CNC 旋盤用の溝入れツール:種類、用途、ベスト プラクティス

溝入れツールは CNC 旋盤で使用され、ワークピースの穴または表面にチャネルまたはパスを切り込みます。この溝入れ加工プロセスは完全に自動化されており、オペレータによる手動入力やミスが削減されます。

多くの業界の部品メーカーは、溝入れツールを使用して穴を作成し、さまざまなサイズの部品を成形しています。ただし、ツールを使用する前に、ツールを完全に理解することが重要です。そのため、この記事では、利用可能な溝入れ工具、CNC 旋盤での溝入れ工具の使用方法、適切な溝入れ工具を選択する前に考慮すべき要素について説明します。

溝入れとは何ですか?

溝入れ (リセス加工とも呼ばれます) は、CNC 旋盤を使用して実行される機械加工操作です。この操作には、材料、プロジェクト、またはワークピース上に境界のある穴 (溝) を作成することが含まれます。

溝入れ加工プロセスは、工具がワークピースの円筒面上に細長い経路を作成するため、部品製造において非常に重要です。さらに、これらのパスにより、パーツを結合するときに正確なフィット感が得られます。

さらに、部品製造で使用されるさまざまな種類の溝入れツールは、さまざまな硬度と質感の材料から作られ、さまざまな形状と幅を持っており、それによってパスや溝の形状が決まります。

溝入れツールには、用途に役立つ形状、サイズ、特性を備えたいくつかの種類があります。以下は、部品製造で使用される最も一般的なタイプです。

端面溝入れツール

設計者は、この溝入れ旋盤ツールを使用して材料の面を加工します。端面溝入れ加工では、工具の先端をワークピースの中心線の真上に配置することが重要です。工具の半径は、ワークピースの切削半径と等しくなければなりません。さらに、チップの破損を防ぐために切りくずを除去することが重要です。

外径溝入れツール

外径溝加工は、材料またはワークの外面に形成されます。また、外径溝は、工具の先端が中心線よりわずかに下にあるときに最良の結果が得られます。フライス カッター ツールと同様に、この溝入れツール タイプにもさまざまな形状、デザイン、機械的特性があります。さらに、耐摩耗性を高める冷却穴が付いています。

内径溝入れツール

オペレーターは、材料またはワークピースの内面に内径溝入れツールを使用します。正確で一貫した結果を得るには、ツールの上部を中心線より上に保持するのが最善です。また、インサートの破損防止にも役立ちます。

ほとんどの内径溝入れツールは、高速度工具鋼、超硬、ダイヤモンドなどの硬質材料で作られています。

CNC 旋盤で溝を彫るにはどうすればよいですか?

CNC 旋盤での溝入れには一連の手順が含まれます。以下は、溝入れ加工プロセス中に実行する手順です。

1.ワークを固定する

ワークピースを固定することは、溝加工プロセスの最終品質にとって非常に重要です。わずかな動きでも最終部品に欠陥が生じる可能性があるためです。以下に実行すべき手順をいくつか示します。

• 旋盤のチャックにワークを置きます。
• 材料をチャックにロックし、最後にネジを締めます。
• 溝の位置に印を付けます。

2.ツーリングデバイスをロードする

希望するタイプの溝加工に基づいて

• 溝入れ旋盤ツールを選択してツーリング タレットにロードします。
• ツールを調整します。

ツールは書かれたプログラムに従って自動的に動作します。

3. CNC 旋盤のセットアップ

これは、溝入れ加工を実行するときの最初のステップです。これを行うには

マシンのスイッチをオンにし、すべての軸を階層 0 の位置に移動します。
旋盤を適切な RPM 設定に調整します。各グルーブには異なる RPM 設定が必要なため、このステップは非常に重要です。

4.プログラムを入力して実行します

このステップには、プログラムをアップロードして実行できるようにすることが含まれます。ワークピースが軸方向に回転している間、溝入れツールは静止したままになります。材料を正確に除去するには、以下の手順に従ってください。

• ツールを中央に適切に固定し、作業を開始する溝入れツールの位置を確認します。
• 切削が始まるまで、溝入れツールをワークピースの近くにそっと置きます。
• 操作が終了するまで待ちます。

5.クリーンアップ

溝入れ操作が成功した後、

• 機械を停止し、ワークを取り外します。
• 機械と溝入れツールを掃除します。

注:切削を開始する前に溝の深さを検査し、歪みを防ぐために切削油を使用することが重要です。

CNC 旋盤でのさまざまな溝入れ加工

溝の位置に基づいて、CNC 旋盤での溝加工には 3 つの基本的なタイプがあります。

外径溝入れ

このタイプの溝入れ加工プロセスには、材料の側面に沿った工具の半径方向の動きが含まれます。溝入れ加工プロセス中に、ツールは切断点に沿って不要な材料を除去します。

部品メーカーは、主に幅広の溝を作成するために外径溝入れを使用します。ただし、このプロセスには時間がかかり、小さな溝よりも旋盤の加工時間に大きな影響を与えます。その結果、クーラントと非常に高精度のツールが必要になります。

外径溝入れには 3 つのタイプがあります

-シングルカット溝入れ

このタイプの外側溝入れは、ワークピースに溝を形成するのに最も適した方法です。これには、ワークピースに単一の浅い切り込みを入れることが含まれます。表面仕上げは非常に重要であるため、量産には正確なプロファイルと面取りを備えたインサートを使用することが重要です。

-複数の溝加工

これには、ワークピース上に複数の深い溝を作成することが含まれます。完璧な最終部品を得るには、材料を加工する際に送りを約 30 ～ 50% まで上げることが必要です。また、最後の切削のために残される材料は、インサートの幅より狭くなければなりません。

-ランピング

ランピングは外部溝入れタイプで、材料に溝を作成するための連続した軸方向および半径方向の動きを指します。軸方向の移動はエンドミル加工プロセスと同様です。優れた切りくず処理のためには、軸方向の切削衝撃とノッチ摩耗を軽減することが重要です。

内径溝入れ

内部溝入れには、材料の内部部分に沿った溝入れツールの移動が含まれます。

高流量のクーラントを正確に供給することが重要です。これにより、材料の除去速度が向上し、切りくずの蓄積が抑制されます。また、最適な切りくず排出を実現するには、穴の後部から前部に向かって内径溝入れ加工プロセスを開始してください。

端面溝入れ

このプロセスには、材料の面に沿った CNC 旋盤の動きが含まれます。加工には端面溝入れ工具を使用します。高い安定性を得るには、切り込み深さの最も短い端面溝工具を使用してください。また、高精度クーラントを使用した端面溝入れ工具を使用してください。これにより、切りくずの管理と除去が強化されます。

溝入れ工具を選択する際の考慮事項

溝入れ旋盤工具を選択するときは、特定の要素を理解し、考慮する必要があります。以下に、考慮すべき非常に重要な要素をいくつか示します。

1.溝の種類

前述したように、一般的な溝入れツールに基づいて 3 つの主な溝タイプがあります。入手可能な溝入れツールのほとんどは、さまざまな種類の溝に特化しています。一例として、端面溝入れには端面溝入れ工具が使用されます。これらのツールは、中心線の少し上に配置すると、軸方向のパターンで正確に移動できます。

2.ワーク材質

剛性、引張強さ、耐熱性などの一部の材料特性は、溝入れ工具の選択に大きな役割を果たします。溝入れ工具を選択するときは、上記の要素に注意する必要があります。材料が硬ければ硬いほど、溝入れツールも丈夫になります。たとえば、超硬または鋼製の工具は、非常に硬いワークピースに最適です。

3.望ましい形

溝の形状は考慮すべき重要な要素です。これは、溝入れツールの種類が異なると独特の形状が得られるためです。ただし、メーカーは 1 つの部品に対して複数のツールを使用することがよくあります。

溝入れ加工を改善するにはどうすればよいですか?

多くのタイプの溝では、出力レベルは機械の効率とプロセス自体に依存します。ただし、溝入れ加工の効率を向上させる方法のいくつかを以下に示します。

1.点検・測定手順

部品メーカーとエンジニアは、精度レベルに基づいて異なる測定ツールを使用します。原則として、非常に低い精度が必要な溝にはスチール製の定規とノギスを使用します。一方、高レベルの精度が必要な場合は、ノギス、プラグゲージ、マイクロメーターを使用します。

2.送り速度と切削速度

送り速度と切削速度は、加工時間とワークの表面仕上げに重要な役割を果たします。したがって、適切な送り速度と切削速度を使用することが重要です。溝加工を改善するには、低い送り速度から始めて、より高い送り速度まで作業を進めて、切りくずの分断と排出を改善します。また、工具の寿命を延ばすために、推奨される切削速度で作業する必要があります。

3.溝ツールの選択

さまざまな種類の溝入れ工具が入手可能です。使用するツールは、最終パーツの外観に直接影響します。ハイス鋼製のCNC切削工具を使用することをお勧めします。これにより、加工中の磨耗を防ぐことができます。さらに、溝と同じ幅の溝入れ旋盤ツールは、幅が狭く、回転点が低い溝に最適です。

4.切削液の使用

オイル、ペースト、エアロゾルなどの切削液は、溝入れ加工中のワークピースの切削面の温度を下げるのに役立ちます。さらに、ワークピースを潤滑して切削プロセスを促進し、切りくずの排出を促進します。

結論

溝入れツールは、メーカーがくぼみを作成したり部品を成形したりするために使用する多目的デバイスです。溝加工プロセスは、溝が他の部品をガイドして主要なワークピースに対して移動するため、製造において重要です。

適切な設定と適切な溝入れ工具の選択により、不十分な表面処理、バリ、工具の破損などの問題を防ぐことができます。溝入れ工具とその用途についてさらに質問や懸念がある場合は、お気軽に WayKen にお問い合わせいただき、CNC 旋削サービスをご利用ください。

よくある質問

スロットと溝の違いは何ですか?

スロットは、端に完全な半径を持つ真っ直ぐな長い穴です。また、多くの場合、円柱の軸点に対して垂直な方法で切断されます。一方、溝は円筒形のスロットに似ています。通常、円柱の外径または内径で切断されます。

溝入れツールの作成にはどのような種類の材料が最適ですか?

通常、ワークピースは硬い材料で作られているため、溝入れツールは強度と質感に適合する必要があります。材質としては硬度が高く熱伝導率が高いダイヤモンドがおすすめです。ただし、高価です。部品メーカーは、超硬やスチールなどの比較的安価な代替品を使用します。

溝入れ工具をコーティングする必要はありますか?

溝入れ工具のほとんどは金属です。このため、メーカーはコーティングすることがよくあります。ただし、溝入れ工具のコーティングは必須ではありません。コーティングにより腐食が防止され、工具が長持ちします。