横型加工に関しては、加工プロセスに大きな影響を与える重要な要素の 1 つはワークピースの硬度です。経験豊富な横型加工サプライヤーとして、私はさまざまな課題に直面し、ワークピースの硬さに応じて加工パラメーターを調整する方法について貴重な洞察を学びました。このブログ投稿では、水平加工作業で最適な結果を達成するために役立ついくつかの実践的な戦略と考慮事項を紹介します。
ワークの硬さを理解する
パラメータの調整を詳しく説明する前に、ワークピースの硬度の概念を理解することが重要です。硬度は、変形、へこみ、または傷に対する材料の耐性を指します。材料によって硬度レベルは異なり、アルミニウムなどの柔らかい金属から、硬化鋼やセラミックなどの非常に硬い材料まで多岐にわたります。ワークピースの硬度は通常、ロックウェル、ブリネル、またはビッカース硬度試験などの標準化された試験を使用して測定されます。
ワークピースの硬度は、切削抵抗、工具の摩耗、表面仕上げ、寸法精度など、機械加工プロセスのさまざまな側面に直接影響します。したがって、加工される材料の硬度に基づいて適切な加工パラメータを選択することが重要です。
切断速度の調整
切削速度は最も重要な加工パラメータの 1 つであり、ワークピースの硬度に応じて調整する必要があります。一般に、ワークの硬度が高くなると、切削速度を下げる必要があります。これは、材料が硬いほど切削に多くのエネルギーが必要であり、切削速度が速いと過度の工具摩耗、切削抵抗の増加、および表面仕上げの低下につながる可能性があるためです。
アルミニウムや真鍮などの柔らかい材料の場合、より高い切断速度を使用して効率的な材料除去率を達成できます。ただし、ステンレス鋼や焼入れ鋼などのより硬い材料の場合、工具の破損を防ぎ、より長い工具寿命を確保するには、切削速度を下げる必要があります。経験則として、硬度 200 HB (ブリネル硬度) までの材料を加工する場合、切削速度 100 ～ 200 m/min を使用できます。硬度が 200 ～ 400 HB の材料の場合、切断速度を 50 ～ 100 m/min に下げる必要があります。また、硬度が 400 HB を超える材料の場合、20 ～ 50 m/min という低い切断速度が必要になる場合があります。
切削速度は、切削工具の種類、刃先の形状、使用するクーラントなどの他の要因にも依存することに注意することが重要です。したがって、工具メーカーの推奨事項を参照するか、切削テストを実施して、特定の被削材の最適な切削速度を決定することをお勧めします。
送り速度の変更
送り速度は、ワークピースの硬度に基づいて調整する必要があるもう 1 つの重要なパラメータです。送り速度とは、切削工具が 1 回転または 1 刃当たりワークピース内に進む距離を指します。切削速度と同様に、ワークの硬度が高くなるほど送り速度も下げる必要があります。
柔らかい材料では、より高い送り速度を使用して材料除去率を高めることができます。ただし、より硬い材料では、切削抵抗を軽減し、工具の損傷を防ぐために、送り速度を下げる必要があります。一般的なガイドラインは、軟質材料の場合は 0.1 ～ 0.3 mm/rev、中硬質材料の場合は 0.05 ～ 0.15 mm/rev、硬質材料の場合は 0.01 ～ 0.05 mm/rev の送り速度を使用することです。
また、各刃先が 1 回転ごとに除去する材料の量である切りくず負荷を考慮することも重要です。効率的な切りくずの形成と排出を確保するには、適切な切りくずロードが不可欠です。切りくず負荷が高すぎると、切りくず詰まり、切削抵抗の増加、仕上げ面の不良が発生する可能性があります。一方、チップ負荷が低すぎると、過度の工具摩耗が発生し、生産性が低下する可能性があります。
適切な切削工具の選択
異なる硬度のワークピースを加工する場合、切削工具の選択は非常に重要です。柔らかい材料の場合は、高速度鋼 (HSS) または超硬切削工具を使用できます。これらの工具は優れた切削性能を発揮し、比較的コスト効率が高くなります。ただし、より硬い材料の場合は、セラミックや立方晶窒化ホウ素 (CBN) などのより高度な切削工具材料が必要になる場合があります。
セラミックボーリングインサート高い硬度、耐摩耗性、熱安定性で知られています。これらは、焼入れ鋼、鋳鉄、ニッケル基合金などの硬質材料の機械加工に特に適しています。セラミックインサートは高い切削温度に耐えることができ、優れた表面仕上げと寸法精度を実現します。
面取りフライスインサートワークピースのエッジに面取りを作成するために設計されています。さまざまな加工用途に適したさまざまな形状とコーティングが用意されています。硬い材料を加工する場合、長い工具寿命と高品質の面取りを確保するために、鋭い切れ刃と耐摩耗性コーティングを備えた面取りフライスインサートを選択することが重要です。
鋼または重金属用のボーリングバー鋼やその他の重金属に穴を開けるのに使用されます。機械加工プロセスの特定の要件を満たすために、さまざまな直径、長さ、材質が用意されています。硬い材料を加工する場合、びびりを防止し、正確な穴開けを保証するために、高いねじり剛性と振動減衰設計を備えたボーリングバーを選択することが不可欠です。
切込み深さの考慮
切込み深さは、切削工具の 1 回の通過で除去される材料の厚さです。ワークの硬さに合わせて調整する必要もあります。一般に、より柔らかい材料の場合、より大きな切込み深さを使用して材料除去率を高めることができます。ただし、より硬い材料の場合は、切削抵抗を軽減し、工具の破損を防ぐために、より小さな切込み深さを推奨します。
柔らかい材料の一般的な切込み深さは 1 ～ 5 mm の範囲ですが、硬い材料の場合は 0.1 ～ 1 mm に制限される場合があります。切込み深さは、切削工具の形状、機械の出力、セットアップの剛性にも依存することに注意することが重要です。したがって、特定の加工操作に適切な切込み深さを決定する際には、これらの要素を慎重に考慮する必要があります。
クーラントの使用
クーラントは、水平加工、特に硬い材料を加工する場合に重要な役割を果たします。クーラントは切削温度を下げ、切削工具を潤滑し、切りくずを洗い流すのに役立ちます。これにより、加工されるワークの工具寿命、表面仕上げ、寸法精度が大幅に向上します。
硬い材料を加工する場合、効果的な切りくず排出と冷却を確保するために高圧クーラント システムが推奨されることがよくあります。クーラントは被削材、切削工具、加工内容に応じて選定してください。たとえば、水ベースのクーラントは一般的な機械加工用途によく使用されますが、油ベースのクーラントは難削材の加工に適しています。
切断テストの実施
上記の一般的なガイドラインにもかかわらず、特定の被削材の最適な加工パラメータはさまざまな要因によって異なる場合があります。したがって、切削速度、送り速度、切込み深さ、その他のパラメータの最適な組み合わせを決定するために切削テストを実施することを強くお勧めします。
切削テスト中は、切削抵抗、工具の摩耗、表面仕上げ、および加工されたワークピースの寸法精度を監視することが重要です。テスト結果を分析することで、加工パラメータを調整して、目的の加工パフォーマンスを実現できます。
結論
水平加工で最適な結果を得るには、ワークの硬度に応じて加工パラメータを調整することが不可欠です。切削速度、送り速度、切削工具の選択、切込み深さ、クーラントの使用量などの要素を慎重に考慮することにより、工具寿命、加工面仕上げ、および加工されたワークの寸法精度を向上させることができます。
横型加工のサプライヤーとして、当社はお客様に高品質の切削工具と加工パラメータの最適化に関する専門家のアドバイスを提供することに尽力しています。ご質問がある場合、または特定の用途に適した加工パラメータを選択する際にサポートが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様の加工目標の達成に向けて、皆様と協力できることを楽しみにしています。
参考文献
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- ブースロイド、G.、デューハースト、P.、ナイト、ワシントン州 (2011)。製造および組み立てのための製品設計。 CRCプレス。