加工後のバリは非常に厄介です。 バリの存在は、ワークの加工精度や表面品位を低下させるだけでなく、製品の性能に影響を与え、場合によっては事故の原因にもなります。 発生したバリの問題については、通常、バリ取りプロセスを使用して解決します。 バリ取りは非生産的なプロセスであり、製品コストが増加し、製品の生産サイクルが長くなるだけでなく、不適切なバリ取りにより製品全体が廃棄され、経済的損失が発生します。 本稿では、まずエンドミルバリの発生に影響を与える主な要因を体系的に分析し、構造設計から製造プロセス全体に至るまでのエンドミルバリを低減・制御する方法と技術について論じます。
1. エンドミル加工における主なバリ形状
エンドミル加工で発生するバリは、切削運動－切れ刃バリの分類体系によれば、主に主刃の両側のバリ、側面切削の切削方向のバリ、底面切削の切削方向のバリ、そしてインフィードとインフィード。 方向性バリには 5 つの形式があります (図 1 を参照)。
写真図1 エンドミル加工によるバリ
一般に、下端から切り出される切削方向バリは、他のバリに比べてサイズが大きく、除去しにくいという特徴があります。 このため、本論文では、底端部から切り出された切断方向バリを主な研究対象として研究を実施した。 エンドミル加工における底刃の切削方向のバリの大きさと形状により、タイプIバリ（サイズが大きく、除去が困難で除去コストが高い）、タイプIバリ（バリ）の3種類に分類されます。 II バリ（サイズが小さく、簡単に除去または除去できない）およびタイプ III バリはマイナスのバリです（図 2 を参照）。
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図2 フライス加工時に下端から削り出される切削方向のバリの種類
第二に、エンドミルのバリの形成に影響を与える主な要因
バリの形成は、非常に複雑な材料の変形プロセスです。 ワークの材料特性、形状、表面処理、工具の形状、工具の切削軌跡、工具の摩耗、切削パラメータ、クーラントの使用などのさまざまな要因はすべて、バリの形成に直接影響します。 図 3 は、エンドミルのバリに影響を与える要因のブロック図です。 特定のミリング条件下では、エンドミリングのバリの形状とサイズは、さまざまな影響要因の複合効果によって決まりますが、要因が異なればバリの形成に与える影響も異なります。
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図3 ミリングバリ発生の因果関係図
1. ツールの出入り
一般に、工具をワークにねじ込むときに発生するバリよりも、工具をワークからねじ出すときに発生するバリの方が大きくなります。
2. 平面切断角度
平面切削角度は、底端切削の切削方向のバリの発生に大きく影響します。 平面切り取り角度は、切削速度の方向 (工具速度と送り速度のベクトル合成) とワーク端面の向きの間の角度として定義されます。 ワーク端面の方向は工具ねじ込み点から工具ねじ抜き点に向かう方向となります。
試験結果は、バリの高さが切込み深さとともに変化すること、すなわち、切込み深さが増加するにつれてバリがタイプIバリからタイプIIバリに変化することを示しています。 タイプ II のバリを生成する最小のミリング深さは、通常、限界切削深さと呼ばれ、dcr で表されます。 図4は、アルミニウム合金を加工する際のバリ高さに及ぼす平リード角と切込み深さの影響を示しています。
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図4 バリ形状と平面の切削角度と切込み深さ
図 4 から、平面カットアウト角度が大きくなるほど、限界切削深さが大きくなることがわかります。 平面カットアウト角度が 120 度より大きい場合、タイプ I バリのサイズは大きくなり、タイプ II バリに移行するための限界切込み深さも大きくなります。 したがって、平面切断角が小さいと、φが小さいほど端子面の支持剛性が相対的に向上し、バリが発生しにくくなるため、タイプIIのバリが発生しやすくなります。
送り速度のサイズと方向は、合成速度 v のサイズと方向に一定の影響を及ぼし、さらに平面の切削角度とバリの形成に影響を与えます。 したがって、送り速度が大きく、出口刃オフセット角が大きいほどφは小さくなり、大きなバリの発生を抑制できます（図5参照）。
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図5 バリの発生に及ぼす送り方向の影響
3. 刃先出口シーケンス EOS
エンドミル加工中のバリのサイズは、主に工具先端の出口順序によって決まります。 図 6 に示すように、点 A は副切れ刃の点、点 C は主切れ刃の点、点 B は工具ノーズの頂点です。 工具ノーズは鋭利であると仮定します。つまり、工具ノーズ円弧の半径は考慮されません。 BC エッジが最初にワークピースから出て、AB エッジが後でワークピースから出る場合、切りくずは加工面にヒンジで固定され、フライス加工が進行するにつれて切りくずはワークピースから押し出され、より大きな底刃が形成され、切り抜きが行われます。切断方向のバリ。 AB エッジが最初にワークピースから出て、BC エッジが後でワークピースから出る場合、切りくずは遷移面上でヒンジ動作し、ワークピースから切り出され、切削方向のバリを除去する小さなサイズの下端エッジが形成されます。
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図6 刃先の出口シーケンスとバリの発生
実験は次のことを示しています:
①刃先出口シーケンス ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA でバリサイズが順次大きくなります。
② EOS で得られる結果は同じですが、同じ出口シーケンスでは、プラスチック材料で発生するバリ サイズは脆性材料で発生するバリ サイズよりも大きくなります。 工具ノーズの出口順序は、工具の幾何学的形状だけでなく、送り速度、フライス加工深さ、ワークピースの幾何学的サイズ、切削条件などの要因にも関係します。 バリの形成に影響を与えるさまざまな要因の組み合わせです。
4. 他の要因の影響
① 加工パラメータ、加工温度、切削環境などもバリの発生に一定の影響を与えます。 送り速度、加工深さなどのいくつかの主要な要因の影響は、平面切削角度の理論と工具先端の出口シーケンスの EOS 理論に反映されます。 ここでは詳細には触れません。
②ワーク材質の塑性が良いほど、I型バリが発生しやすくなります。 脆性材料のエンドミル加工では、送り速度や平面切込み角度が大きいとIII種バリ（欠損）が発生しやすくなります。
③ワークの端子面と加工面との角度が直角より大きい場合、端子面の支持剛性が高くなりバリの発生を抑制できます。
④フライス液の使用により、工具寿命の延長、工具摩耗の低減、フライス加工時の潤滑、バリサイズの低減に効果があります。
⑤ バリの発生には工具の摩耗が大きく影響します。 工具がある程度摩耗すると、工具先端の円弧が大きくなり、工具出口方向のバリが大きくなるだけでなく、工具の切り込み方向のバリも大きくなります。 このメカニズムについては、さらに深く研究する必要があります。
⑥工具の材質など他の要因もバリの発生に一定の影響を与えます。 同じ切削条件下では、ダイヤモンド工具は他の工具よりもバリの発生を抑制するのに役立ちます。
3、ミリングバリの発生を制御する基本的な方法
エンドミルのバリの形成は多くの要因の影響を受けます。特定のフライス加工プロセスだけでなく、ワークピースの構造、工具の形状、その他の要因にも関係します。 エンドミルのバリを低減するには、さまざまな面からバリの発生を抑制・低減する必要があります。
1. 合理的な構造設計
バリの発生はワークの構造に大きく影響されます。 ワークの構造が異なり、加工後のエッジのバリの形状や大きさも大きく異なります。 ワークピースの材質と表面処理が事前に決定されている場合、ワークピースの形状とエッジはバリの形成を決定する重要な要素となります。
2. 適切な処理順序
図 7 に示すように、加工順序もエンドミルのバリの形状とサイズに一定の影響を与えます。 バリの形状や大きさによって、バリ取りの作業量や費用も異なります。 したがって、適切な処理順序を選択することは、バリ取りのコストを削減する効果的な方法です。
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(a) (b)
図7 処理順序制御方式の選択
図 8a では、最初に穴を開けてから平面をフライス加工すると、穴の周囲に大きな切削バリやフライス加工バリが発生しやすくなります。 最初に平面をフライス加工してから穴をあけると、穴の周囲には小さな穴開けバリと切削バリしか生じません。 同様に、図 8b では、最初に上面をフライス加工し、次に凹面輪郭をフライス加工することによって形成されるバリのサイズは、最初に凹面輪郭を加工し、次に平面をフライス加工することによって形成されるバリのサイズより小さくなります。
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(a) (b)
図 8 ツールパス方法の制御
3. ツールの終了を回避する
工具の後退は切削方向のバリ形成の主な要因であるため、工具の後退を回避することはバリの形成を回避する効果的な方法です。 一般に、フライスをワークピースから外すと大きなバリが発生し、ワークピースにねじ込むと小さなバリが発生します。 したがって、加工中にフライスが空転することはできるだけ避けなければなりません。
4. 適切な切断ルートを選択します
これまでの解析から、平面の切り出し角度がある値よりも小さい場合、発生するバリのサイズが小さくなることがわかります。 平面切削角度は、加工幅、送り速度（大きさと方向）、回転速度（大きさと方向）を変更することで変更できます。 したがって、適切な工具経路を選択することで、タイプ I バリの発生を回避できます。
5. 適切なミリングパラメータを選択します
エンドミル加工パラメータ (刃あたりの送り、エンドミル加工幅、エンドミル加工深さ、工具の幾何学的角度など) は、バリの形成に一定の影響を与えます。
エンドミルのバリの形成は多くの要因の影響を受けます。主な影響要因は、工具の出口/入口、平面の切削角度、工具ノーズの出口順序、フライス加工パラメータなどです。バリの最終的な形状とサイズは、加工の結果です。要因の組み合わせ。
ワークピースの構造設計、加工技術の配置、フライス加工の消費および工具の選択の全プロセスから始めて、この論文はフライスバリの主な影響要因を分析し、フライスカッターのルートを制御し、適切な加工順序を選択し、改善する方法を提案します。構造設計。 この方法などのフライス加工バリを抑制または低減する技術、プロセスおよび方法は、バリのサイズを積極的に制御し、製品品質を向上させ、コストを削減し、フライス加工における生産サイクルを短縮するための実現可能な技術的解決策を提供する。
