機械加工における工具選択の重要性は自明の理です。ツールの選択を学ぶと、作業がより簡単になります。
1. 機械加工で最も重要なのは工具です
いずれかのツールが機能しなくなると、生産が停止することを意味します。しかし、すべてのツールが同じ重要性を持つという意味ではありません。切削時間が最も長い工具は、生産サイクルに大きな影響を与えるため、同じ前提の下で、この工具にはさらに注意を払う必要があります。さらに、主要なコンポーネントや加工に対して最も厳しい加工公差を必要とする工具にも注意を払う必要があります。さらに、ドリル、溝入れ工具、ねじ切り工具など、切りくず処理が比較的悪い工具にも注意が必要です。切りくず処理が不十分だとダウンタイムが発生する可能性があるためです。
2. 工作機械とのマッチング
工具は右手工具と左手工具に分かれており、適切な工具を選択することが非常に重要です。
一般に、右勝手の工具は反時計回り (CCW) の工作機械 (主軸方向に沿って見て) に適しています。左手の工具は時計回り (CW) の工作機械に適しています。複数の旋盤をお持ちで、クランプ用の左手用ツールや左右両方の勝手に対応しているものがある場合は、左手用のツールを選択してください。フライス加工では、通常、より汎用性の高いツールを選択する傾向があります。ただし、このような工具はより幅広い加工範囲に対応しますが、すぐに工具の剛性が失われ、工具のたわみが大きくなり、切削パラメータが低下し、加工振動が発生しやすくなります。また、工作機械の工具交換用ロボットも工具の大きさや重量に制限がある。主軸に内部冷却穴のある工作機械を購入する場合は、内部冷却穴のある工具もお選びください。
3. 加工材料とのマッチング
炭素鋼は機械加工で加工される最も一般的な材料であるため、ほとんどの工具は最適化された炭素鋼加工に基づいて設計されています。加工材料に応じてブレードの銘柄を選択する必要があります。工具メーカーは、高温合金、チタン合金、アルミニウム、複合材料、プラスチック、純金属などの非鉄材料を加工するための一連の工具本体と適合ブレードを提供しています。
上記材質を加工する場合は、材質に合った工具をお選びください。ほとんどのブランドは、どのような素材が加工に適しているかを示すさまざまなシリーズのツールを用意しています。たとえば、DaElement の 3PP シリーズは主にアルミニウム合金の加工に使用され、86P シリーズは特にステンレス鋼の加工に使用され、6P シリーズは特に高硬度鋼の加工に使用されます。
4. ツールの仕様
よくある間違いは、小さすぎる旋削工具や大きすぎるフライス工具を選択することです。大型の旋削工具は剛性が優れています。大きなフライスは高価であるだけでなく、切断に時間がかかります。一般に、大きなツールは小さなツールよりも高価です。
5. 交換可能なブレードまたは再研磨ツールを選択する
従うべき原則は単純です。工具の再研磨は避けるようにしてください。一部のドリルや正面フライスを除き、条件が許せば刃先交換式またはヘッド交換式ツールを選択するようにしてください。人件費を節約し、安定した加工結果を得ることができます。
6. 工具の材質と材種
工具の材質と材種の選択は、加工される材料の性能、工作機械の最大速度と送り速度に密接に関係します。加工する材料グループに合わせて、より一般的な工具材種 (通常はコーティングされた合金材種) を選択します。ツール供給元が提供する「グレード適用推奨表」を参照してください。実際の用途でよくある間違いは、他の工具メーカーの同様の材質グレードを置き換えることで工具寿命の問題を解決しようとすることです。既存のツールが理想的でない場合は、別のメーカーの同様のグレードに変更すると、同様の結果が得られる可能性があります。問題を解決するには、ツールの失敗の原因を特定する必要があります。
7. 電力要件
基本原則は、自分が持っているものをすべて使うことです。 20 馬力のフライス盤を購入する場合は、ワークピースと治具が許容する限り、機械の電力利用率の 80% を達成できる適切な工具と加工パラメータを選択してください。機械のユーザーズマニュアルの出力/速度の表に特に注意し、機械の出力の有効出力範囲に基づいて、より優れた切削用途を実現できるツールを選択してください。
8. 刃数
原則は、多ければ多いほど良いということです。 2 倍の切れ刃を持つ旋削工具を購入しても、2 倍の価格を支払うことを意味するわけではありません。過去 10 年間で、先進的な設計により、溝入れカッター、突切りカッター、一部のフライスインサートの刃先の数が 2 倍になりました。 4 つの切れ刃のみを備えたフライスを、16 の切れ刃を備えた高度なフライスに置き換えることは珍しいことではありません。有効切れ刃の数を増やすことは、ワークテーブルの送りと生産性にも直接影響します。
9. モノリシック ツールまたはモジュラー ツールを選択します
小型のツールはモノリシック設計に適しています。大きなサイズのツールはモジュール設計に適しています。大型の工具の場合、工具が故障した場合、ユーザーは小型で安価な部品を交換するだけで新しい工具を入手したいと考えることがよくあります。これは、溝入れ工具やボーリング工具に特に当てはまります。
10. 単一ツールまたは多機能ツールを選択します
パーツが小さいほど、複合ツールに適しています。例えば、複合穴あけ、旋削、内径穴加工、ねじ加工、面取りなどを複合的に実行できる多機能ツールです。もちろん、ワークが複雑であればあるほど、多機能ツールに適しています。工作機械は、停止しているときではなく、切削しているときにのみメリットをもたらします。
11. 標準ツールまたは非標準の特殊ツールを選択します
CNCマシニングセンターの普及により、ワークの形状は工具に頼らずプログラミングで実現できると一般的に考えられており、規格外の特殊工具は必要なくなりました。実際、現在でも非標準工具が工具総売上高の 15% を占めています。なぜ？特殊工具を使用することで、正確なワークサイズ要件を満たし、工程を削減し、加工サイクルを短縮できます。量産の場合、非標準の特殊工具を使用することで加工サイクルを効果的に短縮し、コストを削減できます。
12. 切りくずの管理
目的は切りくずではなくワークピースを生成することですが、切りくずは工具の切削状態を明確に反映する可能性があることに注意してください。一般に、ほとんどの人はチップを解釈する訓練を受けていないため、人々はチップに対して偏見を持っています。次の原則を思い出してください。良いチップはプロセスを破壊しませんが、悪いチップはその逆を行います。
インサートはチップ ブレーカを使用して設計されることが多く、チップ ブレーカは軽切削仕上げ加工か重切削荒加工かにかかわらず、送り速度に基づいて設計されます。
チップが小さければ小さいほど、破壊するのは難しくなります。難削材では切りくず処理が大きな問題となります。材質の変更はできませんが、工具のアップデートが可能で、切削速度、送り速度、切り込み深さ、工具先端半径などを調整することができます。チップの最適化と処理の最適化は、総合的な選択の結果です。
13. プログラミング
工具、ワークピース、CNC 加工機に直面する場合、多くの場合、ツール パスを定義する必要があります。理想的には、基本的なマシン コードを理解し、高度な CAM ソフトウェア パッケージを所有している必要があります。ツールパスでは、ランピング角度、回転方向、送り、切削速度などのツールの特性を考慮する必要があります。各工具には、加工サイクルを短縮し、切りくず切断を改善し、切削抵抗を軽減するための対応するプログラミング テクノロジーが搭載されています。優れた CAM ソフトウェア パッケージは、労力を節約し、生産性を向上させることができます。
14. 革新的なツールか従来の成熟したツールを選択する
現在の先進技術の発展速度では、切削工具の生産性は 10 年ごとに 2 倍になる可能性があります。 10 年前の工具に推奨された切削パラメータと比較すると、現在の工具では加工効率が 2 倍に向上しますが、切削能力は 30% 低下していることがわかります。新しい工具合金マトリックスはより強力で靭性が高く、より高い切削速度とより低い切削抵抗を実現できます。チップブレーカとブランドはアプリケーションに特化したものではなく、より汎用性が高くなります。同時に、最新のツールの多用途性とモジュール性が向上し、在庫が削減され、ツールの用途が拡大します。工具開発はまた、旋削機能と溝入れ機能の両方を備えたオーバーロードツールや高送りミーリングカッターなどの新しい製品設計と加工コンセプトを推進し、高速加工、最小限の潤滑と冷却 (MQL) 加工、およびハードターニング技術を推進しました。これらの要因やその他の理由に基づいて、最も好ましい処理方法に従い、最新の高度なツール技術について学ぶ必要もあります。そうしないと、後れを取る危険があります。
15. 価格
ツールの価格は重要ですが、ツールの製造コストほど重要ではありません。ツールには相応の価格がありますが、ツールの本当の価値は生産性を高めるためにツールが実行する作業にあります。通常、最も安価なツールが最も高い生産コストを引き起こします。切削工具の価格は部品コストのわずか 3% にすぎません。したがって、ツールの購入価格ではなく、ツールの生産性に注目してください。
