金属除去率を改善するためのフライス盤技術
専門家は、機械工が新しいツールと技術を使用して金属除去率（MRR）を向上させるための戦術を共有しています。
フライス盤加工で金属除去率（MRR）を最大化することに関心のあるショップは、銀行を壊さず、工具寿命や機械加工品質に許容できない犠牲を払う必要のない多数の工具と技術の中から選択できます。
最近導入された材料革新の1つは、チタン、インコネル、PHステンレス鋼を含む高強度材料のグループである高温合金のフライス盤での速度と送り速度の向上を目的としています。この新しいフライス盤グレードのKCSM40は、ペンシルベニア州ラトローブの超硬インサート材料を開発したケナメタルによると、高温合金の加工に使用される切削工具インサートの耐熱性を向上させます。
Ti-6Al-4Vフライス盤の紹介
KCSM40で作られたインサートのユーザーは、過去に140 SFMにしか達していない可能性があったときに、毎分160表面フィートでTi-6Al-4Vを加工していると同時に、工具寿命も長くなっていると、ケナメタルのグローバル製品管理ディレクターであるスコットエトリングは述べています。インデックス可能なフライス盤。
Etlingは、カッター本体には、カッター内のインサートの数に基づいて異なる「密度」があることを指摘しています。たとえば、直径4インチのカッターは、8、12、または15の歯を持ち、そのサイズの15の歯のカッターは非常に高密度であると見なされます。
「15歯のカッターを実行できる場合は、カットの歯数が増えるため、生産性が向上します」と彼は言います。
ただし、カッターの歯数が多いほど、必要なスピンドル馬力が大きくなるため、一部のフライス盤では、高密度カッターに必要なパワーをパックできない場合があります。そして、たとえそうだとしても、フライス盤の固定具は、これらのカッターが生み出す増加した力を処理するのに十分な剛性がない可能性があります。
「スピンドルを理解し、切削抵抗の計算を行ってから、可能な限り最高密度のカッターを使用するように全員に指示します」とEtling氏は言います。
低速スピンドルを備えたリジッドマシンの所有者は、ケナメタルの新しいHarvi Ultra 8Xなどの「ヘリカル」カッターを使用できます。これは、高MMRで従来のカッターよりも長い工具寿命を提供するように設計されています。らせんカッターは、複数列のインサートを備えています。
たとえば、直径3インチのヘリカルカッターは、それぞれ11個のインサートを備えた5列にすることができます。 「ラジアルエンゲージメントを備えた55のインサートを使用すると、従来の送り速度で加工しますが、より多くの材料を除去できます」とEtling氏は言います。
フライス盤操作でMRRを最大化するには、適切なクーラントフロー、圧力、および粘度を使用することも重要です。 「工作機械メーカーは素晴らしい機械を設計しました。ユーザーは、機械が許す最高の速度と送り速度で切削工具を実行する必要があります」とエトリング氏は言います。
クーラントでチップ形成とMRRを改善
フライス盤プロセスが切りくず排出に苦労すると、生産速度と部品品質の両方が低下する可能性があります。ニュージャージー州フェアローンのSandvikCoromantのCoroMillQDカッターは、幅6 mmまでの溝をフライス加工するように設計されており、形状と新しいクーラント供給システムを使用して、チップ関連の問題を解決します。
QDのインサート形状により、加工される溝よりも薄い切りくずが生成されます。これらの切りくずは、カッター本体から各刃先に送られるクーラントによって洗い流されます。 SandvikCoromantの製品フライス盤スペシャリストであるJosephDeRossは、MRRを向上させるだけでなく、このシステムは工具寿命とフライス盤部品の表面品質を劇的に向上させると述べています。
Sandvik Coromantは、QDが競合するカッターよりも約20倍速く金属を除去できることを示すユーザーデータを指摘しています。さらに、同社は、あるケースでは、インサートが摩耗する前にQDが75個の部品を機械加工したのに対し、競合他社の工具はわずか10個であったと報告しています。
この場合、薄い切りくずが望ましいですが、切りくずが薄すぎると、切削作用とその結果生じる熱がインサートエッジの比較的小さな部分に制限され、クレーター、逃げ面摩耗、熱亀裂が発生する可能性があります。実際、薄い切りくずは、フライス盤の生産性が低く、工具寿命が短くなる一般的な原因です。
一方、チップが厚すぎる場合は、インサートの破損を引き起こす可能性のある非常に高い切削抵抗を示しています。重要なのは、最大の切りくずの厚さをもたらすが、インサートに過度のストレスをかけない送り速度を決定することです。
「チップを厚くすると、床に早く置くことができます。さらに、工具寿命が長くなります」とDeRoss氏は言います。適切な切りくずの厚さを達成すると、フライス盤の生産性が20％以上向上する可能性があると彼は付け加えています。
フライスが被削材に入るときは常に厚く、出口では薄くする必要があります。ただし、カッターが材料に直接入るようにプログラムされている場合、カッターが材料に完全にかみ合うまで、出口で厚い切りくずが生成されます。この望ましくない結果には、入口での不十分な表面仕上げと工具寿命の短縮、不快なノイズと過度の振動が含まれます。
DeRossによると、ストレートエントリー切削の結果を回避する方法は2つあります。 。 1つは、カッターが完全にかみ合うまで、送り速度を50％下げることです。もう1つは、カッターモーションに「ロール」をプログラムすることです。この技術はカッターを時計回りに弧を描くように弧を描き、カットへのインサートを容易にします、とDeRossは説明します。結果として生じる出口での切りくずの厚さは常にゼロであり、送り速度を下げることなく直進の問題を排除すると彼は言います。
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高飼料技術への移行
MRRを上げるための最も一般的な手法の1つは、高速送り速度でのフライス盤と比較的浅い切削深さを組み合わせた高送りフライス盤です。ミシガン州トロイの切削工具サプライヤーSecoToolsのインデックス可能なフライス盤製品マネージャーであるTimAydtは、高送りフライス盤に使用されるインサートの底部の小さなリード角が平均切りくず厚さを減らし、それが送り速度を上げると言います。
「今、あなたはおそらく毎分30から60インチではなく、毎分200から300インチで給餌することを考えています」とAydtは言います。
欠点として、これらの高いレートでの供給は、高送りフライス盤の荒加工技術になるため、ユーザーは必要な部品の仕上げを行うために2次操作を行う必要がある場合があります。
最適化された荒削りの採用を検討する
最適化された荒削りと呼ばれることが多い別の一般的な荒削り操作は、高送りフライス盤よりもさらに速く材料を除去して、目的の形状に近い部品形状を生成します。その後、フォローアップ操作により、最終的な形状と表面仕上げを作成できます。
最適化された荒削りは、深い切り込み深さと軽いラジアルエンゲージメントを組み合わせたものです。低いラジアル切削抵抗により、機械のスピンドルの応力と摩耗が減少します。また、切削時の発熱が少ないため、工具寿命が長くなります。実際、適切な条件下では、最適化された荒加工に使用される切削工具は、従来の切削方法を使用する場合の30分と比較して、チタンを加工する場合に最大8時間持続する可能性があります。
熱の減少と半径方向の切削深さも、加工速度の劇的な向上の原因です。たとえば、ポケットは、従来の方法よりも最大4倍速く加工できます。最適化された荒加工は、長いアキシャルカット深さを必要とする真っ直ぐな壁の加工にも適しています。
Secoのソリッドミリング製品マネージャーであるJayBall氏は、この技術はあらゆる材料に使用できると述べています。 「高ニッケル合金の最適化された粗面化が非常に有益であることがわかりました」と彼は報告します。 「また、ステンレス鋼、鋳鉄、モデル工具鋼、さらにはアルミニウムの戦略を使用している顧客もいます。」
ボールは、最適化された荒削りへの移行は、おそらく金属除去率を上げようとしている人々の間で彼が見ている主な傾向であると言います。 「これは、現在スライスされたパン以来最大のものです。」
フライス盤での金属除去を改善するための最良のテクニックは何ですか？あなたの経験を共有してください。
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