さまざまな材料の機械加工部品に適したツールを選択するには?

機械加工では、ツールの選択は技術です。工具の切削性能は、工具の切削部分の材料、工具の構造、および工具の形状材料に依存することがよくあります。工具寿命、加工効率、加工品質、加工コストに影響を与えるのは、工具自体の材質と工具で加工されるワークの材質です。

したがって、機械加工では、さまざまな材料の部品を加工するための適切な工具を選択することで、加工効率と加工品質が向上するだけでなく、工具の寿命が延び、加工コストが削減されます。

現在、機械加工工具の主な材料は、ダイヤモンド工具、PCBN 工具、セラミック工具、コーティング工具、超硬工具、高速度鋼工具の 6 つです。これら6つのツールがどのような材料で部品を加工するのに適しているかを見てみましょう.

ダイヤモンド T ばか

ダイヤモンド工具は、天然ダイヤモンド工具、PCD ダイヤモンド工具、CVD ダイヤモンド工具に分類されます。

ダイヤモンド工具は主に、非鉄金属や非金属材料の高速での精密切削や中ぐり加工に使用されます。各種耐摩耗非金属、各種耐摩耗非鉄金属の加工に適しています。ダイヤモンド工具の欠点は、熱安定性が低いことです。切削温度が700℃～800℃を超えると硬度が完全に失われます。さらに、ダイヤモンド (炭素) は高温で鉄原子と容易に相互作用し、炭素原子をグラファイト構造に変換し、工具が損傷しやすいため、鉄金属の切削には適していません。

PCBN T ばか

PCBN ツールは、一体型 PCBN ブレードと、超硬合金で焼結された PCBN 複合ブレードに分けることができます。

PCBN 工具は、硬化鋼、硬質鋳鉄、高温合金、硬質合金、表面溶射材料など、さまざまな難削材の仕上げ加工に適しています。加工精度はIT5（穴はIT6）に達し、表面粗さ値はRa1.25～0.20mまで小さくすることができます。 PCBN ツールは、靭性と曲げ強度に劣ります。したがって、立方晶窒化ホウ素旋削工具は、低速で大きな衝撃荷重での荒加工には適していません。同時に、可塑性の高い材料（アルミニウム合金、銅合金、ニッケル基合金、可塑性の高い鋼など）の切断には適していません。これらの金属を切削すると深刻な構成刃先が生成され、加工面が劣化するためです。

C セラミック T ばか

セラミック ツールの材料は、一般に、アルミナ ベースのセラミック、窒化ケイ素ベースのセラミック、および複合窒化ケイ素-アルミナ ベースのセラミックの 3 つのカテゴリに分類できます。

セラミックスは、主に高速仕上げおよび中仕上げに使用される工具材料の 1 つです。セラミック工具は、あらゆる種類の鋳鉄 (ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、可鍛鋳鉄、チルド鋳鉄、高合金耐摩耗鋳鉄) および鋼 (炭素構造用鋼、合金構造用鋼、高強度鋳鉄) の切断に適しています。鋼、高マンガン鋼、焼入れ鋼など）、銅合金、グラファイト、エンジニアリングプラスチック、複合材料の切断にも使用できます。セラミック工具材料は、曲げ強度が低く、衝撃靭性が低いという問題があります。低速および衝撃荷重での切断には適していません。

コーティング済み T ばか

さまざまなコーティング方法によると、化学蒸着（CVD）コーティングされたツールと物理蒸着（PVD）コーティングされたツールに分けることができます。さまざまな基板材料に応じて、硬質合金被覆工具、高速度鋼被覆工具、およびセラミックおよび超硬材料の被覆工具に分けることができます。素材の性質により、ハードコート工具とソフトコート工具に分けることができます。人気のナノコーティングツールもあります。

コーティングされた工具は、CNC 機械加工の分野で大きな可能性を秘めており、将来的には CNC 機械加工の分野で最も重要な工具の種類になるでしょう。コーティング技術は、高速切削の要件を満たすために、エンドミル、リーマー、ドリル、複合穴加工工具、ギアホブ、ギアシェーパー、ギアシェービングカッター、フォーミングブローチ、およびさまざまなマシンクランプ式スローアウェイインサートに適用されています。材料の必要性鋼や鋳鉄、耐熱合金、非鉄金属など。コーティングの厚さが増加するにつれて、工具寿命は増加しますが、コーティングの厚さが飽和に達すると、工具寿命はもはや大幅に増加しなくなります。コーティングが厚すぎると剥離しやすく、コーティングが薄すぎると耐摩耗性に劣ります。

C アーバイド T ばか

主な化学組成によると、超硬合金は炭化タングステンベースの超硬合金とチタン炭素（窒化物）（TiC（N））ベースの超硬合金に分けることができます。その中でも、タングステンカーバイド系超硬合金には、タングステンコバルト（YG）、タングステンコバルトチタン（YT）、レアカーバイド添加（YW）などがあります。それらには独自の長所と短所があります。主な成分は炭化タングステン（WC）と炭化チタン（TiC）、炭化タンタル（TaC）、炭化ニオブ（NbC）などです。

YG 合金は、主に鋳鉄、非鉄金属、非金属材料の加工に使用されます。微粒超硬合金（YG3X、YG6Xなど）は、コバルト含有量が同じ場合、中粒よりも硬度と耐摩耗性が高くなります。特殊な硬質鋳鉄、オーステナイト系ステンレス鋼、耐熱合金、チタン合金、硬質青銅、耐摩耗性絶縁材料などの加工に適しています。YT 超硬合金の優れた利点は、硬度が高く、耐熱性が高く、 YGよりも高温での硬度と圧縮強度が高く、耐酸化性に優れています。 YW 合金は、YG 合金と YT 合金の両方の特性を持ち、全体的な性能が良好です。

H 高速 S ティール T ばか

高速度鋼は用途によって、一般高速度鋼と高性能高速度鋼に分けられます。汎用ハイス鋼は、一般にタングステン鋼とタングステンモリブデン鋼の2種類に分けられます。高性能ハイス鋼には、主に次のカテゴリが含まれます：高炭素ハイス鋼、高バナジウムハイス鋼、コバルトハイス鋼、アルミニウムハイス鋼、窒素超硬ハイス鋼。

汎用ハイス鋼：主に切削工具（ドリル、タップ、鋸刃など）や精密工具（ホブ、ギヤシェーパ、ブローチなど）の製造に使用され、切削硬度HB≦300の金属材料に使用されます。一般的に使用される鋼種は、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 などです。

特殊ハイス鋼：コバルトハイス鋼、超硬ハイス鋼（硬度HRC68～70）など、主に難削金属（耐熱合金、チタンなど）の切削工具に使用されます。合金および高張力鋼)。一般的に使用される鋼種は、W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8 などです。