CNC加工ツールの選定と切削量の決定

現在、多くの CAD/CAM ソフトウェア パッケージが自動プログラミング機能を提供しています。これらのソフトウェアは通常、ツールの選択、加工パスの計画、切削量の設定など、プログラミング インターフェイスでプロセス計画の関連する問題を促します。プログラマは関連する問題を設定するだけで済みます。パラメータを指定すると、NC プログラムが自動的に生成され、CNC 工作機械に送信されて処理が完了します。したがって、CNC 加工における工具の選択と切削量の決定は、通常の工作機械の加工とは対照的に、ヒューマン コンピュータ インタラクションの状態で完了します。同時に、プログラマーはツールの選択と切削量の決定の基本原則を習得する必要があります。プログラミングはCNC加工の特性を十分に考慮してください。このホワイト ペーパーでは、NC プログラミングで直面しなければならない工具の選択と切削量の決定の問題について説明し、いくつかの原則と提案を示し、注意を払う必要がある問題について説明します。

CNC 加工で一般的に使用される工具の種類と特徴

CNC 工作機械は、CNC 工作機械の高速、高効率、高度な自動化に適応する必要があり、一般に、一般的な工具、ユニバーサル接続工具ホルダー、少数の特殊工具ホルダーが含まれます。ツールホルダーは工作機械のパワーヘッドにツールを接続して装着するもので、徐々に標準化・シリーズ化されています。 CNC ツールを分類する方法はたくさんあります。

ツールの構造によると、次のように分類できます:

①積分

②はめ込みタイプ、溶接またはマシンクランプ接続を使用し、マシンクランプタイプは、インデックス不可とインデックス可能の2つのタイプに分けることができます

③複合工具、緩衝工具等の特殊タイプ

ツールの製造に使用される材料に応じて、次のように分類できます。

①ハイス工具

②超硬工具

③ダイヤモンドツール

④ 立方晶窒化ホウ素工具、セラミック工具などのその他の材料工具

切断プロセスから、次のように分けることができます:

① 外径円、内径穴、ねじ山、切削工具などを含む旋削工具

②ドリル、リーマー、タップなどの穴あけ工具

③中ぐり工具

④フライス工具等

耐久性、安定性、調整の容易さ、および交換可能な工具に対する CNC 工作機械の要件を満たすために、近年、CNC 工具全体の 30% から 40% に達する、マシンクランプ式のスローアウェイ工具が広く使用されています。その量は全体の80%から90%を占めています。

通常の工作機械で使用されるツールと比較して、CNC ツールにはさまざまな要件があり、主に次のような特徴があります。

(1) 良好な剛性 (特に荒削り工具)、高精度、小さな振動抵抗、および熱変形

⑵ 優れた互換性、ツールの迅速な交換が容易

(3) 長寿命、安定した信頼性の高い切断性能

⑷工具のサイズ調整がしやすく、工具交換の調整時間を短縮できます

⑸チップの除去を容易にするために、工具は確実にチップを壊したり転がしたりできる必要があります

⑹プログラミングとツール管理を容易にするシリアル化と標準化。

CNC 加工ツールの選択

ツールの選択は、NC プログラミングのマンマシン対話状態で実行されます。工作機械の加工能力、被削材の性能、加工手順、切削量、その他の関連要因に応じて、工具と工具ホルダーを正しく選択する必要があります。

ツール選択の一般的な原則は、取り付けと調整が簡単であること、剛性が高いこと、耐久性と精度が高いことです。加工要件を満たすことを前提に、より短いツールホルダーを選択して、ツール加工の剛性を向上させてください。

工具を選択するときは、工具のサイズを加工するワークピースの表面サイズに適合させる必要があります。

生産では、平らな部品の外周輪郭を加工するためにエンドミルがよく使用されます。平面をフライス加工するときは、超硬インサート フライスカッターを選択する必要があります。ボスや溝を加工する場合は、ハイス鋼エンドミルを選択してください。ブランクの表面加工や穴の荒加工を行う場合は、超硬インサート付きのコーンフライスカッターを選択できます。一部の 3 次元プロファイルおよび可変ベベル プロファイルの加工には、ボールエンド フライス、環状フライス、円錐フライス、およびディスク フライスがよく使用されます。

自由曲面を加工する場合、ボールノーズツールの先端の切削速度はゼロであるため、加工精度を確保するために、切削線の間隔は一般に非常に密であるため、ボールノーズは仕上げによく使用されます。表面。フラットエンドツールは、表面処理品質と切削効率の点でボールエンドツールよりも優れています。したがって、削らないことを前提にすれば、曲面の荒加工であろうと仕上げ加工であろうと、フラットエンドツールが好ましいはずです。また、工具の耐久性や精度は工具の価格と大きく関係があります。ほとんどの場合、優れたツールを選択するとツールのコストが増加しますが、結果として処理品質と処理効率が向上し、処理コスト全体を大幅に削減できることに注意してください。

マシニングセンタでは、工具マガジンに各種工具が搭載されており、工具の選択や工具交換はプログラム規定に従って随時行うことができます。したがって、穴あけ、中ぐり、エキスパンド、フライス加工などの加工用の標準工具を、工作機械のスピンドルまたは工具マガジンに迅速かつ正確に取り付けることができるように、標準の工具ホルダーを使用する必要があります。プログラマーは、プログラミング中にツールの半径方向および軸方向の寸法を決定するために、工作機械で使用されるツール ホルダーの構造サイズ、調整方法、および調整範囲を理解する必要があります。

経済的なCNC加工では、工具の研ぎ、測定、交換などをほとんど手作業で行うため、アシストに時間がかかります。したがって、ツールの配置順序は合理的に配置する必要があります。一般的に、次の原則に従う必要があります:

①ツールの数を最小限に抑える

② ツールがクランプされた後、実行できるすべての処理部分を完了する必要があります

③ 同じサイズの工具であっても、粗工具と仕上げ工具は別々に使用してください

④フライス加工、穴あけ加工

⑤最初に表面仕上げを行い、次に2D輪郭仕上げを行います

⑥可能な限りCNC工作機械の自動工具交換機能を活用し、生産効率を向上させる。

経済的なCNC加工では、工具の研ぎ、測定、交換などをほとんど手作業で行うため、アシストに時間がかかります。したがって、ツールの配置順序は合理的に配置する必要があります。一般的に、次の原則に従う必要があります:

①ツールの数を最小限に抑える

② ツールがクランプされた後、実行できるすべての処理部分を完了する必要があります

③ 同じサイズの工具であっても、粗工具と仕上げ工具は別々に使用してください

④フライス加工、穴あけ加工

⑤最初に表面仕上げを行い、次に2D輪郭仕上げを行います

⑥可能な限りCNC工作機械の自動工具交換機能を活用し、生産効率を向上させる。

切断量の決定 C NC 加工

切削量の合理的な選択の原則は、荒加工では生産性の向上が主な目的ですが、経済性と加工コストも考慮する必要があります。経済性と処理コスト。具体的な値は、工作機械のマニュアル、切削量のマニュアル、および経験に基づいて決定する必要があります。

⑴ 切削深さ t.

工作機械、工作物、工具の剛性が許せば、t＝取り代となり、生産性向上に有効な手段となります。部品の加工精度と表面粗さを確保するために、一般的に仕上げにはある程度のマージンを残す必要があります。 CNC 工作機械の仕上げ代は、通常の工作機械よりもわずかに小さい場合があります。

⑵ カット幅 L.

一般に、L は工具径 d に比例し、切り込み深さに反比例します。経済的な CNC 加工では、L の一般的な値の範囲は次のとおりです。L=(0.6～0.9)d.

⑶切削速度 v.

vを大きくすることも生産性向上の手段ですが、vは工具の耐久性と密接に関係しています。 v が増加すると、ツールの耐久性が急激に低下するため、v の選択は主にツールの耐久性に依存します。また、切削速度も加工する材料と密接な関係があります。たとえば、30CrNi2MoVA 合金をエンドミルでフライス加工する場合、v は約 8 m/min になります。同じエンドミルでアルミニウム合金をフライス加工する場合、v は 200m/min 以上を選択できます。

(4) 送り速度 vF

vF は、部品の加工精度と表面粗さの要件、および工具と被削材の材質に従って選択する必要があります。 vF の増加は、生産効率も向上させることができます。表面粗さの要件が低い場合は、vF を大きく選択できます。加工プロセス中に、vF は機械のコントロール パネルのトリム スイッチを介して手動で調整することもできますが、最大送り速度は、装置の剛性と送りシステムの性能によって制限されます。