の選択 CNC切削工具 切削パラメータの決定はCNC加工技術の重要な側面であり、CNC工作機械の加工効率に影響を与えるだけでなく、加工品質にも直接影響します。
よく使われるCNC加工ツールの種類と特徴
CNC加工ツールは、CNC工作機械の高速、高効率、高度な自動化の特性に適応する必要があります。一般的には、一般的なツール、一般的な接続ツールホルダー、および少数の専用ツールホルダーが含まれます。ツールホルダーはツールに接続され、工作機械のパワーヘッドに取り付けられるため、徐々に標準化され、シリアル化されています。CNCツールを分類する方法はたくさんあります。
ツールの構造に応じて、次のように分類できます。
- 一体型。
- インレイタイプ。溶接または機械クランプ接続が採用されており、機械クランプタイプは非回転タイプと回転タイプに分けられます。複合工具、衝撃吸収工具などの特殊タイプ。
ツールの製造に使用される材料に応じて、次のように分類できます。
- 高速度鋼工具。
- 超硬工具。
- ダイヤモンド工具。
- 立方晶窒化ホウ素ツールやセラミックツールなどの他の材料ツール。
切断工程から、次のように分けられます。
- 旋削工具は、外円、内穴、ねじ、切削工具などに分けられます。
- ドリル、リーマ、タップなどの穴あけ工具。
- ボーリングツール。
- フライス工具等
CNC工作機械の耐久性、安定性、調整のしやすさ、交換可能な工具の要件を満たすために、近年、機械クランプ式インデックス可能工具が広く使用され、数量ではCNC工具全体の30%〜40%を占め、金属除去量は全体の80%〜90%を占めています。
通常の工作機械で使用されるツールと比較して、CNC ツールにはさまざまな要件があり、主に次の特性があります。
- 剛性（特に荒加工工具）に優れ、精度が高く、耐振動性および熱変形が少ない。
- 互換性が良好で、ツールの交換が便利かつ迅速です。
- 長寿命、安定した切断性能、信頼性。
- ツールのサイズ調整が容易なので、ツール交換の調整時間を短縮できます。
- ツールは、チップの除去を容易にするために、チップを確実に破砕または転がすことができる必要があります。
- プログラミングとツール管理を容易にするためのシリアル化と標準化。
CNC加工ツールの選択
CNC加工ツールには、通常のツールにはない多くの利点がありますが、加工時に適切に選択することによってのみ、その有効性を十分に発揮できます。多種多様なツールと複雑なツールサンプルに直面して、多くのオペレーターは途方に暮れ、どのように選択すればよいかわかりません。数年にわたる指導の蓄積とオペレーターや技術者との相談を経て、著者は、ツールを選択する際には、工作機械の処理能力、ワークピースの材料の性能、処理手順、切削量などの関連要因に応じて、インサートとツールホルダーを正しく選択する必要があると考えています。
一般的に、選択するときは、まずインサートを選択し、次にインサートと加工条件に応じてツールバーまたはツールホルダーを選択する必要があります。したがって、インサートの選択はツール選択の鍵と前提条件であり、インサートの選択には材料の選択と形状の選択という2つの側面があります。材料の選択は、主に加工部品の材料特性と加工条件に基づいてブレードの材料を選択します。ステンレス鋼部品を加工する場合は、まずコーティングされた超硬合金（GC）製のブレードを選択する必要があります。加工条件は微細加工であり、より高い表面品質が必要です。
インサート選択の鍵は、刃の形状と溝タイプの選択です。刃の形状、角度、先端半径は、加工タイプと加工部位に応じて選択します。選択時には、工具の二次切れ刃が加工面に干渉するかどうか、工具先端の強度、加工後に達成できる表面粗さなど、組み合わせる工具郡で要求される主な偏向角、アクセス性、汎用性の要件を考慮する必要があります。それでは、工具（刃）形状の選択方法とポイントを紹介しましょう。
CNC旋削用工具の選択
加工プロセス中、CNC旋盤は主にプログラムを使用してツールのさまざまな補間動作を制御し、さまざまなプロファイルの加工を実現します。したがって、ツールの刃先の形状は、加工精度を保証する主な要素ではありません。選択と管理を容易にするために、よく使用されるCNC旋削工具（インサート）の種類は比較的単純です。一般に、外部旋削工具には3種類、内部穴旋削工具には3種類あります。加工中にワークピースの異なる材料に応じて異なるブレードの材料が使用され、異なる加工条件に適応する旋削工具が形成されます。したがって、旋削工具の選択は、主にこれら3種類の旋削工具の選択です。
CNC旋削は主にいくつかの成形面を加工します。このとき、主な考慮事項は、工具角度がワークの加工部分に干渉するかどうかです。外円と内穴を加工するときの工具とワークの相対的な位置関係。
一般的に使用されている3つの外径旋削工具インサートの応用特性を以下に紹介します。紹介の便宜上、工具部品の角度と特性に応じて分類します。
80°だアイアモンド 私挿入 え外部 T屁をこく Tウール
このインサートに使用されるツールホルダーのメインレーキ角は主に93°で、ツールに組み込んだ後のツールのセカンダリレーキ角は7°です。このツールは剛性が非常に優れており、主に円筒ステップ面などの段付きシャフト部品の加工に適しています。大きな切削深さを実現でき、主に荒加工に使用されます。異なる材質のブレードを使用して、中仕上げや仕上げ加工を行うこともできます。
35° だアイアモンド 私挿入 え外部 T屁をこく Tウール
このタイプのインサートに使用されるツールホルダーは主に93°で、ツールに結合された後のツールの二次すくい角は52°です。ツールの剛性は低いですが、二次すくい角が大きいと、加工面との干渉を回避できます。主に、一部の成形面と凹面の輪郭の加工に適しています。各カットの切削深さは小さく、送り速度も小さく選択する必要があります。そうしないと、表面粗さが大きくなります。荒加工、中仕上げ、仕上げには異なるブレードを使用できますが、通常は仕上げに使用されます。
55° だアイアモンド 私挿入 え外部 T屁をこく Tウール
このタイプのインサートに選択されたツールホルダーのメインレーキ角は93°で、ツールに結合された後のツールのセカンダリレーキ角は32°です。ツールの剛性は平均的です。セカンダリレーキ角が大きいほど、加工面との干渉を回避できます。凹みの程度が小さい一部の成形面と輪郭を加工でき、優れた剛性を維持して高速切削を実現することもできます。その切削性能と適用範囲は、80°ダイヤモンドブレード外筒旋削工具と35°ダイヤモンドブレード外筒旋削工具の間です。荒加工、中仕上げ、仕上げに異なるブレードを使用できます。一般的には中仕上げと仕上げに使用されます。
内径旋削工具の選択方法と要件は、基本的に外径旋削工具と同じです。また、工具の二次切れ刃が加工面に干渉するかどうか、工具先端の強度が要件を満たしているかどうかにも注意する必要があります。また、選択するときは、工具の剛性が良好になるように、工具先端角度が大きい工具を選択するようにしてください。一般に、工具の二次偏向角は、ワークピースの輪郭の最大切削角度より約2°大きくすることができます。
通常、ブレードに対応するツールハンドルモデルは固定されており、形状が同じであっても交換することはできません。そうしないと、ツールの中心の高さが要件を満たさなくなります。ブレードの形状を選択した後、ブレードの溝タイプの選択を考慮する必要があります。ブレードの一般的な溝タイプ。
刃溝タイプを合理的に選択することで、生産効率を向上させることができます。図3の3つの刃は、中仕上げと仕上げ用の革新的な高生産性刃であり、さまざまな業界で徐々に広く使用されています。工具先端の半径をわずかに変更することで、表面品質を確保しながら送り速度を2倍にすることができます。選択するときは、ツールサンプルの推奨値を参照することをお勧めします。
CNCマシニングセンター用ツールの選択
マシニングセンターの工具を選択する際の一般的な原則は、取り付けと調整が簡単で、剛性が高く、耐久性と精度が高いことです。加工要件を満たすことを前提として、工具処理の剛性を高めるために、より厚く短い工具ハンドルを選択するようにしてください。
マシニングセンターでよく使われる工具は、主にフライス工具と穴加工工具です。フライス工具には、正面フライス、エンドミルなどがあり、穴加工工具には、主にセンタードリルビット、ツイストドリル、ボーリングカッター、タップ、皿穴などがあります。ここで、これらの工具を選ぶ際のポイントを簡単に紹介します。
エンドミル ス選挙
超硬エンドミルには底刃と側刃があり、主に段差面、溝、プロファイリング、凹面輪郭、限られた工具サイズの成形面の加工に使用されます。工具の底刃と側刃は同時に切削に使用できます。加工範囲が広く、加工方法も柔軟です。生産現場で広く使用されています。
一般的に使用されている超硬エンドミルには多くの種類があり、選択は比較的簡単です。選択するときは、より大きな直径のツールを選択するようにしてください。これにより、ツールの剛性が向上し、金属除去率が高くなります。選択するときは、ツールの半径が部品の凹面輪郭の半径よりも小さくなることに注意してください。 CNC工作機械には円弧補間機能があります。凹面の円形輪郭の加工には、小径のツールを使用して円形の指示を使用して加工するようにしてください。エンドミルによって歯数が異なります。通常、仕上げには歯数が多いフライスカッターが使用されます。一般的なエンドミルは、刃が中心を通過しない場合、穴あけには使用できません。送り込むときは他の方法を使用する必要があります。穴あけが必要な場合は、刃が中心を通過するフライスカッターまたはキー溝フライスカッターを使用する必要があります。
フライス加工用の工具を選択する場合、工具のサイズは加工するワークピースの表面サイズに適合させる必要があります。生産現場では、平面部品の外周輪郭を加工するためにエンドミルがよく使用されます。平面をフライス加工する場合は、超硬刃フライスカッターを選択する必要があります。ボスや溝を加工する場合は、高速度鋼エンドミルを選択する必要があります。ブランク面や荒加工穴を加工する場合は、超硬刃のコーンフライスカッターを選択できます。一部の3次元面や可変角度輪郭形状を加工する場合は、ボールヘッドフライスカッター、リングフライスカッター、テーパーフライスカッター、ディスクフライスカッターがよく使用されます。
自由曲面（金型）を加工する場合、ボールヘッド工具の先端の切削速度はゼロであるため、加工精度を確保するために、切削線間隔は一般的に上端近接間隔を採用し、表面の仕上げにはボールヘッドがよく使用されます。フラットヘッド工具は、表面加工品質と切削効率の点でボールヘッド工具よりも優れています。したがって、オーバーカットしないことが保証されている限り、曲面の荒加工と仕上げの両方でフラットヘッド工具を優先する必要があります。また、工具の耐久性と精度は、工具の価格と密接に関係しています。ほとんどの場合、良い工具を選択すると工具コストが増加しますが、その結果、加工品質と加工効率が向上し、全体的な加工コストを大幅に削減できます。
選択 Hオレ ポ処理 Tオルズ
マシニングセンターでの穴加工は、通常、3つのステップに分かれています。まず、センタードリルを使用してセンター穴をドリルで開け、次にドリルビットを使用して穴を開け、最後にボーリングツールとリーマを使用して穴を仕上げます。センタードリルは通常、φ1.5とφ3のみです。大きいものを選択するようにしてください。ドリルビットを選択するときは、仕上げのために0.4〜0.6mmの余裕を残すように注意してください。リーマは固定サイズのツールであり、部品の平均差に応じて選択する必要があります。穴加工の焦点は、ボーリングツールの選択です。一般的に使用されるボーリングツールは、粗ボーリングツールと細ボーリングツールの2つのカテゴリに分けられます。一般的に使用される粗ボーリングツールは、ほとんどが2枚の刃を持つボーリングツールです。これらは通常、貫通穴と段付き穴のボーリングに使用されます。片刃ボーリングも使用できます。細ボーリングツールにはボーリング穴径調整装置が装備されており、ツールヘッドを一定の範囲内で調整できます。使用するときは、ボーリング穴の平均差サイズに合わせて調整する必要があります。
加工時の切削量の決定
切削量の選択は、加工効率と表面加工品質を決定する最も重要な要素であり、加工時に合理的に選択する必要があります。切削量を選択する主な原則は、荒加工時には一般的に生産性の向上に基づいていますが、経済性と加工コストも考慮する必要があります。中仕上げと仕上げ時には、加工品質を確保しながら、切削効率、経済性、加工コストを考慮する必要があります。具体的な値は、工作機械マニュアル、切削量マニュアルに従って決定し、経験と組み合わせてください。具体的には、次の要素を考慮する必要があります。
切削深さap。工作機械、ワークピース、工具の剛性が許せば、apは加工代に等しくなり、生産性を向上させる効果的な手段となります。部品の加工精度と表面粗さを確保するために、通常は仕上げに一定の余裕を残す必要があります。CNC工作機械の仕上げ代は、通常の工作機械よりもわずかに小さくすることができます。
切削幅 L。一般的に、L は工具径 d に比例し、切削深さに反比例します。経済的な CNC 工作機械の加工では、L の一般的な値の範囲は、L=(0.6~0.9)d です。
切削速度v。vを上げることも生産性向上の手段ですが、vは工具の耐久性と密接に関係しています。vが増加すると、工具の耐久性は急激に低下します。したがって、vの選択は主に工具の耐久性に依存します。また、切削速度は加工材料とも密接に関係しています。たとえば、合金30Cr Ni2MO VAをフライス加工する場合、 エンドミル、vは約8m / minにすることができます。同じエンドミルでアルミニウム合金をフライス加工する場合、vは200m / min以上に選択できます。通常、選択したブレードの推奨切削速度値はツールサンプルに提供されています。ユーザーは、処理するワークピースの材質に応じて選択できます。工作機械のマニュアルで推奨されている切削速度の値は比較的大きいため、選択時に適切に下げることをお勧めします。
主軸速度n（r/min）。主軸速度は通常、切削速度vに応じて選択されます。計算式はv = πdn / 1000です。CNC工作機械のコントロールパネルには通常、主軸速度調整（乗数）スイッチが装備されており、加工中に主軸速度を整数倍に調整できます。
送り速度vf。vfは、ワークの加工精度と表面粗さの要件、および刃先郡とワークの材質に応じて選択する必要があります。vfの増加は生産効率も向上させます。ただし、表面粗さは大幅に低下するため、荒加工と加工表面粗さの要件が低い場合は、vfを大きく選択できます。仕上げは通常、表面粗さの値に基づいて選択されます。現在、CNC工作機械には送り速度調整ノブが装備されており、プログラミング中に大きく設定できます。加工中は、特定の加工状態に応じて、機械のコントロールパネルの調整スイッチを介して手動で調整します。ただし、最大送り速度は、機器の剛性や送りシステムの性能などの制限を受けます。
CNC工作機械が実際の生産に広く応用されるにつれて、CNC工作機械で加工される部品はますます増えています。ワークピースの材質や加工要件も異なります。加工品質を確保し、加工効率を向上させるには、オペレーターとプログラマーが工具の選択方法と切削量を決定する原則を熟知し、CNC工作機械の利点を十分に発揮し、企業の経済的利益と生産レベルを向上させる必要があります。
