アルミニウム部品CNC加工に最適な工具選定ガイド

生活水準の向上に伴い、人々は金属質感のあるものを好むようになり、アルミニウム製品が多くの業界でますます使用されるようになりました。鋼や超合金と比較して柔らかい金属で、HRC硬度は高くありませんが、より靭性があります。したがって、工具への相対的な要求はより高くなります。柔らかい金属を高硬度の超硬フライスカッターで切削すると、切れ刃が欠け、工具寿命が非常に短くなります。高品質で低硬度、溶着しにくい工具で加工を完了する必要があります。工具だけが機械の速度と効率を向上させる唯一の方法です。

CNCアルミニウム部品の加工用チップ（インサート）選び方

アルミニウム合金加工、特に小代仕上げ加工では、インデキサブルインサートの切れ刃が通常鈍く、「鋤（すき）」効果を引き起こしやすく、切れ刃がワークに突然食い込み、切削力が急激に増加します。切削力の急増は工具寸法の過大化と高出力要求を招きます。これらの問題は切れ刃への要求によりさらに複雑になります。仕上げには鋭いポジティブ切れ刃を使用しなければなりません。荒加工での金属除去率を確保するには、切れ刃に十分な強度が必要です。したがって、切削力、切れ刃食い込み、チップ形成、安定性、インサート位置決めとクランプを考慮してください。

インサート形状（幾何形状）

加工の究極の目標は、設計または顧客固有の要求を満たす最高の部品を生産することです。仕様は部品厚さ、耐荷重、寸法の形で示されます。CNC工作機械は、効果的な工具シーケンシングと操作により、さまざまなサイズと形状のアルミニウム部品を処理できます。生産性向上にはインデキサブル切削工具の使用が必要です。このタイプの工具は、必要に応じてオペレーターが工具刃を交換でき、アルミニウム部品の複数の自動加工を可能にします。異なる切れ刃を持つCNC工具インサートは、アルミニウム部品の研磨・研削などの後処理作業に使用できます。CNCアルミニウム部品の加工環境では、工具刃の性能は刃の形状、逃げ角、すくい角に依存します。

インサート形状（形状分類）

CNCアルミニウム部品用工具には、最終製品の品質に影響する特定の幾何形状があります。刃は特定のCNC工具ホルダーに適合するさまざまな形状があります。アルミニウム工具刃は菱形、円形、三角形、正方形があります。鋭角刃の使用でより良い部品品質が得られます。例えば、鍛造アルミニウム部品の高速面加工には30°～35°の刃が最適です。ダイヤモンド刃で鍛造アルミニウムを旋削すると高品質な表面仕上げが得られます。

一方、鋳造アルミニウム部品のCNC加工では、品質向上のためにオペレーターが円形インサートを使用する必要があります。鋳造アルミニウムの表面は粗いため、鋭い工具で加工すると表面仕上げが悪くなります。工具インサートの形状は、送り速度、切り込み深さ、工具クリアランスなどのCNCパラメータに影響します。鋭い形状はより小さな送り速度とより大きな工具クリアランスを必要とします。

加工工具で考慮すべき要因は？

すくい角と進入角

すくい角とは、CNC工作機械上でクランプされたワークに対する切削工具先端の角度を指します。工具インサートの位置によって正または負になります。アルミニウム部品加工にはポジティブすくい角を好みます。柔らかい金属であるため、生産プロセス全体で切削抵抗を最小限に抑える必要があります。

加工中、チップが工具周りに蓄積すると最終製品品質に影響します。ポジティブすくい角は効果的なチップ処理を保証します。切削温度を下げることで温度制御にも寄与します。この要素はアルミニウム部品に最適な加工条件を提供し、刃寿命を延ばします。

CNCフライス加工ではすくい角に依存することは稀です。これは進入角が部品とCNC工具ポスト上の工具位置の関係を定義するためです。アルミニウムの被削性により、90度のタイミングを使用します。これにより専門家はさまざまなフライス加工を実行できます。これには面フライス、溝フライス、肩フライスが含まれます。

径の要因

径方向切削力の影響について、小～中径工具は剛性が低くたわみやすい一方、大径工具はより安定し、防振要件が異なります。また、送り速度は径方向切削力に影響する主因ではないことも判明しています。工具の異なる送り（通常1歯当り送り0.25mmと0.35mm）の間では、径方向切削力はわずかに変化するのみです。典型的なアルミニウム合金フライスカッターで径25mmの場合、刃のエッジバンドは1°、幅0.1mmで、湾曲切れ刃と完璧にマッチします。

逃げ角（クリアランス角）

このパラメータも、CNC工作機械上でクランプされたワークと工具の関係を定義します。このパラメータでは工具インサートが基準点となります。すくい角と同様に、正または負になります。

CNCアルミニウム部品加工では、試作であれ量産であれ、ポジティブ逃げ角を推奨します。インデキサブルブレードの使用により、オペレーターは逃げ角を変更できます。逃げ角20°～30°でアルミニウム部品により良い表面仕上げが得られます。

アルミニウム用チップブレーカー

チップの蓄積はアルミニウム部品の高速加工を妨げます。一般的にチップは粘着性があり、CNC表面の加工スペース管理に課題をもたらします。CNC工作機械で使用されるチップブレーカー設計は、すくい角と逃げ角に大きく依存します。

CNCアルミニウム部品の量産では、鋭く幅広いチップブレーカーの使用を推奨します。幅広いチップブレーカーはさまざまなサイズのチップを除去できます。

理想的なCNCアルミニウム部品加工サービスをお探しの場合は、ご連絡ください。