CNCフライス盤の低切削抵抗効率の影響要因

CNC フライス盤で金属を切削する場合、工具が工作物に切り込み、工作物の材料を切りくずに変形させるために必要な力を切削力と呼びます。切削力は、切削力の計算、工具、工作機械、工作機械の治具の設計、および切削パラメータの策定の重要な基礎となります。自動生産では、切削力を使用して切削プロセスとツールの動作状態を監視することもできます。

CNCフライス盤の切削力と切削力

1. CNCフライス盤の切削力の源。

一方、切削力の源は、切りくず形成プロセス中の弾性変形と塑性変形によって生成される抵抗です。一方、切りくずと工具のすくい面との間の摩擦抵抗、および工作物と工具の逃げ面との間の摩擦抵抗です。

2. 切断力と分解。

切削中の総切削力 F は空間力です。工作機械、治具、工具設計、およびプロセス分析のニーズを満たす測定と計算を容易にするために、F は多くの場合、相互に垂直な 3 つの切削分力 Fc、Fp、および Ff に分解されます。

(1) 主切削抵抗 Fc は、全切削抵抗 F を主運動方向に投影したもので、その方向は基準面に垂直です。 Fc は、コンピュータ ベッドのパワー、ツールの強度、治具の設計、および切削パラメータの選択の重要な基準です。 Fc は経験式または単位切削力 kc (単位は N/mm) で計算できます:Fc=kcAD=kchDbD=kcapf.

(2) バックフォース Fp は、総切削力 F の送り方向に垂直な分力です。ワークピースの変形に影響を与え、システムの振動を引き起こす主な要因です。

(3) 送り力 Ff は、F に対する全切削力の送り運動方向の切削分力です。これは、工作機械の送り機構とコンピュータ ベッドの送り力を設計およびチェックするための主な基礎となります。

切削力は、切削力 F を Fc と FD に分解したもの、FD を Fp と Ff に分解したもので、これらの関係は Ff=FDsinkr です。 Fp=FDcoskr.

3. CNCフライス盤の切削力。

切断力とは、切断プロセス中に切断力によって消費される電力を指し、単位は pm で、単位は kW です。外円を回転させる場合は、主切削力 Fc と送り力 Ff の消費動力の和です。送り力 Ff の消費電力は非常に小さい (わずか 1%5%) ため、一般的な Ff の消費電力は無視でき、Fp は機能しないため、式 Pm=Fcυc×10 が得られます。 Fc は主切削抵抗 (N) です。 υc は切断速度 (m/s) です。

工作機械の伝達効率を考えると、切削動力 Pm から工作機械のモータ回転数 PE を求めることができます。つまり、PE≧Pm/ となります。 /P>

CNC フライス盤の切削抵抗に影響する主な要因

1. CNC フライス盤に対する被削材の影響。

被削材の強度と硬度が高いほど、切削変形はわずかに減少しますが、総切削力は依然として増加します。同様の加工強度と硬度を持つ材料の場合、可塑性が大きく、工具との摩擦係数も大きいため、切削抵抗が増加します。脆性材料の場合、塑性変形が小さいため、切りくずと工具のすくい面の間の摩擦が小さいため、切削抵抗が小さい

2. CNCフライス盤の切削量の影響

(1) 後メスの送り量 ap と送り量 f。

fとapが大きくなると切削面積が大きくなり、主切削抵抗も大きくなりますが、両者の影響度は異なります。旋削では、ap が 2 倍になると、主切削抵抗は約 2 倍になります。 f を 2 倍にしても、主切削抵抗は 68% から 86% しか増加しません。したがって、切削工程では、主切削力と切削動力を考慮すると、バックカット量を増やすよりも送り速度を上げた方が有利です。

(2) 切削速度υc.

YT15 超硬旋削工具で 45 鋼 (ap=4mm、f=0.3mm/r) を加工したときの切削抵抗に対する切削速度の影響曲線。プラスチック金属を切削する場合、構成刃先領域で構成刃先が成長すると、工具の実際のすくい角が増加し、切りくずの変形が減少し、切削抵抗が減少します。逆に、構成刃先の減少は切削抵抗を増加させます。構成刃先がない場合、切削速度 νc が高くなると切削温度が上昇し、すくい面の摩擦が減少し、変形量が減少して切削抵抗が減少します。そのため、生産性を向上させるために高速切断が生産に使用されることがよくあります。脆性金属を切断する場合、νc が増加し、切断抵抗がわずかに減少します。

3. CNC フライス盤の幾何学的パラメータの影響

(1) すくい角。

すくい角は、切削抵抗に最も大きな影響を与えます。プラスチック金属を切断すると、すくい角が大きくなり、切断する材料の押し出し変形と摩擦が減少し、切りくずの除去がスムーズになり、総切断力が減少します。脆性金属を切削する場合、すくい角は切削力に影響しません。

(2) ネガ面取り。

シャープな刃先にネガ面取りを研磨すると、刃先の強度が増し、工具の寿命が長くなりますが、このとき、切削する金属の変形が大きくなり、切削抵抗が大きくなります。

(3) 進入角。

切断力に対する切込み角度の影響は、主に切断厚さと先端円弧曲線の長さの変化によるもので、変形に影響を与え、それによって切断力に影響を与えます。切込角は、主切削力 Fc にはほとんど影響しませんが、背分力 Fp と送り力 Ff の比率には大きな影響を与えます。 F'D は、工具に対するワークピースの逆推力です。 F’p=F’Dcoskr、F’f=F’dsinkr であるため、切込み角度 kr を大きくすると、送り力 F’f が増加し、背力 F’p が減少します。細長いワークを旋削する場合、ワークの曲げ変形を低減または防止するために、より大きな切込み角度を選択できます。

4. 他の要因の影響。

工具と被削材の間の摩擦

同じ切削条件では、ハイス工具の切削抵抗が最も大きく、次に超硬工具、セラミック工具が最も小さくなっています。切削工程で切削油を使用すると切削抵抗を低減でき、切削油の潤滑性能が高いほど切削抵抗の低減が顕著になります。工具フランクの摩耗が激しいほど、摩擦が大きくなり、切削抵抗が大きくなります。