CNC加工で工具のたわみを減らす方法
工具のたわみは、CNC 加工における一般的な課題の 1 つです。機械のびびりの原因となり、加工部品の表面仕上げを損ない、寸法精度を損ないます。通常、ツールはチャックにしっかりと固定されますが、操作中に材料の反力がツールの操作力を上回り、ツールを予期しない方向に押したり、たわませたりすることがよくあります。
高精度、高精度、高品質の表面仕上げを備えた部品を製造するには、工具の変形を最小限に抑えることが重要です。切削抵抗が工具の剛性を超えると、工具のたわみが発生し、工具が曲がります。操作中、ツールは曲がっていないかもしれませんが、最終テストで証明する必要があります。デフレクション ツールで作成されたパーツは、変形したり、公差を超えたり、変化しやすくなったり、「ひび割れた」表面仕上げを示したりする可能性があります。
したがって、工具のたわみが発生すると、CNC 加工プロセスでエラーが発生する可能性があります。そのため、ツール スキューとは何か、その原因は何か、それを減らすための戦略を十分に理解する必要があります。この記事では、ツールのスキューを最小限に抑えるためのこれらすべての要因について説明します。
工具のたわみとは?
ツールの変形は名前だけです。これは、意図したアライメントからのツールの偏差です。 CNC加工の切削工具はチャックにしっかりと固定されています。これは、ツールの一方の端がチャック内に留まり、ツールのもう一方の操作端が自由または片持ちになっていることを意味します。 CNC 機械加工では、ツールは常にワークピースに力を加えるため、ワークピースの材料も抵抗を提供します。 CNC ツールは、さまざまな操作力と抵抗の影響を受けます。したがって、ツールの剛性が外力に耐えられない場合、ツールは設定されたアライメントから外れます。
工具のたわみは、CNC 加工で次のエラーを確実に引き起こします。
ツールまたはアーティファクトの壊滅的な障害
ツールのライフサイクルの枯渇
サイズエラー
粗い表面または潜在的な表面損傷
工具のたわみを防止または低減するための戦略
ツールのスキューを 100% 回避することはできませんが、いくつかの戦略と戦略を使用することで減らすことができます。 CNC 機械工は、次の実証済みの戦略を使用して、作業中の工具のたわみを減らすことができます。
延長の長さを最小限に抑える:
CNC ツールのクラッチ ポイントとツールの操作先端との間の距離は、延長長さと呼ばれます。ツールは片持ちビームとして取り付けられているため、常に曲げ応力と外部の垂直および水平方向の力を受けます。片持ち梁の応力理論によると、張り出し長が短いほど曲げ応力の影響は小さくなります。コンセプト自体に基づいて、ツール突出し長さの最小化は、ツールのたわみを減らすのに役立ちます。これらの要因は、部品の形状と処理要件の詳細とバランスを取る必要があります。
ツールのコア機能を強化:
工具のコア強度は、刃の長さと範囲によって異なります。溝の長さと伸びの差がコアの剛性を定義します。したがって、均一な半径方向の CNC 機械加工操作では、長溝工具が優れた性能を発揮します。コアの直径が太く保たれると、せん断応力を吸収するためにより多くの材料の壁が提供されるため、最終的にコアの強度と剛性が向上します。
ツールの剛性を高める:
工具剛性のカテゴリには、工具の状態、工具の材質、工具のサイズ、ブレードの形状数、コアの直径、工具ホルダーの直径など、複数の影響があります。工具が摩耗して鈍くなると、切削効率が低下し、鋭利な工具と同じ切削と仕上げを実現するには、より多くの力が必要になります。したがって、より多くのツールのたわみが発生します。より強力な材料で作られた高品質のツールは、ツールのたわみを減らすことができます。最後に、より大きな直径、より具体的にはより大きなコア直径を持つツールはより硬くなります。したがって、パーツ形状で許容される最大のツールを使用する必要があります。
より大きなツールやより短いツールを常に使用できるとは限りません。特定の操作では、長い距離または長い溝を持つツールが必要になる場合があります。このような場合、ツールは操作に一致する必要があります。最小の切断面を必要とする深加工には、より大きな直径と硬いハンドルを備えた長距離工具が適しています。一方、継ぎ目のない壁の操作には、スロットの長いツールが必要です。
要約すると、ツールの選択と形状の設定を最適化して、サポートされていない長さを最小限に抑え、ツールの剛性を最大化することで、ツールのたわみを減らし、それによって部品の品質を向上させ、ツールのコストを削減できます。
これらは、CNC 加工中の工具のたわみを減らすための戦略です。ただし、高品質の CNC マシン、高品質のツール、および経験豊富なオペレーターは、最終的にツールのたわみを減らすのに役立ちます。
製造プロセス