機械の生産性を最大化する方法：チップの薄化

工具寿命の延長から特許取得済みの金属除去率の工具と技術の採用まで、今日の金属加工で機械の生産性を最大化するには、切りくずを薄くすることが重要です。

機械工が手動フライス盤の前に立っている限り、切削幅が狭くなると切削抵抗も小さくなることを彼らは知っていました。スピンドルが静かになります。ハンドルを回しやすくします。ただし、同時に送り速度を上げずにカットを軽くしすぎると、エンドミルがそれ自体をこすり、古いバターナイフのように鈍くなるため、工具寿命が短くなります。今日のテクノロジーでチップシンニングを活用する方法を学びましょう。ラジアルまたはアキシャルチップの薄化、またはトロコイドツールパスのいずれであっても、その証拠はツールと技術にあります。

ラジアルチップの薄化と正面フライス盤の送り速度：計算を行う

ラジアルカッターの噛み合いがカッター直径の50％を下回るたびに発生するラジアルチップの薄化は、手動操作のニーミルと同様にCNCマシニングセンターにも関連します。たとえば、1/4インチ以上のステップオーバー（ラジアル切込み）で0.01インチ/歯（IPT）で送り込む1/2インチ、4フルートエンドミルは、プログラムされたIPTと等しい切りくず厚さを生成します。送り速度、または0.010インチ。ただし、ステップオーバーを10％（0.050インチ）に減らし、同等のチップ厚を実現するには、IPT値を0.0167インチまで上げる必要があります。

ただし、すべての切りくずが放射状に薄くなるわけではありません。正面フライス盤の加工は、通常、インデックス可能な45度のリード角または丸型インサートボタンカッターを使用して実行されます。どちらも軸方向にチップが薄くなっています。また、切削抵抗をスピンドルに向けて送ります。スピンドルは、まさにあなたが望む場所です。いずれの場合も、切りくずの薄化効果を補うために送り速度を上げる必要があり、多くの場合、予想よりはるかに高くなります。

切削工具が角に入り、島を駆け巡り、ポケットに深く潜ると、切りくずが薄くなるシナリオはさらに複雑になります。カッターの噛み合い角度の変化とチップの厚さへの影響を補正するために、送り速度を継続的に調整する必要があります（ツールパス自体も同様）。幸いなことに、今日のほとんどのCAMシステムはこれらの計算を行うことができ、多くの場合、チップの薄化効果を利用して金属の除去率を大幅に向上させます。

トロコイドツールパスを使用して動的にする

より高い送り速度とより長い軸方向の係合（多くの場合、エンドミルをその全長に沿って埋める）でより軽いラジアルカットを行うことにより、切削抵抗が減少し、工具寿命が向上します。これらの「トロコイド」ツールパスは、機械加工コミュニティに大きなチャンスをもたらします。単純な競馬場スタイルのステップオーバーと増分Z軸カットの時代は放棄され、「ダイナミックモーション」、「ボリュームミリング」、「アダプティブクリアリング」、および同様の特許取得済みの荒削り戦略が採用され、最も有望な金属除去率は1-1 /従来の方法の2〜2倍です。

ショップがこの新しいプログラミングパラダイムを調査していない場合は、調査する時期が来ています。しかし、すでにそのようなツールパスを使用している場合でも、最大の生産性を達成するには、いくつかの追加の加工戦略を実装する必要があります。

新しいエンドミルを採用する

昨日のエンドミルは、今日のツールパスには適さない可能性があります。送り速度とスピンドル速度が高いと、チャタリングが発生する可能性が高くなります。この状態は、最近の店舗で一般的な、より軽量で高速なリニアガイドウェイ工作機械で悪化することがよくあります。多種多様な高性能エンドミルが利用可能であり、その多くは、高せん断、可変ピッチ、場合によっては可変ヘリックス形状を備えており、チャタリングが始まる前に停止します。 5、6、さらには7つのフルートを備えているものもあり、ライトカットや高送り速度に特に適しています。

チップの退避を活用する

これについては意見が異なりますが、効率的なフライス盤操作中に発生する熱のほとんどがチップに残ると主張する人はほとんどいません。このため、多くの鋼や超合金を加工する場合に必要なのは、チップを作業ゾーンから外して再切削を回避するためのエアブラストだけであると示唆する人もいます。他の人は、1000 psi以上でツールを通してきれいな、ろ過された切削液を送ることができる高圧クーラントシステムを誓います。どちらのアプローチを採用するかは、材料、切削工具、および工具コーティングによって異なりますが、どちらも検討する価値があります（最小量の潤滑、または従来の切削液に代わる人気が高まっているMQLも同様です）。

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より硬いカーバイドを使用する

従来の「ホギング」方法では、工具の埋設に伴う大きな切削抵抗や振動に耐えることができる、丈夫な超硬が必要です。しかし、切削の半径方向の深さが浅く、送り速度が速いということは、より硬いグレードの超硬を使用できることを意味し、ほとんどの場合、工具寿命が長くなることを約束します。また、高送りフライス盤（HFM）では大量の熱が発生するため、潤滑性を提供し、摩耗特性を改善し、工具の寿命と予測可能性をさらに高めるために、TiAlNまたは同等の多相工具コーティングを使用する必要があります。

素晴らしいツールホルダーを見つける

ステンレス鋼またはチタンの塊を毎分数百インチで裂くのは美しいことですが、カッターが緩む可能性がない場合にのみ、店の一方の端からもう一方の端に破片を送ります。このようなHFM戦略には、高品質の油圧または焼きばめツールホルダーが必要です。一部のツールホルダーには、引き抜きを防ぐための特別な溝またはフラットがあります。また、ツールを8,000 RPM以上で回転させる場合（ほぼ確実に回転します）、バランスをとる必要があります。振れと振動は生産性を低下させます。

しっかりと握る

あなたがそれにいる間、あなたはどのようにその部分にぶら下がっていますか？確かに、HFMの場合、古いリップアンドスノートのアプローチと比較して切削抵抗は一般的に低くなりますが、それは、最初のブッシュシニアの大統領職がワークホールディングの最初の選択肢であるために使用しているビートアップ機械工の万力を意味するものではありません。 。今日、さまざまな高精度で強力な、多くの場合、油圧または空気圧クランプソリューションが市場に出回っています。 HFMフライス盤戦略を採用すると、より頻繁にジョブを設定できるようになるため、その間、クイックチェンジオプションのいくつかを確認してください。

もちろん、HFMには、チップの薄化やトロコイドツールパス以上のものがあります。切削工具は、徐々に弧を描く動きで切削に出入りするのを容易にする必要があります。カッターが過度にかみ合い、ツールが破損するのを防ぐために、内部の角を「ピック」する必要がある場合があります。丸みを帯びたツールパスを使用して、急な曲がり角や90度の角を避けます。

ツールの廃棄のための予測可能で反復可能なプロセスを作成する

とりわけ、予測可能なプロセスを目指して努力してください。すべての切削工具は最終的には故障しますが、摩耗がいつどのように発生するかを知り、壊滅的な故障が発生する前に工具を交換することは、たとえそれが時間の前に工具を廃棄することを意味するとしても、簡単です。セットアップを文書化し、送りまたは速度の変更、変更されたツールとその理由、およびその時点で関連すると思われる機械加工の観察結果を継続的に記録します。そうすることで、驚きを防ぎ、金属の除去を最大化することができます。

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