切りくず処理の成功
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切りくず処理は旋削加工における重要な要素の 1 つであり、切りくず処理には 3 つの基本的な変更があります。
自己破壊性切りくず (ねずみ鋳鉄など)
インパクトツールの切りくず破壊
衝撃ワークの切りくず破壊
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自己破壊的
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インパクトツールの切りくず破壊
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衝撃ワークの切りくず破壊
切りくず分断に影響を与える要因
インサート形状: 溝の幅とミクロおよびマクロの構造設計に応じて、よりオープンまたはよりタイトな切りくず
工具ノーズ半径: 工具ノーズ半径が小さい場合、工具ノーズ半径が大きい場合よりも切りくずを抑制します。
リーディング（プランジ）角度: リーディング角度に応じて、切りくずは異なる方向に向けられます: ショルダーに向かう、またはショルダーから遠ざかる
切込み深さ: 被削材の材質によっては、切込み深さが大きくなると切りくず分断に影響が生じ、その結果、切りくず分断と切りくず除去のための切削抵抗が大きくなります。
送り: 一般に、送りを高くすると、より強力な切りくずが生成されます。 特定の状況での切りくず破壊と切りくず処理に役立つ場合があります
切削速度: 切削速度の変化は切りくず分断性能に影響を与える可能性があります
材料: 切りくずの短い材料 (鋳鉄など) は、一般に機械加工が容易です。 切りくず破壊性能は、インコネルなど、優れた機械的強度と耐クリープ性 (圧力下で材料がゆっくりと移動したり変形したりする傾向) に優れた材料の場合、より重要になります。
旋削加工用パラメータ
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旋削加工の正しい速度と送りを選択するときは、工作機械、工具、インサート、および材料を常に考慮してください。
インサートの安全性と表面品質を確保するには、低い送り速度から始めます。 次に送り速度を上げて切りくず分断を改善します
工具ノーズ半径よりも大きな切込み深さを使用してください。 これにより、内径加工で重要となるインサートの半径方向のたわみが最小限に抑えられます。
切削速度の設定が低すぎると工具寿命が短くなります。 必ず推奨切断速度 vc m/min (フィート/分) を使用してください。
クーラントを使用して旋削部品の品質を向上させる
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クーラントを正しく適用すると、加工の安全性、工具の性能、部品の品質が向上します。 クーラントを使用する場合は、次の要素を考慮する必要があります。
仕上げ加工には高精度クーラントを備えた工具を強くお勧めします
切りくず分断に必要なクーラント圧力は、ノズル径（出口）、加工材料、切込み深さ、送り量によって異なります。
必要な冷却剤の流量は、圧力と冷却剤穴の総冷却剤供給面積によって異なります。
中仕上げおよび荒加工の場合は、次のクーラントを推奨します。
仕上げ加工には高精度上部クーラントと下部クーラントの併用を推奨します。
クーラントを正しく使用することで、さまざまな課題に対処します
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切りくず処理の問題: オーバーヘッドクーラントの使用
寸法の問題: 通常、原因は温度が高すぎることです。上部と下部の両方の冷却剤を使用し、可能な限り高い冷却剤圧力を使用してください。
表面品質が悪い: 切りくずが原因で欠陥が発生した場合は、オーバーヘッドクーラントを使用してください。
荒加工では予測できない工具寿命: 低めのクーラントのみを使用してください
仕上げ加工における予測できない工具寿命: 上部クーラントと下部クーラントの両方を使用する
内径旋削加工での切りくず排出不良: 上部と下部の両方のクーラントを使用し、可能な限り高いクーラント圧力を使用します。
部品を旋削するときに良好な表面品質を得る方法
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表面品質に関する一般規則:
多くの場合、より高い切削速度を使用することで表面品質を向上させることができます
インサート形状 (センターマウント、正および負のすくい角、および正の逃げ角) は表面品質に影響します。
ブレードの材質の選択は、表面品質にある程度の影響を与えます。
振動傾向が発生する場合は、より小さな刃先半径を選択してください
ワイパーインサート
ワイパーインサートを使用すると、良好な表面仕上げや切りくず破壊を実現する能力を損なうことなく、高送り速度で部品を旋削することができます。
一般的なガイドライン: 2 倍の送り速度、同じ表面品質。 同じ送り速度であれば、表面品質は 2 倍になります。
ワイパーインサートの設計により、インサートがワークに沿って送り込む際の加工面をより滑らかにすることができます。 ワイパー効果は主に直線旋回とフェース旋回を目的としています。
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標準半径
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ワイパー半径
標準チップとワイパーチップの送り速度による比較
知らせ！ 標準刃先R角度に対応する数値はすべて理論値です。 ワイパー先端R角度に相当する値は、低合金鋼の試験値に基づいています。
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DNMX インサートに基づく 1.16 mm (0.06 インチ) 半径値
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外径旋削加工の応用ヒント
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振動しやすい部品
1 回のパスで切断を完了します (例: パイプ継手)
切削力をコレット/スピンドル方向の軸方向に向けるため、切削全体を 1 パスで完了することをお勧めします。
例：
外径 (OD) {{0}} mm (0.984 インチ)
内径 (ID) {{0}} mm (0.590 インチ)
切込み深さ ap {{0}}.3 mm (0.169 インチ)
結果として生じる壁の厚さは {{0}}.7 mm (0.028 インチ)
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90 度に近い切込み角 (0 度に近いプランジ角) を使用すると、切削力を軸方向に向けることができます。 これにより、パーツにかかる曲げ力が最小限に抑えられます。
2パスで切断完了
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上部と下部のツール ホルダーを同時に加工すると、半径方向の切削力のバランスが取れ、部品の振動や曲がりが回避されます。
細長・薄肉部品
細長い/薄肉の部品を旋削する場合は、次の要素を考慮する必要があります。
90 度に近い進入角度 (0 度に近い進入角度) を使用してください。 機械加工プロセス中、たとえ小さな変化（91度/-1度から95度/-5度までの切込み角/プランジ角）でも切削力の方向に影響します。
切込み深さapは工具ノーズ半径REよりも大きくなければなりません。 切込み量apを大きくすると、アキシアル切削力Fzが大きくなり、ラジアル切削力Fxが小さくなり、振動が低減されます。
鋭い切れ刃と小さいノーズ半径 RE を備えたチップを使用して、切削抵抗を低減します。
耐摩耗性と鋭いブレード刃先を確保するには、サーメットまたは PVD グレードの使用を検討してください。これがこのタイプのプロセスの最初の選択肢です。
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肩加工・肩旋削
チップの刃先を損傷しないように、手順 1-5 に従ってください。 この方法は CVD コーティングされたブレードに最適であり、ブレードの破損を大幅に軽減します。
手順 1-4:
切りくず詰まりを避けるために、各ステップの距離 (1-4) を送り速度と同じに保ちます。
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ステップ5:
最終的なカットは、外径から内径に向かって垂直にカットを行うことによって行われます。
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ショルダーが内径から外径へ正面旋削される場合、切りくずが工具半径に巻き付くという問題が発生する可能性もあります。 ツールパスを変更すると、切りくずの方向が変わり、問題が解決される可能性があります。
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車端面
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面 (1) と面取り (2) から始めます。 可能であり、ワークピースの形状が許せば、面取りの加工が優先されます (3)。 縦方向の切削 (4) は最後のステップであり、インサートは加工プロセス中にスムーズに前進および後退します。
フェーシングは、次のパスのパーツ上に基準点を設定する最初の操作である必要があります。
刃先がワークピースから離れると、切断端にバリが形成され、問題となることがよくあります。 面取りまたはフィレット (反転フィレット) を残すと、バリの形成を最小限に抑えたり、回避したりすることができます。
部品の面取りにより、刃先の挿入がスムーズになります (対面旋削または縦旋削)。
断続切断
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断続カットを行う場合：
高速断続切削を伴う用途（六角棒など）でエッジラインの靱性を確保するには、PVD グレードを使用してください。
強靱な CVD グレードを使用して、大型部品や重度の断続切削用途で全体的な靱性を確保します
耐欠損性を十分に向上させるため、高強度ブレーカの使用を検討してください。
冷却水を止めると熱亀裂を回避できる可能性があります
完成部品のアンダーカットの機械加工
縦方向およびフェースターニングに可能な限り最大のノーズ半径 RE を使用することで、次のことが保証されます。
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高強度の刃先、より高い信頼性
良好な表面品質
高送りが可能
アンダーカット幅を超えないようにして、バリ取りの最終ステップとして実行してください。
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内径旋削加工のヒント
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可能な限り最大のボーリングバー直径を選択しますが、同時にボーリングバーと穴の間に切りくずを除去するのに十分なスペースがあることを確認してください。
使用される切削パラメータが適切な切りくず排出を容易にし、正しいタイプの切りくずを生成することを確認します。
可能な限り小さいオーバーハングを選択しますが、同時にボーリングバーの長さが推奨クランプ長さを考慮していることを確認してください。 クランプ長さはボーリングバーの直径の 3 倍以上でなければなりません
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振動に敏感な部品を加工する場合は、振動減衰ボーリングバーを使用してください
切削力がボーリングバーに沿って伝わるように、できるだけ 90 度に近い切込み角度 (0 度に近いプランジ角度) を選択してください。 主偏向角は 75 度以上である必要があります (入射角は 15 度を超えてはなりません)。
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第一の選択肢として、刃先交換式チップは、工具のたわみを最小限に抑えるために、ポジティブすくい底形状とポジティブなインサート形状を備えている必要があります。
切込み深さよりも小さいチップノーズ半径を選択してください
刃先の噛み合いが不十分な場合、切削時の摩擦により振動が大きくなる場合があります。 良好な切削動作を確保するには、工具ノーズ半径よりも大きい刃先のかみ合わせを選択してください。
過度の刃先のかみ合い（切込みや送りの深さが大きい）は、工具のたわみによって発生する振動を増加させる可能性があります。
コーティングされていないインサートまたはコーティングが薄いインサートは、一般に、コーティングが厚いインサートよりも切削抵抗が低くなります。 これは、アスペクト比が大きい場合に特に重要になります。 多くの場合、鋭い刃先により振動の傾向が最小限に抑えられるため、穴の品質が向上します。
内径旋削加工の場合、多くの場合、オープンブレーカを備えた形状の方が有利です。
一部の加工では、切りくず詰まりや振動傾向のリスクに対処できる、より高い靭性レベルのインサート材種が考慮される場合があります。
切りくず形成を改善する必要がある場合は、ツールパスの変更を検討してください。
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硬質部品旋削加工のヒント
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一般的な旋削に関するアドバイスに加えて、硬質部品の旋削加工に関する重要な考慮事項がいくつかあります (硬化前の軟旋削段階での部品の準備を含む製造プロセスなど)。
バリを避ける
厳密な寸法公差を維持し、
熱処理前の面取りと機械半径
ナイフを突然前進または後退させないでください
円弧を描いて切り込んだり切り込んだりして接近または後退します
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表面測定
X 軸: 代表的な長さ
Y軸：直径偏差
クランピング
良好な機械の安定性、ワークピースの正しいクランプと位置決めが重要です
一般的なガイドラインとしては、片端のみで支持されるワークピースの場合、ワークピースの長さと直径の比が 2:1 を超えないようにすることが一般的に推奨されます。 追加の心押し台サポートが存在する場合、アスペクト比を高めることができます
カセットと心押し台の熱対称設計により、寸法安定性がさらに向上することに注意してください。
Coromant Capto® システムの使用
すべてのオーバーハングを最小限に抑え、システムの剛性を最大化します。
内径旋削加工の場合は、超硬シャンクボーリングバーと Silent Tools™ を検討してください。
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ブレードの微細形状
刃先が鈍くなった CBN インサートの代表的な 2 つは、S タイプと T タイプです。
Sタイプ：刃先強度が最も優れています。 マイクロチッピングに強く、安定した表面品質を保証します。
Tタイプ：連続切削では最高の面品位を実現し、断続切削ではバリの発生を最小限に抑えます。 切削抵抗が低くなります。
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ツールチップの形状
条件が安定している場合は、最適な表面品質を確保するために必ずワイパー ジオメトリを使用してください。
より高い生産性要件が必要な場合は、小さな切込み角チップが使用されます。
安定性が悪い場合（ワークが細い場合など）には、通常のラジアスチップを使用してください。
湿式または乾式処理
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クーラントを使用せずに硬い部品を回転させることは理想的であり、完全に実現可能です。 CBN とセラミックインサートはどちらもより高い切削温度に耐えることができるため、クーラントに関連するコストの問題や頭痛の種が解消されます。
アプリケーションによっては、たとえばワークピースの熱安定性を制御するために冷却剤が必要になる場合があります。 このような場合は、旋削プロセス全体を通じてクーラントを継続的に流すようにしてください。
通常、機械加工中に発生する熱は、チップ (80%)、ワークピース (10%)、インサート (10%) に分散されます。 これは、刃先領域から切りくずを除去することが重要であることを示しています。
切削パラメータと摩耗
刃先領域の高温により切削抵抗が低減されます。 そのため、切削速度が低すぎると発熱が少なくなり、インサートの割れが発生する可能性があります。
クレーター摩耗はブレードの強度に徐々に影響しますが、表面品質には同程度の影響は与えません。 逆に、逃げ面摩耗は寸法公差に徐々に影響します。
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工具寿命を決める摩耗率
*) 逃げ面摩耗 **) クレータ摩耗
工具交換のガイドライン
所定の表面品質 (B) は、一般的に使用される実用的な工具交換基準です。 表面品質は別のステーションで自動的に測定され、表面品質の指定値が与えられます。
最適化されたより安定した加工プロセスを実現するために、工具交換基準として所定の部品数 (A) が設定されます。 この値は部品の平均数より 10-20% 少ない必要があります。正確な値は特定の状況によって異なります。
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A: 予定部品数
B: 所定の表面品質
X軸：部品数
Y軸：表面品質
青線：刃の摩耗
赤線：Ra/Rzの最大値
ワンタイムカット戦略
ワンカット「金属除去」戦略は、OD 操作と ID 操作の両方で実現可能です。 内径旋削加工では、安定したセットアップを行うことが重要であり、工具突き出し量がボーリングバーの直径 (1×D) を超えてはなりません。 良好な加工結果を得るには、面取りエッジを備えた軽くホーニングされたインサートを使用し、適度な切削速度と送りを使用することをお勧めします。
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アドバンテージ
可能な限り最速の処理時間
ツールの位置
欠点がある
小さな寸法公差を満たすのが難しい
工具寿命が短い（二次切削と比較して）
比較的急速な摩耗による寸法の偏差
2 つの切断戦略
2 カット戦略を無人生産に使用すると、高い表面品質を得ることができます。 半径 1.2 mm (0.047 インチ) の荒加工用インサートと、面取りが 1 つだけある T 形仕上げ用インサートを使用することをお勧めします。 両方のインサートにワイパー形状が必要です。
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アドバンテージ
荒加工と仕上げ加工に最適化された工具
安全性が向上し、公差が厳しくなり、工具交換間隔が長くなる可能性があります
欠点がある
2 つのブレードが必要です
2 つのツール位置
1回のツール変更
