CNCアルミニウム合金加工ツールの選び方は？

加工技術の更新が進むにつれ、CNC 加工も大きく変化してきました。 多くの専門家は、将来的にはCNCが主流の加工モードになるだろうと指摘しています。 CNC 加工プロセスではツールが最も重要です。今日は CNC ツールについて詳しく説明します。

工具とは、機械製造において切削に使用される工具です。 一般的な切削工具には、切削工具と研磨工具の両方が含まれます。 ナイフの大部分は機械に使用されますが、手動工具もあります。 機械製造で使用される工具は基本的に金属材料を切削するために使用されるため、一般的に「工具」という用語は金属切削工具として理解されています。 木材を切るために使用される刃物を木工道具といいます。

工具の分類

切削工具はワークの加工面の形状に応じて5つのカテゴリーに分類されます。

旋削工具、カンナナイフ、フライス、外面ブローチ、ヤスリなどの各種外面加工用切削工具。

穴加工ツール 、ドリル、リーミングドリル、ボーリングカッター、フライスカッター、内面ブローチなどを含む。

ねじ加工ツール 、タップ、ダイス、自動開口ねじ切りヘッド、ねじ切り工具、ねじ切りフライスを含みます。

歯車加工ツール 、ホブ、ギアシェーパーカッター、シェービングカッター、かさ歯車加工ツールなどを含みます。

切削工具 、挿入された丸鋸刃、バンドソー、弓鋸、切削工具および鋸刃フライスカッターなどを含みます。

さらに、 組み合わせツール .

ツールの構造

各種ツールの構造はクランプ部と作業部から構成されます。 ツール全体の構造のうち、クランプ部分と作業部分はツール本体上で行われます。ツールの作動部分 (歯またはブレード) はツール本体に取り付けられます。

ツールのクランプ部には2種類の穴とハンドルが付いています。 円筒フライスやスリーブ正面フライスなどの穴付き工具は、工作機械の主軸やマンドレルに設けられた内穴を利用し、アキシアルキーやエンドキーを利用してねじりトルクを伝達します。

ハンドル付きツールは通常、角ハンドル、円筒ハンドル、円錐ハンドルの3種類があります。 旋削工具、かんな工具など 一般に長方形のハンドルです。円錐形のハンドルはテーパーにより軸方向の推力に耐え、摩擦によりトルクを伝達します。 円筒シャンクは一般に、クランプトルク伝達時に発生する摩擦を利用して切削する、小型のツイストドリル、エンドミル、その他の工具に適しています。 多くのハンドル付きツールのシャンクは低合金鋼で作られており、作業部分は高速度鋼を溶接して作られています。

工具材料が持つべき基本特性

1. 高硬度

工具素材の硬度は、加工する被削材の硬度よりも高いことが必要であり、これが工具素材に求められる基本的な特性です。

2. 十分な強度と靭性

工具の刃部の材質は、切削時の大きな切削力や衝撃力に耐える材質でなければなりません。 曲げ強度と衝撃靱性は、工具材料の脆性破壊や刃先破損に対する抵抗力を反映します。

3. 高い耐摩耗性と耐熱性

工具材料の耐摩耗性とは、摩耗に耐える能力を指します。 工具材料の硬度が高いほど、耐摩耗性は向上します。高温硬度が高いほど、耐熱性が向上し、高温での工具材料の塑性変形に対する耐性、耐摩耗性も強くなります。

4. 良好な熱伝導性

熱伝導率が大きいということは熱伝導性が良く、切削時に発生する熱容量が外部に伝わりやすいため、切削部の温度が下がり工具の摩耗が軽減されます。

5. 優れた技術と経済性

製造を容易にするために、工具素材には鍛造、溶接、切削、熱処理、研削性などの機械加工性が良好であることが求められます。 経済性は、新しい工具材料を評価し、その適用を促進するための重要な指標の 1 つです。

6. 接着耐性

高温高圧の吸着結合の作用下でワークピースと工具材料の分子が結合するのを防ぎます。

7. 化学的安定性

これは、工具の材質が高温で周囲の媒体と化学反応しにくいことを意味します。

工具コーティング

アルミニウム合金の刃先交換式インサートは、現在、化学蒸着法により炭化チタン、窒化チタン、アルミナの硬質層または複合層でコーティングされています。 開発中の物理蒸着法は、アルミニウム合金工具だけでなく、ドリル、ホブ、タップ、フライスなどのハイス工具にも使用可能です。 硬質コーティングは化学物質の拡散や熱伝導を防ぐバリアとして、切削中の工具の摩耗速度を遅くし、コーティングされた刃の寿命はコーティングされていない刃の寿命に比べて約 1 ～ 3 倍長くなります。

工具の選択は、NC プログラミングの人間と機械の対話状態で実行されます。 工作機械の加工能力、被削材の性能、加工手順、切削量などに応じて、工具やハンドルを適切に選択する必要があります。

工具選択の一般原則: 取り付けと調整が簡単、優れた剛性、高い耐久性と精度。 加工要件を満足することを前提として、工具加工の剛性を高めるために短い工具ハンドルを選択するようにしてください。 工具を選択する際には、加工するワークの表面サイズに合わせて工具のサイズを調整する必要があります。

1. エンドミルは平面部品の外周の輪郭を加工する場合によく使用されます。

2. 平面をフライス加工する場合は、超硬刃フライスを選択する必要があります。

3. 凸・溝加工の場合はハイスエンドミルをお選びください。

4. ブランク面の加工や穴の荒加工をする場合には、超硬刃のコーンフライスをお選びいただけます。

5. 一部の垂直面や可変ベベル輪郭の加工には、ボールエンドミル、リングフライス、コニカルフライス、ディスクフライスなどがよく使用されます。

6. 自由曲面の加工では、ボールヘッドツール先端の切削速度がゼロであるため、加工精度を確保するために一般に切削線の間隔が非常に密であるため、ボールヘッドがよく使用されます。表面の仕上げ。

7、フラットヘッドツールは、表面加工の品質と切断効率がボールヘッドナイフよりも優れているため、粗面加工でも仕上げでも、確実に切断することを前提としている限り、フラットヘッドナイフを選択することを優先する必要があります。 。

8. マシニングセンタでは、さまざまな工具が工具ライブラリにインストールされており、手順に従って随時工具の選択や工具交換が行われます。 したがって、穴あけ、中ぐり、拡張、フライス加工などのプロセス用の標準工具を機械の主軸または工具ライブラリに迅速かつ正確に取り付けるには、標準工具ハンドルを使用する必要があります。 ツールの数は可能な限り減らす必要があります。ツールをインストールしたら、実行できるすべての処理部分を完了する必要があります。たとえ同じサイズ仕様の工具であっても、荒仕上げ工具は別々に使用する必要があります。穴あけ前のフライス加工。最初に表面仕上げを実行し、次に 2D 輪郭仕上げを実行します。 生産効率を向上させるために、CNC 工作機械の自動工具交換機能を可能な限り使用する必要があります。

純アルミニウム加工時のアルミニウム加工の問題点と解決策、ナイフがつきやすい原因とその解決策：

1. アルミニウム素材は質感が柔らかく、高温でも貼り付きやすいです。

2. アルミニウムは高温に強くなく、開けやすいです。

3. 切削油加工関連：油潤滑性能が良好。優れた水溶性冷却性能。乾式切断コストが高い。

4. 純アルミニウムを加工する場合は、ポジティブな前角、鋭い切れ刃、大きな切りくず排出溝、ねじれ角45度または55度のアルミニウム加工専用のエンドミルを選択する必要があります。

5. ワークの材質とCNCツールの親和性が高まります。

6. 軟質材料を加工する荒前工具。

推奨事項: 工作機械の状態が悪いから良好。要件は低いから高い。高速度鋼、コーティング研磨超硬、PCD 多結晶ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンドを使用してください。

7. 切削液により低速を回避、高速オイルミスト潤滑で効果向上、アルミ合金対応

部品の高温・高圧・高速化、腐食性流体中での作業、難加工材料の適用増加、切削加工の自動化レベル、加工精度の要求はますます高くなっています。 この状況に適応するために、ツールの開発の方向性は、新しいツール材料の開発と適用になります。工具の蒸着コーティング技術をさらに開発し、高靱性と高強度のマトリックスに高硬度のコーティングを堆積させ、工具材料の硬度と強度の間の矛盾をよりよく解決します。インデックス可能なツール構造のさらなる開発。ツールの製造精度を向上させ、製品の品質の差を減らし、ツールの使用を最適化します。 CNCアルミニウム合金加工ツールの選び方。