様々な材料に対する効果的なCNCフライス加工技術

異なる金属は材質が異なるため、CNCフライス加工方法を完全に同じにすることはできません。この記事では、さまざまな材料に対する異なるフライス加工方法と提案を簡単に紹介します。

鋼のフライス加工

鋼の切削性は合金元素、熱処理、製造プロセス（鍛造、鋳造など）によって異なります。軟らかい低炭素鋼を加工する場合、主な問題はビルトアップエッジの形成とワークへのバリ形成です。より硬い鋼を加工する場合、フライスカッターとワークの相対位置がより重要になります。

提案：

鋼部品をフライス加工する際、工具が逃げるときに厚いチップが形成されないよう、フライスカッターの位置を最適化してください。特に荒加工プロセスでは、切削油を使用しないドライ切削を検討してください。

ステンレス鋼のフライス加工

ステンレス鋼はフェライト/マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、デュプレックス（オーステナイト/フェライト）系ステンレス鋼に分類できます。各タイプには独自のフライス加工推奨事項があります。

1) フェライト/マルテンサイト系ステンレス鋼のフライス加工

材料分類：P5.x

フェライト系ステンレス鋼の切削性は低合金鋼と類似しているため、鋼フライス加工の推奨事項を使用できます。

マルテンサイト系ステンレス鋼はより高い加工硬化性を持ち、切削時に非常に高い切削力を必要とします。正しい工具パスとアーク切削法を使用して最良の結果を得て、より高い切削速度Vcで加工硬化効果を克服してください。より高い切削速度、よりタフな材料、強化された切れ刃がより高い安全性を確保します。

2) オーステナイト系およびデュプレックス系ステンレス鋼のフライス加工

材料分類：M1.x、M2.x、M3.x

オーステナイト系ステンレス鋼とデュプレックス系ステンレス鋼のフライス加工における主な摩耗基準は、熱割れによる切れ刃チッピング、溝摩耗、ビルトアップエッジ/溶着です。部品では、バリ形成と表面品質問題が主な問題です。

荒加工への提案：

高切削速度（Vc=150〜250m/min）を使用してビルトアップエッジを回避
切削油を使用しないドライ切削で熱割れ問題を最小限に抑制

仕上げ加工への提案：

1) 表面品質向上のため、切削油または好ましくはオイルミスト潤滑/最小量潤滑を使用することがあります。仕上げ加工では切削領域の発熱が少ないため、熱割れ問題は少なくなります。
2) サーメット材料を使用すると、切削油を使用せずに十分良好な表面品質が得られます。
3) 送りfzが低すぎると、切れ刃が変形硬化層で切削し、チップのより深刻な摩耗を引き起こす可能性があります。

非鉄金属材料のフライス加工

非鉄金属材料にはアルミニウム合金だけでなく、マグネシウム、銅、亜鉛基合金も含まれます。切削性は主にシリコン含有量の違いによって変化します。共晶点以下アルミニウム-シリコン合金が最も一般的で、シリコン含有量は13%未満です。

材料分類：N1.1-3

主な摩耗基準は、切れ刃へのビルトアップエッジ/溶着であり、これがバリ形成と表面品質問題を引き起こします。部品表面に傷を残さないため、良好なチップ形成とチップ排出が不可欠です。

提案：

1) 鋭利で研磨された切れ刃を持つPCDチップ付きインサートを使用すると、良好なチップブレーキング能力を確保し、ビルトアップエッジを防止できます。
2) 鋭利な切れ刃を持つポジティブすくい角インサート形状を選択してください。
3) 他のほとんどのフライス加工とは異なり、アルミニウム合金加工時は常に切削油を使用し、インサート切れ刃への材料付着を防ぎ、表面品質を向上させるべきです。
シリコン含有量＜8%：濃度5%の切削油を使用
シリコン含有量8〜12%：濃度10%の切削油を使用
シリコン含有量＞12%：濃度15%の切削油を使用
4) より高い切削速度は一般的に工具寿命に悪影響を与えずに性能を向上させます。
5) hexの推奨値は0.10〜0.20mm（0.0039〜0.0079インチ）。値が小さすぎるとバリ形成の原因になります。
6) 高いテーブル送りのため、「プリリーディング」機能付き工作機械を使用して寸法誤差を回避すべきです。
7) 工具寿命は常にバリ形成や部品表面品質によって制限されます。チップ摩耗を工具寿命基準として使用するのは困難です。

焼入れ鋼のフライス加工

このグループには硬度45〜65HRCの焼入れ焼き戻し鋼が含まれます。フライス加工の典型的な部品には、プレス金型、プラスチック金型、鍛造金型、ダイカスト金型が含まれます。チップ摩耗/逃げ面摩耗とワークチッピングが主な問題です。

提案：

1) 鋭利な切れ刃を持つポジティブすくい角インサート形状を使用してください。これにより切削力を減らし、よりスムーズな切削動作を生み出します。
2) ドライ切削、切削油の使用を避けてください。
3) サイクロイドフライス加工は適切な方法で、高いテーブル送りと低い切削力を同時に実現でき、切れ刃とワークを低温に保てます。これは生産性、工具寿命、部品公差に有益です。
4) 面フライス加工でも軽切削戦略を採用すべきです。つまり、小さな切込み深さaeとapを同時に維持します。超密歯フライスカッターと比較的高い切削速度を使用してください。