CNC フライス加工部品に適切な切削パラメータを選択することは、生産の品質、効率、コストに直接影響を与える重要なプロセスです。 CNC フライス部品の信頼できるサプライヤーとして、私はこれらのパラメーターを正しく取得することの重要性を理解しています。このブログでは、CNC フライス加工オペレーションに最適な選択を行う方法についての洞察とガイドラインを共有します。
カットパラメータの基本を理解する
選択プロセスを詳しく調べる前に、CNC フライス加工の主要な切削パラメータを理解することが重要です。これらのパラメータには、切削速度、送り速度、切込み深さ、工具形状が含まれます。
- 切断速度：ワークに対して工具の刃先が移動する速度を指します。通常、表面フィート/分 (SFM) またはメートル/分 (m/min) で測定されます。切削速度は、材料の除去速度、工具寿命、および表面仕上げに影響します。
- 送り速度: 送り速度は、1 回転または 1 刃あたりの工具がワーク内に進む距離です。これは、1 回転あたりのインチ (IPR) または 1 回転あたりのミリメートル (mm/rev) で測定されます。適切な送り速度により、工具に過負荷をかけることなく効率的に材料を除去できます。
- 切込み深さ: 工具が 1 回のパスでワークに貫通する距離です。インチまたはミリメートルで測定されます。切込み深さは、切削抵抗、消費電力、および表面品質に影響を与えます。
- 工具形状: 切削工具の形状、サイズ、材質も切削プロセスにおいて重要な役割を果たします。異なる工具形状は、異なる材料や切削加工に適しています。
切削パラメータの選択に影響する要因
CNC フライス加工部品に適切な切削パラメータを選択する際には、いくつかの要素を考慮する必要があります。
ワーク材質
加工される材料の種類は最も重要な要素の 1 つです。材料が異なれば、硬度、靱性、熱伝導率などの機械的特性も異なります。たとえば、ステンレス鋼やチタンなどの硬い材料は、アルミニウムなどの柔らかい材料に比べて、低い切削速度と送り速度を必要とします。加工時CNC 機械加工金属部品、特定の合金に応じて切断パラメータを調整する必要があります。
工具の材質とコーティング
切削工具の材質とコーティングも切削パラメータに影響します。高速度鋼 (HSS) 工具は低速加工に適していますが、超硬工具はより高い切削速度に対応できます。窒化チタン (TiN)、炭窒化チタン (TiCN)、窒化アルミニウムチタン (AlTiN) などの工具コーティングにより、工具の耐摩耗性と性能が向上し、より高い切削速度と送り速度が可能になります。
工作機械の能力
CNC フライス盤の出力、主軸速度範囲、剛性などの機能を考慮する必要があります。高出力スピンドルを備えた機械は、より高い切削抵抗を処理でき、より大きな切込み深さと送り速度を可能にします。一方、機械の剛性が低い場合は、振動や粗悪な表面仕上げを避けるために、より控えめな切削パラメータが必要になる場合があります。
表面仕上げの要件
高品質の表面仕上げが必要な場合は、切削速度と送り速度を下げる必要がある場合があります。仕上げ加工では、多くの場合、滑らかな表面を実現するために、より小さな切込み深さとより高い送り速度が使用されます。例えば、ものづくりをするときに、CNC 加工 6 軸ロボット アクセサリ、適切に機能するには正確で滑らかな表面が必要な場合があるため、切断パラメータを慎重に選択する必要があります。
生産量
大量生産の場合、許容できる品質を維持しながら生産性を最大化することが重視されることがよくあります。これには、サイクル タイムを短縮するために、より高い切削速度と送り速度を使用することが含まれる場合があります。対照的に、少量生産またはプロトタイプ生産の場合は、より保守的な切断パラメータを使用することを意味する場合でも、可能な限り最高の品質を達成することに重点が置かれる場合があります。
切断パラメータを選択するためのステップバイステップガイド
ステップ 1: ワーク材質の決定
アルミニウム、スチール、真鍮、プラスチックなど、加工している材料の種類を特定します。その材料の切削パラメータに関する一般的なガイドラインについては、加工ハンドブックまたはオンライン リソースを参照してください。
ステップ 2: 切削ツールを選択する
被削材の材質や加工作業に適した形状、材質、コーティングを備えた工具を選択してください。歯数、ねじれ角、すくい角などの要素を考慮してください。
ステップ 3: 切断速度を計算する
被削材と工具の組み合わせに応じた推奨切削速度を使用してください。切断速度は次の式で計算できます。
[SFM=\frac{\pi\times D\times N}{12}]
ここで、(SFM) は 1 分あたりの表面フィート、(D) はインチ単位の工具直径、(N) は 1 分あたりの回転数 (RPM) で表す主軸速度です。
ステップ 4: 送り速度を決定する
送り速度は、切削速度、工具の歯数、および加工される材料によって異なります。一般的な経験則としては、最初は控えめな送り速度から開始し、工具の性能と表面仕上げの要件に基づいて徐々に送り速度を上げていきます。
ステップ 5: 切込み深さを決定する
切込み深さは、工具の強度、機械の能力、材料除去率の要件に基づいて選択する必要があります。荒加工では、より大きな切込み深さを使用して材料を迅速に除去できますが、仕上げ加工では、通常、より良い表面品質を得るためにより小さな切込みが使用されます。
ステップ 6: テストと最適化
本格的な生産を開始する前に、サンプルワークでテストカットを実施します。切削抵抗、工具摩耗、表面仕上げ、切りくず生成を監視します。希望の結果を得るために、必要に応じて切断パラメータを調整します。
ケーススタディ: 切削パラメータの選択CNC ドローン プロペラ
CNC ドローン プロペラの製造を例に考えてみましょう。プロペラは通常、カーボンファイバー、強化ポリマー、アルミニウムなどの軽量素材で作られています。
- ワーク材質: アルミニウム プロペラの場合、アルミニウムの比較的柔らかい性質により、硬い材料と比較してより高い切断速度と送り速度が可能になります。
- ツールの選択: 鋭い切れ刃と TiAlN などの適切なコーティングを備えた超硬エンドミルは、アルミニウムの加工に適しています。
- 切断パラメータ:
- 切断速度: 工具径と機械の能力に応じて、約 800 ～ 1200 SFM の切削速度を使用できます。
- 送り速度: 1 歯あたり 0.005 ～ 0.01 インチの送り速度が開始点となります。
- 切込み深さ: 荒加工の場合は 0.1 ～ 0.2 インチの切込み深さが使用できますが、仕上げ加工の場合は 0.01 ～ 0.02 インチの切込み深さが適切です。
これらの手順に従い、テストカットに基づいて調整を行うことで、効率的な生産時間で高品質のドローン プロペラを実現できます。
結論
CNC フライス加工部品に適切な切削パラメータを選択することは、複雑ですが不可欠なプロセスです。被削材の材質、工具の材質、工作機械の能力、表面仕上げの要件、生産量などの要素を考慮し、段階的なアプローチに従うことで、切削プロセスを最適化し、品質の向上、効率の向上、コストの削減を実現できます。
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参考文献
- 『マシニングハンドブック』（株）工業出版
- CNC加工分野における各業界の専門家による「CNC加工技術」。
