CNC工作機械の工具材質要件
高い硬度と耐摩耗性
工具の刃部の硬度は被削材の硬度より高くなければなりません。工具素材の硬度が高いほど、耐摩耗性は向上します。工具材料の室温での硬度は HRC62 以上である必要があります。硬度は通常のものよりも高くすることができますCNC機械加工部品.
十分な強度と靭性
過度の切削加工においても、工具は優れた圧力に耐えます。場合によっては、衝撃や振動条件下でも動作することがあります。工具の折れや折れを防ぐためには、工具の材質に十分な強度と靭性が必要です。一般に、工具材料の強度を表すには曲げ強度が使用され、工具材料の靭性を表すには衝撃値が使用されます。
より高い耐熱性
耐熱性とは、高温下で硬度、耐摩耗性、強度、靱性を維持するための工具材料の性能を指します。工具素材の切削性能を測る有力な指標です。この性能は工具材料の赤硬度としても知られています。
良好な熱伝導性
工具材料の熱伝導率が大きいほど、工具からより多くの熱が伝達され、工具の切削温度が低下し、耐久性が向上します。
加工性が良い
工具の加工や製造を容易にするために、工具材料は、鍛造、圧延、溶接、切断、研削性、熱処理特性、工具材料の高温塑性変形特性などの良好な加工特性を備えている必要があります。超硬合金およびセラミック工具材料には、優れた焼結特性と加圧成形特性も必要です。
工具材質の種類
ハイス鋼
ハイス鋼は、W、Cr、Moなどの合金元素からなる合金工具鋼です。熱安定性が高く、強度、靱性が高く、ある程度の硬度と耐摩耗性を備えているため、非鉄・各種金属材料の加工に適しています。さらに、その優れた加工技術により、異方性の機械的特性を持ち、焼入れ変形を低減する複雑な成形工具、特に粉末冶金高速度鋼の製造に最適です。精密で複雑な成形工具の製造に適しています。
超硬合金
超硬合金は硬度が高く、耐摩耗性に優れています。カットするときCNC旋削部品、その性能はハイス鋼より優れています。耐久性はハイス鋼の数倍から数十倍ありますが、衝撃靱性は劣ります。切削性に優れているため、工具素材として広く使用されています。
切削工具用超硬合金の分類とマーキング
コーティングブレード
1) CVD法のコーティング材はTiCであり、超硬工具の耐久性が1～3倍向上します。コーティングの厚さ: 刃先が鈍く、速度寿命の向上に役立ちます。
2) PVD物理蒸着法のコーティング材料はTiN、TiAlN、Ti(C,N)であり、超硬工具の耐久性が2～10倍向上します。薄いコーティング。シャープなエッジ。切削抵抗の低減に有利です。
★ コーティングの最大厚さ ≤ 16um
CBNとPCD
立方晶窒化ホウ素（CBN） 立方晶窒化ホウ素（CBN）は、硬度と熱伝導率がダイヤモンドに劣り、熱的および化学的安定性が高いです。そのため、焼き入れ鋼、硬質鋳鉄、超合金、超硬合金の加工に適しています。
多結晶ダイヤモンド (PCD) PCD は、超硬母材上に焼結されて切削工具として使用されます。超硬合金、セラミックス、ハイシリコンアルミニウム合金などの耐摩耗性、高硬度、非金属、非鉄材料の仕上げ加工が可能です。
★ISOマシンクランプブレード材質分類★
スチール部品：P05 P25 P40
ステンレス鋼：M05 M25 M40
鋳鉄：K05 K25 K30
★数値が小さいほど刃が複雑になり、工具の耐摩耗性は良くなりますが、耐衝撃性は悪くなります。
★数値が大きいほど刃が柔らかくなり、工具の耐衝撃性が向上し、耐摩耗性が低下します。
ブレードモデルとISO表現ルールに変換可能
1. 刃の形状を表すコード
2. 前刃のバックアングルを表すコード
3. 刃物の寸法公差を表す記号
4. 切りくず分断とブレードのクランプ形状を表すコード
5. 刃長で表す
6. 刃の厚さを表すコード
7. 研磨刃とR角を表すコード
その他の数字の意味
8 は特別なニーズを示すコードを指します。
９は送り方向のコードを表す。例えば、コードＲは右送りを表し、コードＬは左送りを表し、コードＮは中間送りを表す。
１０は切りくず分断溝タイプのコードを表す。
11 は工具会社の材料コードを表します。
切断速度
切削速度Vcの計算式：
式では次のようになります。
D - ワークピースまたはツールチップの回転直径、単位: mm
N - ワークまたはツールの回転速度、単位: r/min
一般的な旋盤でのねじの加工速度
糸を回すための主軸速度 n。ねじ切り加工の際、旋盤の主軸速度はワークのねじピッチ（リード）の大きさ、駆動モータの昇降特性、ねじ補間の速度など多くの要因に影響されます。したがって、CNC システムが異なると、旋削ねじのスピンドル速度に特有の違いが存在します。一般的なCNC旋盤でねじを回す際の主軸回転数の計算式は以下のとおりです。
式では次のようになります。
P - ワークねじのねじピッチまたはリード、単位: mm。
K - 保険係数、通常は 80。
ねじ加工の各送り深さの計算
ねじ切りツールパスの数
1) 荒加工
荒加工送りの実験計算式：frough=0.5 R
ここで: R ------ 工具先端円弧半径 mm
F ------ 荒加工ツール送り mm
2) 仕上げ
式中： Rt ------ 輪郭深さ μ m
F ------ 送り速度 mm/r
r ε ------ ツールチップの円弧の半径 mm
送り速度と切りくず分断溝に応じて荒・仕上げ旋削を区別
F≧0.36荒加工
0.36 ＞ f ≧ 0.17 中仕上げ
F＜0.17 仕上げ加工
ブレードの粗加工と仕上げ加工に影響を与えるのはブレードの材質ではなく、切りくず分断溝です。面取りが40μm以下であれば刃先が鋭利になります。
投稿日時: 2022 年 11 月 29 日