およびドライカットとグリーンカットの新しい技術要件の実現度も解決する必要があります。その関連技術と管理方法は、加工プロセス全体の高効率要件に応え、最適化する必要があります。したがって、新型の調整ノブカット重荷重旋削工具システムの先進技術の推進と応用は、重荷重旋削の利点を向上させる上で非常に重要です。https://samhotool.com/steel-milling-bit/
重切削とは、切削速度Vc≥38m/min、バックカット量ap≥10mm、送り速度f≥0.5mm/rの旋削を指します。わが国の加工条件の制限により、生産現場の重切削工具は、一般的にバックカット深さap=25mm、送り速度f≥1.0mm/r、切削速度Vc≥40～60m/minとなっています。通常の加工と比較して、切削深さは大きく、切削速度は低く、送り速度は遅いです。また、ワークピースのバランスが悪い、加工代の不均一な分布、切削工程中の工作機械の一部のアンバランスなどの要因により振動が発生します。加工の動的アンバランスプロセスは、多くの操縦時間と補助時間を消費します。
重切削加工は、通常の旋削工具と比較して、切削量が大きく、作業条件や工具補強方法も大きく異なります。工具の設計には独自の重要な特徴があります。そのため、工具腫瘍切削の重切削加工は、1つのプロセスや1つの設備に反映されるだけでなく、生産ライン全体の効率向上に役立つ必要があります。工具構造、形状、工具本体の材質、刃先材質、工具コーティングなど、複数の側面の総合的な性能がシステム全体に役立つ必要があります。工具腫瘍切削の重切削加工技術と、操作と管理が容易な工具システムの応用エンジニアリングの問題は、タイムリーに解決する必要があります。
重切削加工における工具材料と刃先形状パラメータの体系的な選択
重切削における工具先端部の切削機構
重切削の深さは一般的に30〜50mmに達し、許容値は不均一です。ワークピースの表面の硬化層により、荒加工段階での工具の摩耗は主に研磨摩耗になります。切削速度は通常15〜20m / minで、切れ刃は構成刃先が発生する領域と期間にあります。したがって、工具の先進材料の強度を十分に発揮し、工具の構造と形状を改善および最適化することを基盤として、構成刃先の生成と除去のルールを切削に効果的に使用できます。また、切削層の厚さと送り量を増やすことから始め、ワイパー刃による大送りの「ワイパー」技術（つまり、短い直線または短い大半径の円弧を使用して、工具先端半径と補助切削刃を結び、加工面の粗さを減らすことができる技術）を最大限に活用し、加工面の仕上がりを改善し、切削抵抗を減らし、摩擦を減らし、ドライカットとグリーンカットの効率的な処理を実行するという目的を達成することもできます。
ノジュール切削による効率的な重切削工具のための材料特性と構造の体系的な変化
腫瘍を切断するための重荷重工具の刃材とモデルの選択は、加工システム条件の高効率要件を満たす必要があり、そうでない場合、悪影響を及ぼします。したがって、工具材料の耐摩耗性と耐衝撃性を考慮する必要があります。曲げ強度が低く、衝撃靭性が悪いセラミック工具は、許容差が不均一な重荷重旋削には適していません。CBNにも同じ問題があります。超硬合金の摩擦係数は低く、工具は高温耐久性が強いです。高硬度材料の粗加工や重荷重旋削に適していますが、特定のプロセス対策が必要です。
K型超硬合金は、鋼材を加工する場合、重切削時のワークの塑性変形が大きく、摩擦が激しく、切削温度が高いため、重切削にはあまり使用されません。ヒートパイプ工具を使用すると、刃先が効果的かつ継続的に冷却され、適応性が向上します。P型超硬合金は、高硬度、高耐摩耗性、高耐熱性、抗付着拡散性、抗酸化性を備えており、重切削旋削によく使用される工具材料であり、鋼材の加工に適しています。ただし、低速で旋削して切削プロセスが安定していない場合、YT型合金の靭性が低下し、チッピングが発生します。特に一部の高強度合金材料を加工する場合、YT型超硬合金の耐久性は急速に低下し、使用要件を満たすことができません。
加工効率をさらに向上させるためには、工具材料をM型工具または微粒子および超微粒子合金工具（643など）から選択する必要があります。 P型超硬合金と比較して、再研磨前の寿命の増加は、再研磨後の寿命の損失をはるかに上回ります。 その他の利点は鋭い刃先であるため、加工条件が厳しい場合に高速工具を置き換えることもでき、その適用範囲が比較的広いためです。 また、微粒子合金は耐摩耗性に優れており、冷間硬化鋳鉄製品の加工に適しています。 YW型工具と比較して、効率を1倍以上高めることができます。 一般に、上記の加工条件は完全には満たされないため、重切削工具構造では、加工条件の不足または変更による異なるタイプの工具材料の交換を考慮して適応する必要があります。つまり、同じタイプや異なるタイプのブレードを交換したり、刃先の幾何学的パラメータを調整したりするニーズに適応するには、ツール構造の対応する変更が、操作と管理の特定の要件に役立つ必要があります。
切削工具ノーズ付き重切削旋削工具のインデキサブルインサートサイズと交換システム性能の高効率特性
重切削旋削用スローアウェイチップのサイズに関する具体的な要件は次のとおりです。正方形インサートの最小辺長は19mm、三角形インサートの最小辺長は19mmです。五角形カッターは生産性を向上させる経済的な方法であり、インサートの最小辺長は13mmです。ダイヤモンド形インサートの最小辺長は16mmです。インサートブランクの主な幾何学的パラメータの許容差と平坦度偏差は、YS / T553-2006の関連規定に準拠する必要があります。調整可能なツールシステムの効率的な管理と使用の利便性、信頼性、標準化、およびプロセス統合の品質レベルを向上させるために、インサートの精度グレードはAまたはFにする必要があります。
前後角の調整を容易にするために、刃先の初期前角に対する後角を15°、20°、25°（コード名D、E、F）の間で選択し、調整量が約7〜15°になるようにします。主偏向角の調整変化の振幅が大きい場合は、ブレードの形状をS、C、Mモデルの間で選択する必要があります。したがって、ブレードを交換するには、工具の切削部分が刃先のバックカット量のベクトルライン上にブレードバック量を調整するための寸法を残す必要があります。グリーンカットの基本要件に基づいて、ツール溝のメインレーキ角は45°〜60°の間で変更する必要があります。このように、刃先のメインレーキ角を変更すると、送り速度を上げずに切削厚さを増やし、切削力を減らすことができます。また、工作機械のパワーの一部をさまざまな程度に蓄えて、生産性を向上させることもできます。
刃先の幾何学的パラメータの変更は、次の特性を持つ必要があります。フロント角γo=15〜30°、バック角αo=5〜8°、メインレーキ角κr=45〜75°、ブレード傾斜角λs=3〜6°、トランジションエッジメインレーキ角κrε=30〜15°、セカンダリレーキ角κ'r=15〜30°、ワイパーエッジレーキ角κr1=0°、ワイパーエッジ傾斜角λs1=0〜10°。メインカットエッジのネガティブチャンファー幅は、切削厚さap（=f·sinκr）未満、bγ1=（3/4〜1/2）f、ツールチップの半径rε=0.3〜1.0mm、研磨エッジの長さはバックカット量の1.5倍、ブレード傾斜角は+15°で、スクレーピングの役割を果たします。刃先の負のすくい角は面取り加工で得られる=-30°と同等となり、効率が向上します。
工具溝の初期位相角パラメータは、κcγ=60°∪45°、αco=(25°∪20°∪15°)、λcs=6°、二次偏向角κco=-30°です。刃角はγpo=15°∪20°∪25°αpr=20°∪15°、刃傾斜角λps=0°です。κr<90°の場合、主刃傾斜角と二次刃傾斜角は、すくい角を約15°調整することによって得られます。これをインサートの交換機能と組み合わせることで、工具刃先形状と切削パラメータの最適化が可能になります。
旋削工具コーティング
工具の信頼性を高めるには、工具コーティングが不可欠です。工具コーティングはクーラントと同様の機能を持つため、保護層を形成して工具を切削熱から隔離し、工具に熱が伝わりにくくなります。そのため、工具の先端は硬く鋭い状態を長期間維持できます。また、滑らかな表面を持つコーティングは摩擦を減らして切削熱を減らし、工具材料が化学反応の影響を受けないようにすることもできます。
重切削工具の腫瘍切削ブレードには、TiAlNコーティングとMo2ソフトコーティングを施したマルチコーティング工具ブレードを使用する必要があります。高硬度と優れた耐摩耗性という特徴に加え、摩擦係数が低く、切りくずの流れが容易なクーラントの代替機能を備えています。乾式切削技術では、工具コーティングが非常に重要な役割を果たしています。コーティングとベース材料の結合強度が低いという技術的問題は解決されており、できるだけ早く重切削に適用する必要があります。
チップブレーキングの制御性を低減し、チップブレーキング幅を調整できるインサートプレッシャープレート技術
一般に、構造と機能の欠陥により、非調整工具の刃先すくい角パラメータの最適化は理想的ではありません。そのため、重旋盤で切削深さと送り速度が大きい鋼部品を旋削すると、切りくずは幅が広く、厚く、紫色になり、消費電力が大きくなります。形成されたC字型の切りくずは、刃先を損傷したり、飛び散って人に怪我をさせたりする可能性が高くなります。積層刃切削工具の重旋削工具刃先の実際の作業すくい角は大きく（積層刃によって形成される実際の前足は約50°になることがあります）、消費電力は約1/3に削減され、切りくずの色が白から黄色に変わります。
また、遷移刃と負刃の役割により、チップブレーカー溝の底部の円弧の半径が大きくなり（幅は一般に10mm）、チップは上向きにカールして螺旋状の時計仕掛けのチップに巻き込まれ、加工面で衝突して破損したり、自重で落下したりすることができ、制御性が強く、衝撃でブレードの刃先が破損することはなく、生産効率が大幅に向上します。ただし、刃先角度の調整と再研磨の問題はまだ十分に解決されていません。作業条件と冷却条件の変化、およびチップブロッキング機構の不完全さも、チップ破断の制御性を低下させます。したがって、調整可能なチップ破断幅を備えたブレード圧力プレートの技術的問題は、時間内に解決する必要があります。
重荷重加工や旋削加工の作業条件の変化を考慮して、チップ破断幅を調整できる圧力プレートの前部チップローリングの作業部は、厚さ3〜5mmの超硬シートで溶接されています。前端の下部は超硬ブレードを押圧し、後端はバッフルの球面内弧面に密着します。圧力プレートの下部の限られた往復直線運動によって変位を調整し、内接円半径が一定範囲内で変化するさまざまなタイプのブレードの交換や、ブレードの再研磨後の締め付け調整のニーズに適応します。
上加圧板は下加圧板の接触面上で限定された往復運動をすることができ、加圧板ボルトによって効果的に締め付けられ、強度が高い。上加圧板の調整量はプラスマイナス1〜2mmで、切りくずを螺旋状に巻き出すことができます。切りくず破断幅の調整量は、切りくずプロファイルのサイズに応じて決定する必要があります。切りくずは加圧板の前端に激しく衝突してはなりません。さもないと、旋削工具の切削部分が破損します。鈍くなったり壊れたりした刃も適時に交換し、切りくずとスラグを加圧板から取り除く必要があります。加工中に切削ヘッドがチップストッパーに与える影響はそれほど大きくなく、この大型旋削工具の調整可能な切りくず破断幅を備えた多機能加圧板構造はより良い効果を発揮します。
このタイプのインデックス可能なブレードは、シムと溝と可変インターフェイス複合ビームを形成する必要があります。シムから溝の前端まで伸びるエッジの長さは、ブレードの研削を容易にし、主な偏向角を調整するために2mmを超えてはなりません。ブレードには、シングルベベルと長方形セクションの2種類があります。シムとブレードの接合面の間に組み立て誤差がある場合は、組み立て精度を確保するために、適時に修正する必要があります。クランプボルトは圧力プレートの上にあり、チップによって損傷されにくいフローティング圧力装置です。これは、すべてのコンポーネントの良好な調整と高い接触性能を必要とする重切削に適しており、そうでない場合は大きな振動が発生し、生産効率と加工品質の向上に役立ちません。
旋削工具の構造と工具システム
刃物腫瘍の切削用重切削システムでは、工具構造が加工システム内の関連する調整、交換、変更の要件に最小の範囲内で適応できることが求められます。したがって、切削部と支持部のコンポーネントのパラメータを同様の範囲内で効果的に変更する必要があるだけでなく、マッチング精度も工具構造の動的および静的剛性要件を満たす必要があります。したがって、異なるタイプの工具溝のパラメータには、対応する初期位相角が必要です。
ツールヘッドの切削部分は、平面直線上での限られた往復と円弧の限られた縦方向の動きができるだけでなく、対応するブレード位置決めピンとブレード調整可能な圧力プレート、円弧球面調整可能な圧力プレートとツールロッドのコンポーネントのマッチング精度と接続強度も向上します。バランス性能が優れ、剛性が優れ、異常な振動がなく、大きな切削力を受けると過負荷を解消する装置があります。そのため、四角い支持スリーブとツールロッドは、計算によって熱間取り付け構造を採用する必要があります。材料は45#鋼または4OCrMoで鍛造および旋削でき、熱処理硬度は45〜48HRCです。弾性変形は、ツールの構造性能の動的および静的剛性要件を満たす必要があり、これにより、工作機械機能の補助として使用でき、加工システムの高効率ニーズを満たすことができます。
実践により、重荷重調整旋削工具のシンプルなツールシステムは適応性が強いことが証明されています。これは、最初に集約的でグリーンな切削を実現し、プロセス対策の経済性を効果的に向上させます。一般的な旋盤から最新のCNC旋盤まで適用できます。工具交換時間は一般的な旋盤工具の1/20〜1/10に過ぎず、繰り返し位置決め精度が高く、加工サイズの安定性が非常に優れています。これは、モジュール式重荷重旋削工具技術の延長であり、大きな発展の見通しがあります。荒加工段階の主な加工目的は、余分なものを取り除くことです。切削深さを増やす必要があり、効率は5倍以上に増加できます。重切削時の切削深さが大きいため、切削力は大きくなります。それに応じて、より低い切削速度が選択され、通常は10〜15m / min、送り速度は1〜2mm / rです。
切断パラメータの選択
大型工作機械（切削出力 Pm が 40kW 以上）で大型の中炭素鋼、鋳鋼、鍛造鋼のワークピースを加工する場合は、次の切削パラメータを使用することをお勧めします。
V=70m/分、f=1.2～1.5mm/r、ap=33mm、
切削出力Pm=25kWの工作機械で中型ワークを加工する場合：
V=50m/分、f=3.15mm/r、ap=11mm;
大型統合旋削工具を SWC 調整可能工具に変換することで、総合的な処理効率を 80% 以上に高めることができます。
調整によって形成されたツールシステムがもたらすSWCツール腫瘍切削処理効率は比較的高いです。加工システムの特定の特性と、同様の範囲で変化する刃先の幾何学的パラメータを狙って、システムツール角度の初期位相角を合理的に選択し、コンポーネントとメカニズムの調整性能を最適化します。CAPTOツールシステムと同様の機能を備えたツール保持システムを含み、ヒートパイプツールの特性を統合することで、グリーンドライカットを効果的に実行できるだけでなく、操作と管理が容易なシステム機能を形成できます。そのため、技術コンテンツは比較的高く、通常の高送り旋削工具と比較して、その優位性は明らかであり、さらなる研究、議論、推進に値します。
