CNCフライス盤の切削力に対する低い生産効率の影響は何ですか?

CNC フライス盤で金属を切削する場合、切削工具が工作物に切り込み、切削力と呼ばれる工作物材料を切りくずに変形させます。切削力は、切削力の計算、切削工具、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、切削プロセスと切削工具の動作状態も切削力で監視できます。

切削力と切削力 CNC ミリング マシン

1. の切削力の源 CNC フライス加工 <強い>マシン。

一方、切削力の発生源は、切りくず形成過程での弾性変形や塑性変形による抵抗です。一方、切りくずと工具すくい面、ワークと工具すくい面の間の摩擦抵抗です。

2. 切削力と分解。

切削中の総切削力 F は空間力です。測定と計算を容易にし、工作機械、固定具と工具の設計、およびプロセス分析のニーズを満たすために、f は多くの場合、相互に垂直な 3 つの切削コンポーネント FC、FP、および FF に分解されます。

(1) 主切削力 FC は、総切削力 F の主運動方向への射影であり、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礎となります。 FC は、経験式または単位切削力 KC (単位:n / mm):FC =kcad =kchdbd =kcapf によって計算できます。

(2) バックフォース FP は、総切削力 F の送り方向に垂直な成分です。ワーク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、送り方向の合計切削力 f の切削成分です。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です。

切削力は総切削力で、f は FC と FD に分解され、FD は FP と FF に分解され、それらの関係は FF =fdsinkr、FP =fdcoskr です。

3. の切断力 CNC フライス加工 <強い>マシン。

切削動力とは、切削工程で切削力によって消費される動力を指し、PM および kW で表されます。外円を回転させる場合、主切削力 FC と送り力 FF によって消費される動力の合計です。送り力 FF が消費する電力はわずか 1%5% であるため、一般に FF で消費される電力は無視でき、FP は機能しないため、pm=fc が得られます。主切削力 (n)、υ C は切削速度 (M / s) です。

工作機械の伝達効率を考慮すると、工作機械のモータ速度 PE は切削動力 PM から計算できます。つまり、PE ≥ PM / は工作機械の伝達効率であり、一般的に 0.75 ~ 0.85 と見なされます。

切削抵抗に影響する主な要因 CNC ミリング マシン

1. 被削材の影響 CNC フライス加工 <強い>マシン。

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。加工強度や硬度が同程度の材料の場合、塑性が大きいと工具との摩擦係数も大きくなるため、切削抵抗が大きくなります。脆性材料を加工する場合、塑性変形が小さく、切りくずと工具のすくい面の間の摩擦が小さいため、切削抵抗は小さくなります。

2. の切断パラメータの影響 CNC フライス加工 マシン

(1) バックフィード AP とフィード F.

f と AP が増加すると、切削面積が増加し、主切削力も増加しますが、それらの影響度は異なります。旋削では、AP が 2 倍になると、主切削抵抗が 2 倍になります。 f を 2 倍にしても、主切削抵抗は 68% ~ 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 ドラフトを大きくするよりも、送り速度を大きくする方が適切です。

• 切断速度 υ c.

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、切りくず付着の領域では、切りくず付着の成長により、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、切削力が低下する可能性があります。逆に、切りくずの蓄積が減少すると、切削抵抗が増加します。切りくずの堆積がない場合、切削速度 ν C が増加すると、切削温度が上昇し、すくい面の摩擦が減少し、変形が減少し、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、υ C が増加し、切断抵抗がわずかに減少します。

3.への工具形状パラメータの影響 CNC フライス加工 マシン

(1) フロントコーナー。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、すくい角が切削力に及ぼす影響は明らかではありません。

(2) マイナス面取り。鋭利な刃先にマイナス面取りを研削することで、刃先の強度が向上し、工具寿命が向上しますが、このとき被削材の変形が大きくなり、切削抵抗が大きくなります。

(3) 主偏向角。切断力に対する主偏向角の影響は、主に切断力に影響を与えるように、変形に影響を与えるために切断厚さと工具先端円弧曲線の長さの変化によるものです。主たわみ角度は、主切削力 FC にはほとんど影響しませんが、背力 FP と送り力 FF の比率には明らかな影響を及ぼします。 F'd は、ワークピースのツールへの逆推力です。 f’p=f’dcoskr、f’f=f’dsinkr であるため、主たわみ角 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軽減または防止するために、より大きな主偏向角度を選択できます。

4.その他の要因。切削工具と被削材間の摩擦

同じ切削条件では、高速度鋼工具の切削抵抗が最も大きく、超硬工具、セラミック工具がそれに続きます。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。摩擦が大きいほど、工具の摩耗が深刻になります。