トロコイドフライス盤の紹介
以下は、高効率フライス盤に関連するいくつかのブログ投稿の1つにすぎません。この一般的な機械加工方法を完全に理解するには、以下の追加のHEM投稿のいずれかを参照してください！
高効率フライス盤入門I高速加工vs.HEMI切りくずの薄化に対処する方法I切込みの深さを掘り下げるI4つの主要なタイプの工具摩耗を回避する方法
トロコイドフライスとは何ですか？
トロコイドフライス盤は、切削工具の切削直径よりも広いスロットを作成するために使用される機械加工の方法です。これは、トロコイドツールパスと呼ばれる一連の円形カットを使用して実現されます。高効率フライス盤（HEM）の一種であるトロコイドフライス盤は、高速を活用しながら、低い半径方向の切削深さ（RDOC）と高い軸方向の切削深さ（ADOC）を維持します。
トロコイドフライス盤は、主に機械加工における切りくずの薄化を取り巻く理論に基づいています。従来の考え方では、切削工具には、生成される切りくずの理想的な幅とサイズを決定する最適な切りくず負荷があることが示唆されています。切りくずの薄化に対抗するという概念には、一定の最大切りくず厚さを維持するために、「最適」よりも大きい切りくず負荷で加工することが含まれます。
従来の機械加工における完全に直線的なラジアルツールパスとは対照的に、トロコイドフライス盤は、RDOCが低いスパイラルツールパスを利用して、ツールの負荷と摩耗を低減します（図1）。
- 切削抵抗の減少
- 熱の低減
- より高い加工精度
- 工具寿命の改善
- より速いサイクルタイム
- 複数のスロットサイズに対応する1つのツール
トロコイドミリングは、特定の用途で非常に有利な場合があります。刃先の半径方向の噛み合いが減少すると、切削で発生する熱量が減少すると同時に、切削抵抗とスピンドルへの負荷も減少します。半径方向の力が減少することで、製造時の精度が向上し、部品のより微細でより正確なフィーチャーを加工できるようになります。
さらに、半径方向の切り込み深さが浅いほど、軸方向の切り込み深さが大きくなり、刃先の全長を利用できます。これにより、熱と切削抵抗が単一のセクションに集中するのではなく、工具の刃先全体に分散されます。熱と摩耗が減少し、刃先に均一に広がるため、従来のスロット方法に比べて工具寿命が大幅に向上します。
破壊力が減少すると、切削工具の速度を上げることができます。カットの全長が利用されるので、トロコイドフライス盤は複数の軸方向のカットの深さの必要性を排除することができます。実行パラメータを増やし、パス数を減らすと、サイクルタイムが大幅に短縮されます。
トロコイドフライス盤は工具を使用して切削直径よりも広いスロットを加工するため、同じ工具を使用して、1つだけではなく、さまざまなサイズのスロットを作成できます。これにより、部品の要件に応じて、ツールカルーセルのスペースを解放し、ツールの交換にかかる時間を節約できます（図2）。
スロット加工は荒加工ですが、トロコイドフライス盤による半径方向の切削深さの減少と切削抵抗の減少により、従来のスロット加工ツールパスよりも仕上がりが改善されることがよくあります。ただし、切削工具のスパイラルモーションから残ったカスプを取り除くために、ワークピースの壁に沿った仕上げパスが必要になる場合があります。
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トロコイドミリングの課題は、通常、機械とソフトウェアに見られます。トロコイドフライス盤を利用する適切な機械は、高速で送りを行うことができるだけでなく、工具がスパイラルパスに沿って移動するときに送り速度を絶えず変更することもできます。送り速度を変更できないと、切りくずが薄くなり、理想的ではない結果が生じ、工具が破損する可能性があります。このプロセスのツールパスと送り速度をプログラムするには、特別なソフトウェアが必要になる場合もあります。これは、カッターの直径と溝のサイズの比率、およびこれらのさまざまな比率の半径方向の切り込み深さなどの要因によってさらに複雑になります。ほとんどの図は、カッターの直径が最終的なスロット幅の50％〜70％であることを示していますが、半径方向の切込みはカッターの直径の10％〜35％に等しいはずです（表1）が、最も安全なオプションは常に工具メーカーに相談することです。 。
マイクロマシニングは、トロコイドミリングの恩恵を受けることもできます。トロコイドツールパス中に生成される半径方向の係合の減少と切削力の低下により、切削工具にかかる力が少なくなります。これは、小径の工具では特に重要です。工具は弱くて剛性が低く、切削抵抗が減少すると、たわみや破損の可能性が低くなります。
ミニチュア工具を使用したトロコイドフライス盤は理論的には有益ですが、小型工具に関連する追加の課題があります。ミニチュア切削工具は、スピンドルの振れや振動、材料の不整合、不均一な荷重、および機械加工中に発生する他の多くの変数による破損の影響をはるかに受けやすくなっています。アプリケーションによっては、強度を高めるために最大の直径のツールを使用する価値がある場合があります。ミニチュアレベルでは潜在的なメリットがありますが、ツールが成功する可能性が最も高くなるように、マシンのセットアップと材料にさらに注意を払う必要があります。
HEMと同様に、原則として、切削径が.031インチ未満の工具を使用する場合は、トロコイドフライス盤を考慮しないでください。可能ではありますが、0.062インチ未満の直径では、トロコイドフライス盤は依然として非常に困難または危険である可能性があり、アプリケーションと機械を慎重に検討する必要があります。
トロコイドフライス盤は、円形またはトロコイドのツールパスを特徴とする高効率フライス盤技術（高速、高ADOC、低RDOC）です。このフライス盤スタイルは、工具寿命の延長、加工時間の短縮、作業に必要な工具の削減など、機械加工プロセスに大きなメリットをもたらすことが証明されています。ただし、重大な工具の故障を回避するために、高速と送りが可能で、送り速度を絶えず変更できるマシンとソフトウェアを用意することが重要です。ミニチュア工具は依然としてトロコイドフライス盤の恩恵を受けることができますが、特にカッターの直径が.062インチ未満の場合は、工具の破損のリスクを慎重に検討する必要があります。トロコイドフライス盤は多くの用途で加工効率を高めることができますが、事前に工具メーカーに相談することをお勧めします。
このビデオでは、トロコイドフライス盤の動作の優れた例を見ることができます。このビデオでは、可変ヘリックス、可変ピッチの1/2インチヘリカルソリューションエンドミルを使用して、316ステンレス鋼のブロックを加工しました。
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