CNC加工の工具寿命を正しく理解するには？
CNC加工において、工具寿命とは、工具の先端が工作物を切削してから、工具の先端が廃棄されるまでの時間または工作物表面の実際の長さを指します。工具ノーズの加工時間は、工具メーカーが工具寿命を計算するための主要な評価指標です。
一般的なツールの寿命は、各刃の連続加工で 15 ～ 20 分です。工具寿命は、実験室の比較的理想的な条件下で企業によって測定されます。さまざまな被削材のさまざまな切削深さと送りに応じて、各ブレードは15〜20分間連続して処理され、対応する線速度と送りの関係が計算され、対応する切削パラメータテーブルが形成されます。そのため、各社の切削データ表も異なります。
1.ツールの寿命を延ばすことはできますか?
工具寿命はわずか 15 ～ 20 分ですが、工具寿命をさらに延ばすことはできますか?明らかに、工具寿命は簡単に改善できますが、ライン速度が犠牲になるだけです。ライン速度が遅いほど、工具寿命の増加は明らかです (ただし、ライン速度が低いほど、加工中の振動により工具寿命が短くなります)。
2.工具の寿命を延ばすことに実際的な意味はありますか?
ワークの加工費において、工具費の割合は非常に小さいです。ライン速度が低下すると、工具寿命が伸びても、工具で加工するワークの数は必ずしも増加しませんが、ワークの加工コストは増加します。
可能な限り工具寿命を確保しつつ、可能な限りワークピース数を増やすことが理にかなっているということを正しく理解する必要があります。
3.工具寿命に影響する要因
1.回線速度
ラインスピードは工具寿命に大きく影響します。ライン速度がサンプルの指定ライン速度の 20% を超えると、工具寿命は元の 1/2 に減少します。 50% まで上げると、工具寿命は元の 1/5 になります。工具の寿命を延ばすためには、加工するワークごとに工具の材質、状態、線速度範囲を知る必要があります。各社の刃物はラインスピードが異なります。会社から提供された関連サンプルから予備検索を行い、処理中の特定の状況に応じて調整することで、比較的理想的な効果を得ることができます。荒加工と仕上げ加工のライン速度データが一致しません。荒削りは主に取り代を取り除くためのもので、ライン速度は低速です。仕上げは主に寸法精度と粗さを確保することであり、ライン速度は高速です。
2.切削深さ
切削深さは、ライン速度ほど工具寿命に影響しません。各溝の切削深さの範囲は比較的広い。荒加工の場合、切り代をできるだけ大きくして、大きな素材除去率を確保する必要があります。仕上げ加工では、加工物の寸法精度と表面品質を確保するために、切込みをできるだけ小さくする必要があります。ただし、切削深さは溝の切削範囲を超えることはできません。切り込みが大きすぎると、工具が切削力に耐えられず、工具のチッピングが発生します。切削深さが小さすぎると、工具はワークピースの表面を引っ掻いたり圧迫したりするだけで、側面に深刻な摩耗が生じ、工具の寿命が短くなります。
3.フィード
ライン速度や切込みに比べて、送りは工具寿命にほとんど影響を与えませんが、ワークの表面品質に大きな影響を与えます。荒加工の場合、送りを大きくすると素材の除去率を向上させることができます。仕上げ加工の場合、送りを下げるとワークの面粗度が向上します。粗さが許せば、送り速度を可能な限り上げて、加工効率を向上させることができます。
4.振動
3 つの切削要因に加えて、びびりは工具寿命に大きな影響を与えます。機械の剛性、ツーリングの剛性、工作物の剛性、切削パラメータ、工具の溝、工具のノーズ円弧半径、ブレードの逃げ角、工具シャンクの延長長さなど、振動には多くの理由がありますが、主な理由はシステムの剛性が処理時間に耐えるのに十分ではありません。切削力により、加工中に工具がワークピースの表面で連続的に振動します。振動を除去または低減するには、総合的な考慮が必要です。工作物表面の振動は、通常の切削ではなく、工具と工作物との間の絶え間ないノックとして理解できます。これにより、工具の先端に小さな亀裂やチッピングが発生し、これらの亀裂やチッピングが切削抵抗を増加させます。さらに振動を悪化させ、亀裂や欠けの程度をさらに高め、工具の寿命を大幅に短縮します。
5.ブレード素材
ワークを加工する場合、主にワークの材質、熱処理の要件、および間欠加工の必要性を考慮します。例えば、鋼加工用インサートと鋳鉄加工用インサートは、加工硬度HB215やHRC62と必ずしも同じではなく、断続加工用インサートと連続加工用インサートは同じではありません。鋼部品は鋼部品の加工に使用され、鋳物インサートは鋳物の加工に使用され、CBN インサートは硬化した硬質鋼の加工に使用されます。同じ被削材の場合、連続加工の場合、硬度の高いブレードを使用する必要があります。これにより、被削材の切削速度が向上し、工具先端の摩耗が減少し、加工時間が短縮されます。断続加工の場合は、靭性に優れた刃を使用する必要があります。チッピングなどの異常摩耗を効果的に低減し、工具の寿命を延ばします。
6.使用ブレード数
工具は使用中に大量の熱を発生し、刃の温度が大幅に上昇しますが、工具が加工されていない場合や冷却水で冷却されていない場合は、刃の温度が低下するため、刃は常に高温になっています温度範囲で、ブレードが継続的に熱膨張と収縮を引き起こし、ブレードに小さな亀裂が生じます。最初の切れ刃でインサートを加工する場合、工具寿命は正常ですが、インサートの使用量が増えると、亀裂が他の切れ刃に広がり、他の切れ刃の寿命が短くなります。
4. 工具寿命範囲内で加工するワークの数を増やすことはできますか?
工具寿命はわずか 15 ～ 20 分であるため、工具の有効切削長によって、工具寿命範囲内で実際に加工されるワークの数が決まります。ワークピースのスループットを向上させることは、個々のワークピースの加工時間と切断長を短縮することを意味します。工具の切削パラメータを適切に調整することで、ワークピースの加工時間を短縮できます:
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