CNC機械加工における工具のたわみ

穴やポケットをフライス盤で削った後、カットの下部よりも上部の方が大きいのはなぜか疑問に思ったことはありませんか？または、ゲージピンが穴の最初にぴったりとはまりますが、完全には通らないのはなぜですか？簡単な答えは工具のたわみです。すべてが曲がります。そして、私はすべてを意味します。工具のたわみは、どこにでもあるがほとんど理解されていない問題です。それはあなたのせいではないので、私の仲間の機械工を心配しないでください！工具のたわみをなくすことはできず、それを制御して最小化するだけです。知識は力であり、この投稿の終わりまでに、ツールのたわみの原因と考えられる解決策についての実用的な知識が得られることを願っています。

簡単に言えば、工具のたわみは工具の曲げです。フィーチャーをカットするとき、この例では深いポケットと言います。切削中は、工具と材料に力を加えます。材料が与えるので、チップを入手できます。しかし、それは戦いなしでは下がらない。材料が押し戻されると、材料に加えられている力とは反対の方向にツールの端が押し戻されます。ツールが突き出ているほど、ツールの端が移動します。

工具のたわみを計算することは可能ですが、関係する計算は非常に複雑です。機械工場でかなりの時間を過ごすなら、目と耳で最適化が達成される頻度を知っています。私は、これら2つのことを優れた機械工が持つことができる最も重要なツールだと考えています。ただし、工具のたわみの数値を計算したい場合は、オンラインで複数の計算機を利用できます。今日の投稿では、信頼できる目の耳とその常識のほんの少しに依存します。

剛性が最も重要な要素です。ツールがツールホルダーから突き出る距離を長くすると、剛性が指数関数的に低下します。長さが必要な場合があります。その場合、最善の行動は、フルートの数が最も少ない最大の直径を使用することです。ツールの直径を小さくすると、ツールを曲げるのに必要な力の量も小さくなります。また、カッターのすべてのフルートは、ツールの剛性を低下させます。深いフィーチャーをカットする場合は、ツールのパフォーマンスを最適化するために、印刷で可能な最大の直径を使用していることを確認する必要があります。大径の工具で荒削りする必要がある場合でも、コーナー半径の仕様を満たすために、小径の工具で仕上げても問題ありません。また、フルートの数が最も少ないツールが必要であり、本当に必要なだけツールを突き出します。ツールを研究するとき、剛性が主要な関心事であるツールがあり、多くの「マイクロ」ツールには剛性を高めるためにテーパーシャンクが付いていることがわかります。

工具のたわみを減らすための炭水化物工具と高速度鋼工具

工具のたわみが問題であると思われる場合、または問題を引き起こすほど積極的な切削を実行している場合は、常に考慮すべき1つのことは超硬工具です。より高いSFPMやより優れた工具寿命などの利点を除けば、超硬は高速度鋼の約3倍の剛性があります。ただし、超硬は非常に脆いため、工具のたわみについて話す場合は適切な組み合わせではないことに注意してください。そらすにはもっと時間がかかりますが、十分な力を加えると、ツールはそれほど寛容ではなく、壊れてしまうので注意してください。

私の「クライムフライス盤と従来のフライス盤」のブログ投稿で説明したように、切削戦略は工具のたわみに影響を与える可能性があります。動的ツールパス戦略（私のブログ投稿「動的ミリング」を参照）を利用すると、軽いラジアルカットによる工具のたわみを最小限に抑えることができます。動的ツールパスを使用してフィーチャーをラフし、クライムフライス盤を使用していることを確認すると、結果に満足するはずです。これらの他の投稿で説明されているように、仕上げにはいくつかのオプションがあります。仕上げをクライムミルするか、スプリングパスを従来のミルにするか、潤滑剤を使用して軽い仕上げパスを従来のミルにするかで、結果に非常に満足します。