スロットミリングのマスタリー:高度なテクニック、実践的なヒント、および業界の慣習

機械加工は現代の製造業の中核であり、並外れた能力を備えた多用途の生産方法を提供します。スロットフライス加工は、スロットを切断するときに便利な非常に便利な加工技術の 1 つです。

この記事では、スロット加工について詳しく説明し、スロット加工とは何か、それに必要なカッター、操作の種類について説明します。

スロットフライス加工は、溝フライス加工とも呼ばれ、回転切削工具を使用してワークピースにスロットを切削する加工プロセスです。スロットは任意の形状やサイズにすることができ、可能性は無限です。ただし、スロットフライスカッターと機械は、固体ワークピースにスロット形状を形成できる必要があります。

スロットミーリング技術の種類とそのカッター

さまざまな形状、工作機械、用途に合わせて、多数のスロットフライス加工技術が存在します。各タイプには、特定の溝カッターと要件があります。

エンドミル加工

エンドミル加工は、標準的なエンドミルカッターまたはシェルミルを使用して実行されます。これは、閉じたスロット、非直線的なスロットプロファイル、さらには深さが変化するスロットを作成できる多用途のスロット切削工具です。

このプロセスは正面フライス加工に似ており、工具の側面と面の両方で切削が実行されます。違いは、スロッティングの目的は両端が閉じた溝を作成することであるのに対し、正面フライス加工はワークピースの表面を平らにすることであるという点です。

エンドミルにはさまざまなサイズと材質があるため、エンドミルを使用したスロット加工は機械加工者にとって最も好ましい方法です。高い切削力に耐え、深く切り込むことができます。さらに、特殊なエンドミル設計によりびびり振動を抑制し、表面仕上げを向上させることもできます。

側面フライス加工

サイドフライス加工は、スロットを作成するためのもう 1 つの技術です。この方法では、サイドフライス工具が切削を実行します。切削は主に工具の外周によって実行されます。

切削抵抗や振動に耐える安定した切削方法です。適切な剛性のアーバーとオーバーハングを備えた水平フライス盤は、高精度のスロットを作成できます。

T スロット

T スロット切断は、「T」字型にスロットを切断するための特殊な方法です。 T スロットは産業機械で一般的であり、最も重要なのは加工ベッドです。

特殊なTスロットフライスを使用しています。一般に、T 溝加工プロセスの前に、通常の溝加工操作が行われます。この最初のプロセスにより、T スロットフライスのシャンク用のスペースが作成されます。ただし、これは閉じたスロットの場合にのみ必要です。オープンスロットの場合は、T スロットカッターで直接切断できます。

ウッドラフキースロット

スロットフライス加工のもう 1 つの重要な用途は、キースロットジョイントのキー溝の加工です。設計者は、キーおよびスロットジョイントを使用して負荷分散コンポーネントを相互にロックし、効率的な負荷伝達を可能にします。たとえば、ギアはキーとスロットジョイントを使用してシャフトに固定される場合があります。

このジョイントの雌部分であるキー溝スロットは、スロット切削工具によって作成されます。 Woodruff スロットカッターは、アセンブリをロックするためにキーが配置されるキー溝またはキーシートを作成できます。

ギャングミリング

フライス盤のワークテーブルなどのコンポーネントには、いくつかの平行なスロットがあり、工作物保持装置や工作物を機械のベッドに取り付けるのに役立ちます。このような平行スロットのあるパーツでは、ギャングフライス加工セットアップを使用すると便利です。

このタイプのスロット加工では、同じアーバーに取り付けられた複数の溝カッターが使用され、それぞれの溝カッターが材料に同時にスロットを切り込みます。したがって、このプロセスは非常に生産的であり、時間を節約できます。ただし、過剰な切削力がかかるため、アーバーと工作機械は十分な剛性が必要です。

スロットのフライス加工に関するヒントと実践

スロットフライス加工では、表面仕上げ、材料除去率、精度の点で最良の結果を得るには注意とスキルが必要です。ここでは、溝加工のパフォーマンスを最適化するための役立つヒントとコツを紹介しました。

ラジアルエントリーではなくランプダウン

スロットフライスカッターの挿入はスムーズであり、工具に過負荷がかからないようにする必要があります。推奨される方法は、ツールを一度に完全にかみ合わせるのを避けるために、ランプダウンモーションを使用することです。これにより、過度の振動が発生し、ツールにとっても致命的な影響を与える可能性があります。

一般に、工具や機械への衝撃を避けるには、ランプ角度が少なくとも 45 度あれば十分です。さらに、より硬い材料や深いスロットの場合、機械工は最大 1800 のランプ角度 (軸方向の入口) まで対応できます。

切りくずの排出が重要

スロットは囲まれたフィーチャであり、通常は 1 つの開いた端だけがあります。つまり、切断されたチップが切断ゾーンから逃げるスペースが少なくなります。切削ゾーン内に付着すると、表面品質、工具寿命、部品公差が低下する可能性があります。

したがって、スロット加工では切りくず排出を適切に管理することが必要です。一般的な提案は、少なくとも 2 回のパスでスロットをカットすることです。このようにして、2 回目以降のパスで切りくずを排出するための十分なスペースが確保され、材料除去率が高くなるようにプログラムできます。

チップブレーカー付きカッターなどの特殊工具を使用することも解決策です。非常に細かい切りくずが生成され、切断ゾーンから簡単に飛び散ります。さらに、冷却剤/潤滑剤のフラッシングや圧縮空気も、スロットから切りくずを除去する一般的な方法です。

スピンドルに負荷を掛けたままにしてください

もう 1 つのヒントは、切削サイクル中にスピンドルの負荷が完全になくなる瞬間がないようにすることです。これを確実に行うには、常に少なくとも 1 つの切削歯がワークピースと噛み合っている必要があります。これは、ツールをワークピースに半径方向に浸漬することで調整できます。

このアドバイスの理由は、断続切削はスロットの表面仕上げに良くないからです。さらに、単位時間当たりに除去される材料が少なくなり、追加の利点がないため、逆効果です。さらに、システムに繰り返しの衝撃負荷がかかると振動が発生し、機械の寿命が短くなる可能性があります。

ダウンミリング

機械加工におけるバックミーリングとダウンミーリングの議論は、スロットミーリングにも当てはまります。可能な限り、安定性と切りくず排出性に優れたダウンミーリングを選択する必要があります。ただし、セットアップは、ダウンミリングの荷重パターンに耐えられるほど頑丈でなければなりません。

より大きなカッター直径を推奨します

深いスロットを加工する場合、スロット切削工具の安定性が懸念されることがよくあります。深い溝加工のための長い工具オーバーハングにより、工具がたわみ、極端な場合には工具が破損する可能性もあります。

この場合、工具径が大きい方が強度が高く好ましい。さらに、より剛性の高い素材を使用したツールは、このような問題に対処するためのもう 1 つの選択肢です。

ただし、ほとんどのスロットは狭くても深いため、これは簡単な作業ではないことがよくあります。大きなツールを選択するという選択肢はありません。このような状況では、機械工は利用可能なリソースと制限の中で最善を尽くす必要があります。

フィードの最適化

切削送りの計画は、効率的なスロットフライス加工のもう 1 つの中心的な側面です。高い送り速度は熱の問題を引き起こす可能性があり、低い送り速度は生産性を低下させる可能性があります。したがって、これらの問題を回避するには、バランスのとれたフェデレーションが常に推奨されます。

これは、より詳細な内容を含む広範なトピックであり、切削プログラムを完成させる前に、切削送りやその他の加工パラメータを徹底的に検討する必要があります。

スロットミーリングのツールパステクニック

最新の工作機械の専門家は、効率的なツールパス計画により加工パフォーマンスを向上させます。広範な研究と実験を通じて、業界は、プロセス、部品、工作機械の健全性の全体的な品質を向上させる、スロットミーリング操作用のさまざまなツールパスソリューションを考案してきました。

従来型

従来のフライス加工は、スロット軸に沿った直線カットで構成される、スロットフライス加工の最も単純なツールパスです。生産性が高く、プログラミングも簡単です。さらに、ほとんどの切削工具と互換性があります。

欠点としては、深い溝や難削材の場合、振動が大きくなることが挙げられます。工具は常に切削状態にあるため、大きな半径方向の力にさらされ、深い切削では不安定になります。さらに、急速な発熱も引き起こします。

トロコイド

トロコイドミーリングは、工具がトロコイドパスをたどる特殊なツールパステクニックです。スロットミーリングでは、安定性が高く、刃先が冷えるのに十分な時間を与え、効率的に切りくずを排出するための十分なスペースを確保できるため、非常に有益です。

さらに、半径方向の平均切削抵抗が低いため、難削材の加工にも適しています。ただし、より複雑なプログラミングとツールの選択が必要です。

急落

プランジ加工とは、ドリルのようにフライスを使用して軸方向のカットのみによってスロット全体を加工することです。これは最も生産性の高い方法ではありませんが、半径方向の力が存在しないため、工具のたわみ、振動、および発熱の問題が最小限に抑えられるため、最も安定しています。したがって、ツールがこれらの問題のいずれかに対して脆弱なセットアップに適しています。これには、長い工具オーバーハングや深い溝加工が含まれます。

さらに、プランジ加工では、特にスロットの壁に良好な表面仕上げが得られません。したがって、最後には他のツールパス方法による仕上げカットが依然として必要です。

結論

スロットフライス加工は、業界のさまざまな用途に役立つ加工操作です。これにより製造の範囲が広がり、複雑な形状の製造が可能になります。

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