工具寿命の最適化：旋削加工に対するリード角の影響

リードアングル作業用のダイアモンド形の切削工具で焼くのにうんざりしていませんか？リード角によって生じる問題を調査し、ニーズに合わせて最適化するための最良の方法について切削工具メーカーと話し合います。

汎用の旋削加工では、CNMGスタイルの80度ダイヤモンドが長い間選択されてきました。それらは広く入手可能で、手頃な価格で、さまざまな材料で優れた工具寿命を提供します。また、機械工が同じ工具でワークピースに向き合って回転できるため、セットアップが簡素化され、工具交換にかかる時間が短縮されます。この二重の義務のために、80度のダイヤモンドは少なくとも1つのツールステーションを解放します。これは、混雑した旋盤タレットでの重要な考慮事項です。

現状：負のリード角は切削工具の寿命に影響します

課題は、ワークピースの材料が「カットするのがあまり楽しくない」カテゴリに分類されるときに発生します。インコネル718やコバルトクロム（CoCr）、Ti-6Al-4Vチタン、ほとんどの工具鋼、300シリーズまたはPHステンレス鋼などのニッケルまたはコバルトベースの耐熱超合金は、機械工にとって次のような多くの問題を引き起こす可能性があります。ビルドアップエッジ（BUE）、過度の逃げ面摩耗、特に切込み深さのノッチング。

残念ながら、これらの問題はやや自己負担です。 80度のダイヤモンドインサートを使用することにより、旋盤の機械工は負の5度のリード角ツールで切削します。これは、通常の「フェースアンドターン」スタイルのツールホルダーが使用されていると仮定すると、ツールの寿命に悪影響を及ぼします。フライス盤または旋削のいずれの場合でも、正のリード角に切り替えると、切りくずが薄くなるだけでなく、切削抵抗がより長い超硬に分散され、故障モードが減少するか、場合によっては排除されます。

「負のリード角を持つツールは、すべての旋削ツールの中で最も一般的に適用されます」と、ケナメタルのナレッジセンターアメリカのプログラムマネージャーであるアーロンシャーデは言います。 「それは彼らが最高だという意味ではなく、それだけがみんなが使っているものです。両方向にクリアランスがあるため、負のリード角を使用するとツールの用途が広がります。パーツを正面に向けてから肩に向けることができますが、正のリード角を使用すると、1秒で戻る必要があります。これらの操作のためのツール。」

丸と丸：丸切削工具インサートの価値

利点を定量化することは困難ですが、正のリード角を持つ工具に切り替えると、工具寿命を大幅に改善できます。また、工具寿命が長くなると、ダウンタイムが少なくなるか、送り速度を大幅に上げることができるため、生産性が向上します。

「可能な限り丸型インサートをお勧めします。これは主に、可能な限り短時間で大量の材料を除去したいお客様や、工具寿命に問題があるお客様にとって、最も費用効果の高いソリューションであるためです」と、製品マネージャーのAaron-MichaelEller氏は述べています。 SecoToolsのISO旋削および先端材料用。 「たとえば、軽い切り込みを使用してまっすぐに曲がると、挿入ごとに1ダース以上のインデックスを簡単に取得して狂ったようにフィードできます。」

これが、ケナメタル、セコツール、サンドビックコロマント、およびすべての旋削工具メーカーが、15度、45度、および75度のリード角を持つ丸型およびさまざまな菱形のインサートを受け入れるツールホルダーを提供する理由です。すべてが、ショップの旋削加工を劇的に改善する機会を提供します。

それほど速くない：リード角がびびりや工具のたわみを引き起こす可能性がある

ただし、潜在的な利点にもかかわらず、欠点があります。リード角がより正になると、工具の噛み合いが増加し、より高い切削抵抗が生成され、半径方向にシフトします。機械工は切り込みの深さのノッチングを排除した可能性がありますが、代わりにびびりや工具のたわみに直面している可能性があります。

また、切りくずを薄くする効果は、これらの切りくずを制御するのが難しく、それを補うためにより重い送り速度が必要になる可能性が高いことを意味します。これらの考慮事項に加えて、ワークピースに面し、肩に隣接する切断されていない領域を掃除するために2番目の工具が必要になるという事実が、ほとんどの機械工が抵抗が最小の80度の経路をとる理由を説明しています。

ポジティブリードアングルターニング戦略を採用することは確かにバランスをとる行為であり、習得するには一連の時間のかかるテストが必要になる場合がありますが、両方の専門家は、適切なアプリケーションにとって、努力する価値があることに同意します。

「はい、かなり堅固なセットアップが必要です。はい、プロセスをいくらか調整する必要がありますが、正のリード角は通常、金属除去率、工具寿命、生産性の向上に相当します」とSeco’sEller氏は述べています。

適切なツールホルダーが非常に重要なのはなぜですか？ 「 高性能機械加工のレッスン：ツールホルダーを忘れないでください 。」

最適な切削工具を決定するための魔法の公式はありません

最初のプロセス変更は、どのリード角が最適かを判断することです。このプロセスは間違いなく、多いほど良いとは限らない場合の1つです。一定の切込み深さを想定すると、負の5度工具から正の45度の進み角を持つ工具に切り替えると、ワークピースの噛み合いが40％も増加します。繰り返しになりますが、望ましい結果を達成するには、ほぼ確実に切削パラメータの調整が必要になります。

切削抵抗は常に工具の先端角度に垂直であるため、正になると、ワークピースにかかる半径方向の工具圧力が大きくなります。これらのシナリオで、ほとんどのボーリング操作で細いシャフトや薄肉部品を回転させる場合、送り力はほぼ完全にZ軸にあるため、通常は中立のリード角が最適です。これは複雑なトレードオフです。残念ながら、最適な切削工具を決定するための魔法の公式はありません。

「リード角が旋削加工に与える影響を十分に理解する必要がありますが、同時に、部品の構成も工具の選択において重要な役割を果たすことを認識してください」とSchade氏は言います。 「肩や面のない真っ直ぐなZ軸カットの場合、実際には無制限の数の工具オプションがありますが、アンダーカット、プロファイリング、肩、およびその他のパーツ機能は、単一の工具で実行できることを制限する傾向があります。」

「機械加工のすべてはアプリケーションに依存します。最も重要なのは、利用可能なオプションを把握し、それらを最大限に活用することです。正のリード角に切り替えることは、そのようなオプションの1つです」とSchade氏は言います。

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