精密加工用高性能切削工具

「精密加工」とは、バッチ全体で通常より厳しい幾何公差と優れた表面仕上げを維持することを指します。すべての機械ショップがこのレベルを達成できるわけではありません。CNC工作機械を備えても、ターゲット市場が要求しないと判断すれば取り組まないケースもあります。

Improは精密加工サービス提供を誇りとしています。精密加工技術への投資、熟練製造エンジニアリングとCNCプログラミング、そして切削工具への注力により実現しています。本稿では、このうち最後の要素である切削工具が精密加工にどう影響するかを解説します。

精密加工と一般加工の違い

「精密」の公式定義はありません。加工部品とその用途、材料、工作機械によります。加工専門家の多くは、精密加工とは厳しい公差と卓越した仕上げを指すと合意するでしょうが、正確な限界は議論の余地があります。

定量化を加えると、専門家の多くは直線・円形寸法で0.0004インチ（10μm）より厳しい公差、平面度で2μインチ（0.05μm）以上、粗さで1μインチ（0.025μm）未満を精密加工の目安とするでしょう。ただし超大型部品ではこの公差は非現実的で、超微小部品（マイクロマシニング）では不必要に大きい値です。

精密加工の重要な側面は再現性です。熟練機械工なら単品で厳公差を維持できるかもしれませんが、大ロットで一貫して維持するのは極めて困難で低速です。

切削工具が精度に与える影響

考慮すべき2側面は、切削工具自体と、ホルダー/カッター/工具ポストへの取り付け方法です。

切削工具の主問題は摩耗とチッピングです。適切にセットアップされた切削では熱膨張は稀にしか問題になりません。大半の熱が切りくずに逃げるためです。

摩耗とチッピングは工具材料選定で対処します。ハイス（HSS）も一部加工で使用されますが、ほとんどは超硬インサートで実施されます。これらのコーティングは摩擦と摩耗を低減し、特にチタン炭窒化物（TiCN）コーティングは優れた耐摩耗性を発揮します。

工具取り付けは2つの面で精度に影響します。第一に、切削負荷による工具ポスト/ホルダーのたわみです。取り付け剛性が高ければ工具先端の移動が少なく、高精度につながります。

第二は工具プリセッティングです。これは工具先端がホルダーから期待通りの量だけ突出していることを確認するプロセスです。ここからの逸脱は、CNCプログラマーの想定より多くまたは少なく材料を除去することになります（代替として工具オフセット値を決定しCNCコントローラーに入力する方法もあります）。

プリセッティングは、複数切削インサートを1ホルダーに搭載する場合に特に重要です。大型フェイスミルが例です。ここで1枚のインサートが他より多く突出すると、加工面に一連の溝を切削してしまいます。

より高精度な切削工具

以前加工されたフィーチャーの精度と仕上げを向上させる2つの切削工具が、砥石とリーマです。研削は高価な工作機械を必要とし、部品コストを大幅に押し上げます。リーマ加工は、ドリル加工済み穴の仕上げ、真円度、寸法を改善するもので、CNCフライス盤で実施可能で、フロアツーフロアタイムをわずかに増やすだけです。

もう一つのアプローチは、特注切削工具の使用です。旋削では段付き工具で2つの異なる直径を同時加工でき、同心度を大幅に向上させつつ作業時間は増やしません。

同じアプローチを円筒研削でプロファイル砥石を用いたプランジ研削に適用することも可能です。

精密加工ニーズへのソリューション

精密加工、すなわちバッチ全体で厳公差と優れた表面仕上げを維持することは、加工プロセスのあらゆる側面への細心の注意を要します。切削工具選定と準備はその取り組みの一部であり、十分な注意を払わなければ部品品質に悪影響を及ぼします。

最新の高剛性CNC工作機械と深い加工専門知識により、Improは最も要求の厳しい顧客が求める精密加工能力を備えています。貴社の加工ニーズへの対応方法については、今すぐお問い合わせください。