グラファイトを使ったグラップリング：機械加工ガイド
より柔らかい材料であるにもかかわらず、グラファイトは実際に機械加工するのが最も難しい材料の1つです。これらの部品の機械加工に関しては、工具、クーラントの使用、および個人の安全に関して、機械工が考慮する必要のある多くの考慮事項があります。この「InTheLoupe」の投稿では、材料の特性、考慮すべき主要な機械加工技術、およびこのトリッキーな材料で成功を収めるために切削工具を適切に選択するためのヒントを検証します。
グラファイトとは何ですか？
グラファイトは炭素の同素体ですが、2つの用語は単純に交換可能ではありません。炭素は、グラファイト、ダイヤモンド、フラーライトなど、いくつかの異なる同素体を形成できる元素です。グラファイトはたまたま最も安定した形態の炭素であり、最も一般的です。炭素は標準的な条件下でグラファイトとして自然に発生するからです。
グラファイトは、その優れた導電性と高熱および腐食に対する耐性で最もよく知られています。これにより、航空宇宙、電極、原子力、エネルギー、および軍事産業における高熱、高圧の状況で一般的な材料になります。
グラファイトは強烈な高圧の状況を簡単に処理できますが、実際には非常に柔らかく、研磨性があり、もろい材料です。グラファイトは切削工具を食い尽くし、工具の使用寿命を大幅に短縮する可能性があるため、これは機械加工時に深刻な問題を引き起こす可能性があります。ただし、適切な工具と技術を使用すれば、グラファイトの機械加工を最適化して、競合他社よりも費用対効果を高める方法があります。
グラファイトは非常に柔らかくて脆い材料であるため、機械加工の際には、欠けを防ぐために特別な配慮が必要です。良好なカットを得るには、チップの負荷を軽くし、グラファイトの送り速度を低くすることをお勧めします。速い送り速度でヘビーカットを行うと、グラファイトが欠け始め、完全に破壊する可能性があります。比較点を示すと、グラファイトの切りくず負荷はアルミニウム材料の切りくず負荷と似ていますが、送り速度が半分未満です。
グラファイトの速度と送りのアイデアを提供するために、1/4インチハーベイツールCVDダイヤモンドコーティング、4フルートスクエアエンドミルを使用した例を次に示します。そのツールが780SFMで12,000の標準RPMで実行されている場合、推奨されるチップ負荷は、140IPMの送り速度で.00292になります。
機械のセットアップに関して、覚えておくべき1つの重要なヒントは、常にクーラントの使用を避けることです。グラファイトはかなり多孔質の材料であるため、クーラントを吸収して「クーラントスポンジ」として機能し、完成品に問題を引き起こす可能性があります。機械内部および工具では、クーラントが実際にグラファイトダストと反応して研磨剤スラリーを生成する可能性があり、これが加工中に問題を引き起こします。グラファイトの加工中に材料を除去するには、真空システムをお勧めします。それ以外の場合、コーティングされたツールは乾燥する可能性があります。
グラファイトを機械加工する際のもう1つの注意点は、グラファイトは切りくずを生成せず、非常に研磨性の高いほこりの雲を生成するため、適切な注意を払わないとオペレーターや機械に害を及ぼす可能性があることです。オペレーターは、グラファイトのほこりを吸い込まないように保護マスクを着用する必要があります。店内の適切な換気と空気の質の維持も、グラファイトで作業する際の機械工の保護にとって重要です。
グラファイトダストも非常に導電性が高いため、CNCマシン内の非保護回路に損傷を与えやすく、重大な電気的問題を引き起こす可能性があります。クーラントは推奨されませんが、真空システムはほこりを取り除くのに役立ち、ほこりがマシン内に蓄積しすぎないようにし、深刻な問題を防ぎます。
グラファイトの加工効率を向上させる–今日ハーベイツールの速度と送りチャートを活用
前述のように、グラファイトは非常に研磨性が高いため、悪名高い切削工具キラーです。最高品質の超硬エンドミルでさえ、コーティングされていない場合、ほとんどの作業ですぐに摩耗します。この極端な摩耗は、操作中に工具交換を強制する可能性があり、摩耗した工具が中断したところから操作を再開しようとすると、部品に欠陥が生じる可能性があります。
グラファイト加工用の切削工具を選択する場合、コーティングと刃先が最も重要な考慮事項です。フルートカウント、ねじれ角、およびツールジオメトリの他の重要な機能は、ツールを購入するときに最終的にコーティングに次ぐものになります。
グラファイト加工の場合、工具寿命と工具性能を最大化するために、可能な限りCVD（化学蒸着）ダイヤモンドコーティングをお勧めします。これらのコーティングは超硬エンドミルに直接成長し、硬度を向上させ、PVDダイヤモンドコーティングの5倍の厚さのコーティング層をツールに残します。最も鋭いエッジではありませんが、CVDダイヤモンドコーティングは、ダイヤモンド層が厚いため、他のダイヤモンドコーティングよりもはるかに長い工具寿命を提供します。
初期の工具コストは、CVDコーティングされたツールの方がコーティングされていないツールよりも高くなる可能性がありますが、CVDコーティングされたツールはコーティングされていないツールよりもツールの寿命がかなり長いため、部品あたりのコストが大幅に削減されます。グラファイトのような難しい研磨性のある材料では、コーティングされていない超硬工具は、グラファイトの研磨性が刃先を完全に磨耗する前に短時間持続します。 CVDコーティングされたツールを使用すると、競合他社に勝ち、ツール交換のためのダウンタイムを減らしてマシンを稼働させ続け、最終的に大幅なコスト削減を実現できます。
全体として、グラファイトは加工が難しい材料になる可能性がありますが、適切な切削工具と適切な速度と送りで、すぐに高品質の部品を製造できます。 Harvey Toolは、さまざまな直径、リーチ、カット長のCVDコーティングされたエンドミルを幅広く提供し、あらゆる仕事に必要なものを確実に提供します。
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