加工精度は適切な切削工具から始まります。しかし、 に最適なものをどのように選択すればよいでしょうか CNC 加工のニーズ ?
このガイドでは、CNC 加工における切削工具の重要な役割について説明します。生産性、精度、工具の寿命を向上させるために適切な工具を選択する方法を学びます。
切削工具は、CNC 加工を含むさまざまな加工プロセスで、ワークピースから材料を除去するために使用されるデバイスです。その主な機能は、材料を所望の寸法と表面仕上げに成形、切断、または仕上げることです。切削工具は、材料の一部を切り取るのに十分な力を加えて動作し、材料を正確な形状に変形します。
CNC 加工では、切削工具がワークピースと直接相互作用し、その性能が加工品質と生産性に大きく影響します。鋭く、よくメンテナンスされた切削工具により、精度、滑らかな仕上げが保証され、サイクルタイムが短縮されます。一方で、使い古されたツールや間違ったツールの選択は、結果の低下、非効率、生産時間の延長につながる可能性があります。\
切削工具と工作機械はどちらも機械加工において重要なコンポーネントですが、その目的は異なります。 CNC 旋盤、フライス盤、ドリルなどの工作機械は、ワークピースを保持して移動を容易にし、機械加工作業に必要なセットアップとサポートを提供します。対照的に、切削工具は材料と直接係合して実際の材料除去プロセスを実行し、望ましい形状と仕上げを作成します。
CNC 加工では、切削工具が材料と相互作用し、切りくずを除去し、設計仕様に従ってワークピースを成形します。工作機械は切削工具が正確に位置決めされ、所定の経路に沿って移動することを保証し、高精度を保証します。
切削工具の材質の選択は、完成したワークピースの性能、耐久性、品質に大きな影響を与えます。適切に選択された材料は、加工効率を向上させるだけでなく、精度を確保し、工具寿命を延ばし、ダウンタイムを最小限に抑えます。切削工具にはさまざまな材質が使用されており、それぞれが特定の用途に合わせた独自の特性を備えています。
切削工具に最も一般的に使用される材料は次のとおりです。
材料 | 重要な機能 | 最適な用途 |
ハイス鋼(HSS) | 手頃な価格、多用途、優れた耐摩耗性 | 一般加工、低速から中速の用途 |
炭化物 | 高硬度、耐熱性、切れ味持続性 | 高速加工、高硬度材 |
セラミックスとCBN | 非常に耐熱性が高く、タフな素材に最適 | 鋳鉄、焼入れ鋼の高速加工 |
ダイヤモンドツール | 非常に硬く、正確で、長持ちします | アルミニウムや銅などの非鉄金属 |
これらの材料にはそれぞれ明確な利点があり、特定の加工条件に適しています。特定の CNC 加工タスクに適切な切削工具を選択するには、これらの材料の特性と用途を理解することが不可欠です。
● 高速度鋼 (HSS): HSS は、その汎用性とコスト効率の高さから、切削工具で最も一般的に使用される材料の 1 つです。耐摩耗性に優れており、加工中に発生する熱に耐えても切れ味を損なうことがありません。 HSS 工具は通常、中程度の切削速度が必要な一般的な機械加工作業に使用されます。また、研ぎや再調整も簡単なので、低速用途向けの手頃な価格のオプションになります。
●超硬：超硬工具はタングステンカーバイドとその他の元素を組み合わせて作られており、非常に硬く、耐摩耗性に優れています。超硬工具は高速加工、特にステンレス鋼や工具鋼などのより硬い材料の切断に適しています。 HSS とは異なり、超硬工具は切れ味をより長く維持できるため、工具寿命が長くなり、ダウンタイムが減少します。また、超硬工具は熱膨張が少ないため、精密加工に最適です。
● セラミックスと CBN (立方晶窒化ホウ素): セラミックスと CBN は、耐熱性と耐久性が重要な高速加工用途に使用されます。セラミックは耐熱性と耐摩耗性に優れているため、鋳鉄や焼き入れ鋼などの材料の仕上げ加工に最適です。ただし、超硬よりも脆いため、通常は連続切削作業に使用されます。 CBN はダイヤモンドに次ぐ硬度を持ち、特に高硬度鋼や超合金の加工に威力を発揮します。
● ダイヤモンドツール: ダイヤモンドは既知の材料の中で最も硬く、優れた耐摩耗性と高精度を備えています。ダイヤモンドチップ付き切削工具は、アルミニウム、銅、特定のプラスチックなどの非鉄金属の加工によく使用されます。ダイヤモンド工具は優れた表面仕上げを提供し、厳しい公差が必要な用途に特に役立ちます。これらは、航空宇宙、自動車、エレクトロニクスなどの業界における高精度の操作に特に有益です。
CNC 加工用の切削工具材料を選択する場合、最適なパフォーマンスを確保するには、いくつかの要素を慎重に考慮する必要があります。
●硬度：切削工具の材質は、加工される材質よりも硬い必要があります。超硬やダイヤモンドなどの硬質材料は、丈夫な金属や合金を切断するのに不可欠です。特に超硬は工具鋼などの硬質金属の高速加工に最適な材料であり、一方、ダイヤモンド工具は超精密切削が必要な非鉄材料に最適です。
● 靭性: 硬度は重要ですが、特に切削抵抗が変化する可能性がある作業では、靭性も同様に重要です。 HSS などの一部の材料は優れた靭性を備えているため、断続切削での衝撃や破損に耐えることができます。このため、ワークの力が変動する可能性がある場合や工具の破損が起こりやすい場合の加工用途に適しています。
●耐摩耗性: 切削工具は、特に硬い材料や研磨材を扱う場合、加工中の著しい摩耗に耐えます。超硬・CBN工具は耐摩耗性に優れ、切れ味と切れ味を長期間維持します。これは、工具を頻繁に交換することなく連続使用に耐える必要がある高速 CNC 加工には不可欠です。
切削工具の形状は、その有効性と寿命に重要な役割を果たします。切削工具の設計において最も重要な角度には、すくい角、逃げ角、切れ刃角が含まれます。
● すくい角: この角度は、切削工具が材料をどの程度容易にせん断するかに影響します。正のすくい角は切削抵抗を低減し、プロセスをよりスムーズにします。一方、負のすくい角はより硬い材料を切断するための強度を高めます。
●逃げ角：逃げ角により刃先のみがワークに接触するようになり、摩擦が軽減され、工具の過度の摩耗が防止されます。
適切な形状により、効率的な切りくず除去、表面仕上げの向上、切削抵抗の低減が保証され、それによって工具寿命と加工生産性の両方が向上します。
工具の形状は、熱放散、切りくず形成、表面仕上げなど、機械加工プロセスのいくつかの要素に直接影響します。たとえば、工具のノーズ半径は切削力の分散方法に影響し、一般にノーズ半径が大きいほど工具のたわみが減少し、表面仕上げが向上します。
最高の加工結果を得るには、CNC オペレーターは、切削される材料と実行される操作の種類に基づいて、最適な形状の切削工具を慎重に選択する必要があります。適切に設計された切削工具の形状は、精度の向上、より滑らかな仕上げ、より効率的な切削につながります。
シングルポイント切削工具は通常、CNC 旋盤での旋削加工に使用されます。これらのツールは単一の刃先を備えており、ワークピースから材料を徐々に除去するように設計されています。シングルポイントツールは主にシャフトなどの円筒形状を製造するために使用され、特に仕上げ加工に効果的です。
ドリルビットやフライスなどの多点切削工具は、同時に動作する複数の刃先を備えています。この機能により、シングルポイントツールよりも材料をより効率的に除去し、滑らかな仕上げを行うことができます。
● フライスカッター: これらのツールは多用途であり、材料にさまざまな形状、表面、スロット、輪郭を作成するために使用できます。
● ドリルビット: ドリルは、材料にさまざまなサイズの丸い穴を作成できるように特別に設計されており、マルチポイント設計により、より迅速かつ均一な切断が可能になります。
CNC 加工で高品質の結果を達成するには、特定の作業に適切な切削工具を選択することが重要です。ここでは、いくつかの一般的な CNC 操作と、それぞれに使用されるツールの比較を示します。
手術 | 推奨ツール | 最高の機能 |
掘削 | ドリルビット | 穴あけに使用され、さまざまなサイズとデザインが利用可能 |
フライス加工 | フライス | 複雑な形状、スロット、表面に多用途に対応 |
旋回 | シングルポイントターニングツール | 円筒形状の作成に最適 |
各操作には特定の要件があり、効率と精度を維持するには、作業に適したツールを選択することが不可欠です。
時間の経過とともに、切削工具は摩耗し、性能に影響を及ぼします。最も一般的な摩耗の種類は次のとおりです。
● 逃げ面摩耗: 工具の側面で発生し、寸法精度と切削能力に影響を与えます。
● クレータ摩耗: クレータ摩耗は工具の面に見られ、切削プロセス中に発生する熱と圧力によって発生します。
● ノッチ摩耗: これは切削の深さで発生し、監視および対処しないと工具の故障につながります。
定期的な検査と摩耗した工具の適時交換により、加工欠陥を防止し、高品質の生産を保証できます。
CNC 切削工具の寿命を延ばすには、いくつかの戦略があります。
戦略 | 説明 |
コーティング | 窒化チタン (TiN) などのコーティングを適用して、摩耗を軽減し、耐熱性を向上させます。 |
最適化された切断パラメータ | 速度、送り速度、深さを調整して切削効率のバランスをとり、工具の摩耗を最小限に抑えます。 |
冷却剤 | 適切な冷却剤を使用して摩擦を低減し、熱を放散し、工具を早期の摩耗から保護します。 |
これらの戦略は、工具の寿命を向上させるだけでなく、全体的な加工効率も向上します。
継続的なパフォーマンスを確保し、ダウンタイムを回避するには、ツールの定期メンテナンスが不可欠です。定期的な検査、洗浄、研磨により、重要な機械加工作業中の工具の故障を防ぐことができます。
切削工具の最近の技術革新には、ナノ構造工具やダイヤモンド コーティングなどがあります。ナノ構造ツールは、ナノスケールで洗練された構造を特徴とし、高い硬度と耐摩耗性を備えています。ダイヤモンド コーティングされたツールは、既知の材料の中で最も硬いため、高精度 CNC 加工において並外れた精度と寿命を実現します。
これらの先進的な材料は、航空宇宙部品や精密エレクトロニクスなどの頑丈な材料を高速で加工する場合に特に役立ちます。
CNC 加工が進化し続けるにつれて、ツール自体も進化しています。スマート ツールの新たな開発により、ツールのパフォーマンスをリアルタイムで監視できるようになりました。切削工具にセンサーを組み込むことで、オペレータは温度、摩耗、振動などのパラメータを追跡できるため、工具の交換や調整について、より多くの情報に基づいた決定が可能になります。
CNC 加工の自動化により工具の使用も最適化され、手動介入の必要性が減り、全体的な効率が向上します。
切削工具は製造や CNC 加工に不可欠です。適切な工具の選択は、生産性、精度、工具の寿命に影響を与えます。適切なメンテナンスにより、ツールは長期間にわたって効果を維持できます。 のような企業にとって Suzhou Welden Intelligent Tech Co., Ltd.、高品質の切削工具を提供することで、加工効率と生産量が大幅に向上し、顧客に長期的な価値を提供できます。
A: CNC 加工の切削工具は、ワークピースから材料を成形したり除去したりするために使用されます。穴あけ、フライス加工、旋削などの作業を実行して、精密な部品を作成します。
A: CNC 加工に適した切削工具の選択は、加工される材料、操作の種類、および希望する仕上げによって異なります。最適なパフォーマンスを得るには、超硬やハイスなどの工具材料を検討してください。
A: CNC 加工における工具の適切なメンテナンスにより、寿命と精度が保証され、ダウンタイムが削減されます。定期的な検査と研磨により、性能を維持し、高価な工具の交換を回避できます。
A: 切削工具の一般的な材質には、高速度鋼 (HSS)、超硬、セラミック、ダイヤモンドなどがあります。これらの材料は、さまざまな加工作業にさまざまなレベルの硬度と耐摩耗性を提供します。
A: すくい角や逃げ角などの切削工具の形状は、切りくず形成、熱放散、および表面仕上げに影響します。適切な形状により、CNC 操作における効率的かつ正確な加工が保証されます。
