CNC 切削工具は、機械製造における切削に使用される工具で、切削工具とも呼ばれます。優れた加工装置と高性能 CNC 切削工具を組み合わせることで、本来の性能を最大限に発揮し、優れた経済的利益を得ることができます。切削工具材料の開発により、さまざまな新しい切削工具材料がより優れた物理的、機械的特性と切削性能を備えています。大幅に改良され、適用範囲も拡大しています。
CNCツールの構造
1. 各種ツールの構造はクランプ部と作業部から構成されています。一体構造ツールのクランプ部と作業部はすべてカッター本体上に作られており、インサート構造ツールの作動部分（ナイフの歯または刃）がカッター本体に取り付けられています。
2. クランプ部分は穴付きとハンドル付きの2種類があります。穴の開いた工具は、内穴を介して工作機械の主軸やマンドレルにセットされ、円筒フライスやフライスなどの軸方向キーや端面キーを介してねじりモーメントが伝達されます。シェル正面フライスなど
3. ハンドル付きナイフには通常、角シャンク、円筒シャンク、円錐シャンクの 3 つのタイプがあります。旋削工具、かんな工具などは一般に長方形のシャンクです。円錐形のシャンクはテーパーによって軸方向の推力に耐え、摩擦の助けを借りてトルクを伝達します。円筒形のシャンクは通常、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。生じる摩擦力によってトルクが伝達されます。多くのシャンクナイフのシャンクは低合金鋼で作られており、作業部分はハイス鋼で2つの部分を突合せ溶接して作られています。
4. 工具の作動部分とは、刃物、切りくずを破砕または巻き取る構造、切りくず除去または切りくずを保管するための空間、切削液の流路などの構造要素を含む、切りくずを生成および処理する部分です。旋削工具、かんな、ボーリング工具、フライスなど、一部の工具の作動部分は切削部分です。一部の工具の作業部には、ドリル、リーマ、リーマ、内面プルナイフ、タップなどの切削部と校正部が含まれます。切削部の機能は刃で切りくずを除去することであり、校正部の機能は加工面を滑らかにし、工具をガイドするためのものです。
5. ツールの作動部の構造は一体型、溶接型、機械的クランプ型の3種類があります。全体的な構造は、カッター本体に切れ刃を作ることです。溶接構造は、刃を鋼製カッター本体にろう付けすることです。機械的なクランプ構造は 2 つあり、1 つはカッター本体に刃をクランプする構造で、もう 1 つはろう付けされたカッターヘッドをカッター本体にクランプする構造です。超硬工具は通常、溶接構造または機械的クランプ構造で作られています。磁器ツールはすべて機械的なクランプ構造です。
6. 工具の切削部の幾何学的パラメータは、切削効率と加工品質に大きな影響を与えます。すくい角を大きくすると、すくい面が切削層を圧迫する際の塑性変形が軽減され、前方を流れる切りくずの摩擦抵抗が軽減され、切削抵抗と切削熱が低減されます。ただし、すくい角を大きくすると刃先強度が低下し、カッタヘッドの放熱量が減少します。
CNC工具の分類
1 つのカテゴリ: 旋削工具、かんな、フライス、外面ブローチやヤスリなど、さまざまな外面を加工するための工具。
2番目のカテゴリ：ドリル、リーマ、ボーリング工具、リーマ、内面ブローチなどの穴加工工具。
3番目のカテゴリー：タップ、ダイス、自動開閉ねじ切りヘッド、ねじ切り工具、ねじ切りフライスなどを含むねじ加工工具。
4番目のカテゴリ: ホブ、歯車成形カッター、歯車シェービングカッター、かさ歯車加工ツールなどを含む歯車加工ツール。
5 番目のカテゴリ: インサート丸鋸刃、バンドソー、弓鋸、カットオフ回転工具、鋸刃フライスなどを含むカットオフ工具。
NCツールの摩耗の判定方法
1.加工中、主に切削加工中に摩耗しているかどうかをまず判断し、音を聞いてください。加工中に突然工具の音が正常な切削ではなくなります。もちろん、これには経験の蓄積が必要です。
2. 処理を見てください。加工中に不規則な火花が断続的に発生する場合は、工具が摩耗していることを意味します。工具の平均寿命に応じて適時に工具を交換できます。
3. 鉄粉の色を見てください。鉄やすりの色が変化した場合は、加工温度が変化したことを意味しており、これは工具の磨耗が原因である可能性があります。
4. 鉄粉の形状を見てください。鉄粉の両面がギザギザになったり、鉄粉が異常にカールしたり、鉄粉が細かくなったりする。明らかに通常の切削感覚ではなく、工具が磨耗している証拠です。
5. ワークの表面を見ると、明るいマークが付いていますが、粗さやサイズは大きく変化していません。これは実際には工具が摩耗していることです。
6. 音を聞いてください。ツールが速くないと加工振動が大きくなり、異音が発生します。このとき、「刃物刺し」をしてワークを廃棄しないように注意してください。
7. 工作機械の負荷を観察してください。明らかな段階的な変化がある場合は、工具が摩耗している可能性があることを意味します。
8. 工具を切り出すとき、ワークピースに大きなバリがあり、粗さが減少し、ワークピースのサイズが変化する、その他の明らかな現象も工具摩耗の判断基準となります。つまり、見て、聞いて、触って、その一点を要約できれば、その道具が磨耗しているかどうかを判断することができます。
CNCツールの選択原則
1. 加工で最も重要なのはツールです
ツールが動作を停止すると、生産の停止を意味します。しかし、すべてのナイフが同じ重要な地位を持っているという意味ではありません。切削時間の長い工具は生産サイクルに大きな影響を与えるため、同じ前提の下でこの工具にはさらに注意を払う必要があります。さらに、重要なコンポーネントやツールを厳しい加工公差で加工する場合には注意を払う必要があります。さらに、ドリル、溝入れ工具、ねじ切り工具など、切りくず処理が比較的悪い工具にも注意が必要です。ダウンタイムは、切りくず制御が不十分なために発生する可能性があります。
2.工作機械とのマッチング
包丁には右利き用と左利き用がありますので、包丁選びはとても大切です。一般に、右利きの工具は、(スピンドルに沿って見て) 反時計回り (CCW) に回転する機械に適しています。左利き用の工具は、時計回り (CW) に回転する機械に適しています。複数の旋盤があり、左利き用の工具を保持する旋盤と左利き用の旋盤がある場合は、左利き用の工具を選択します。ただし、フライス加工の場合、一般的に、より汎用性の高いツールを選択する傾向があります。しかし、このタイプの工具は加工範囲が広いにもかかわらず、すぐに工具の剛性が失われ、工具のたわみが大きくなり、切削パラメータが低下し、加工振動が発生しやすくなります。また、工作機械の工具交換用マニピュレータにも工具の大きさや重量の制限があります。主軸に内部冷却用貫通穴のある工作機械をご購入の場合は、内部冷却用貫通穴のある工具もお選びください。
3. 加工素材とのマッチング
炭素鋼は機械加工で一般的に加工される材料であるため、ほとんどの切削工具は最適化された炭素鋼加工に基づいて設計されています。刃のグレードは加工材料に応じて選択してください。工具メーカーは、超合金、チタン合金、アルミニウム、複合材料、プラスチック、純金属などの非鉄材料を加工するためのさまざまなカッター本体と適合するインサートを提供しています。上記材質を加工する場合は、材質に合った工具をお選びください。ほとんどのメーカーは、どのような材質が加工に適しているかを示すさまざまなシリーズの切削工具を持っています。例えば、DaElementの3PPシリーズは主にアルミニウム合金の加工に、86Pシリーズはステンレス鋼の加工に、6Pシリーズは高硬度鋼の加工に特化しています。
4. ツール仕様
よくある間違いは、小さすぎる旋削工具や大きすぎるフライス工具を選択することです。大型の旋削工具は剛性が高く、一方、大型のフライスは高価なだけでなく、エアカットに時間がかかります。一般に、大型の包丁の価格は小型の包丁よりも高くなります。
5. 交換可能なブレードまたは再研磨ナイフのいずれかを選択します
従うべき原則は単純です。ナイフを研ぎ直すのは避けるようにしてください。一部のドリルや正面フライスを除き、条件が許せば刃先交換式またはヘッド交換式のカッターを選択するようにしてください。人件費を節約しながら安定した加工結果が得られます。
6. 工具の材質とグレード
工具の材質とブランドの選択は、加工される材料の特性、工作機械の最大速度と送り速度に密接に関係しています。機械加工される材料のグループ (通常はコーティング) に共通の工具グレードを選択します。ツール供給元が提供する「グレード適用推奨表」を参照してください。実際のアプリケーションでよくある間違いは、他の工具メーカーの同様の材質グレードを置き換えることで工具寿命の問題を解決しようとすることです。既存のナイフが理想的でない場合は、別のメーカーの同様のブランドに切り替えると、同様の結果が得られる可能性があります。この問題を解決するには、ツールの障害の原因を特定する必要があります。
7. 電力要件
指針となる原則は、すべてから最善を尽くすことです。 20 馬力のフライス盤を購入した場合、ワークと治具が許せば、工作機械の電力利用率の 80% を達成できるように、適切な工具と加工パラメータを選択してください。工作機械の取扱説明書の動力・速度表に特にご注意いただき、機械動力の範囲に応じて最適な切削用途を実現できる工具を選定してください。
8. 刃数
原則は、多ければ多いほど良いです。 2 倍の切れ刃を備えた旋削工具を購入しても、2 倍の値段を支払うという意味ではありません。また、適切な設計により、過去 10 年間で溝入れ、突切り、および一部のフライス加工インサートの刃先の数が 2 倍になりました。 4 つの切れ刃チップしか備えていない元のフライスを 16 切れ刃のチップに交換することは珍しいことではありません。刃数の増加はテーブル送りと生産性に直接影響します。
9. 一体型ツールまたはモジュラーツールを選択します
小さなフォーマットのツールはモノリシック設計に適しています。大判ツールはモジュール設計に適しています。大型の切削工具の場合、切削工具が故障した場合、ユーザーは小型で安価な部品を交換するだけで新しい切削工具を入手したいと考えることがよくあります。これは、溝入れ工具やボーリング工具に特に当てはまります。
10. 単一ツールまたは多機能ツールを選択します
ワークピースが小さいほど複合工具に適する傾向があります。たとえば、穴あけ、旋削、内径ボーリング、ねじ切り、面取りを組み合わせた多機能工具です。もちろん、より複雑なワークピースには多機能ツールが適しています。工作機械は、停止しているときではなく、切削しているときにのみ利益をもたらします。
11. 標準ツールまたは非標準ツールを選択します
数値制御加工 (CNC) の普及により、工作物の形状は工具に依存するのではなくプログラミングによって実現できると一般に考えられているため、非標準工具は必要なくなりました。実際、規格外のナイフは依然としてナイフの総売上高の 15% を占めています。なぜ？切削工具を使用することで、ワークの寸法要件を満たし、工程を短縮し、加工サイクルを短縮できます。量産の場合、非標準の切削工具を使用すると加工サイクルが短縮され、コストが削減されます。
12. 切りくず管理
目的は切りくずではなくワークピースを加工することですが、切りくずは工具の切削状態を明確に反映する可能性があることに注意してください。全体として、ほとんどの人が挿し木を解釈する訓練を受けていないため、挿し木については固定観念があります。次の原則を思い出してください。良いチップはプロセスを破壊しませんが、悪いチップはその逆を行います。ほとんどのチップはチップブレーカを使用して設計されており、軽切削の仕上げ加工から重切削の荒加工まで、送り速度に応じてチップブレーカが設計されています。チップが小さければ小さいほど、破壊するのは難しくなります。難削材の場合、切りくず処理が課題となります。加工材料は変更できませんが、新しい工具を使用して切削速度、送り、切り込み量、刃先コーナRなどを調整することができます。総合的な選択により切りくずの最適化、加工の最適化を実現します。
13. プログラミング
工具、ワークピース、CNC 加工機では、多くの場合、ツール パスを定義する必要があります。理想的には、基本的なマシンコードを知っていて、CAM パッケージを持っている必要があります。ツールパスでは、ランピング角度、回転方向、送り、切削速度などの工具特性を考慮する必要があります。各工具には、加工サイクルを短縮し、切りくずを改善し、切削抵抗を低減するための対応するプログラミング技術があります。優れた CAM ソフトウェア パッケージは、労力を節約し、生産性を向上させることができます。
14. 革新的なナイフか従来の成熟したナイフを選択する
現在の技術開発の速度では、切削工具の生産性は 10 年ごとに 2 倍になる可能性があります。 10 年前に推奨された工具の切削パラメータを比較すると、現在の工具では加工効率が 2 倍に向上しますが、切削能力は 30% 低下していることがわかります。新しい切削工具の合金マトリックスは強靱性が高く、高い切削速度と低い切削抵抗を実現します。ブレーカと材種は、用途の特異性が低く、汎用性が広いです。同時に、現代のナイフは多用途性とモジュール性を追加しており、その両方により在庫が削減され、工具の用途が拡大します。切削工具の開発は、旋削と溝入れの両方の機能を備えたバワンカッターや、高速加工、最小量潤滑 (MQL) 加工を促進した高送りフライスなどの新しい製品設計と加工コンセプトにもつながりました。そしてハードターニング技術。上記などの理由から、加工方法のフォローや切削工具の技術の習得も必要であり、そうでないと後手に回ってしまいます。
15. 価格
ツールの価格は重要ですが、ツールに支払われる生産コストほど重要ではありません。ナイフには独自の価格がありますが、ナイフの価値は生産性を高めるためにナイフが果たす役割にあります。通常、低価格のナイフほど生産コストが高くなります。切削工具の価格は部品コストのわずか 3% にすぎません。したがって、ナイフの購入価格ではなく、ナイフの生産性に焦点を当ててください。
投稿日時: 2018 年 1 月 27 日
