この記事では旋削工具について説明します。
(この記事は「加工の特徴的な動作と実践事例」の第3章第3節 旋削工具から抜粋したものです)
2. 刃先交換式旋削工具
(1) 刃先交換式旋削工具の構成
刃先交換式旋削工具は、刃先交換式の刃を使用したマシンクランプ式旋削工具です。 図3-20は刃先交換式旋削工具の構成を示しています。 ツールシム１およびブレード２は、ツールホルダのクランプ要素３上にセットされる。 刃物を工具ホルダの溝に取り付けた後、刃物を支持面に押し当てて固定し、旋削工具の前後角度を求めます。 1 つの刃先が鈍くなったら、すぐに隣接する新しい刃先に移すことができ、ブレード上のすべての刃先が鈍くなるまで作業を続けることができ、ブレードは廃棄してリサイクルできます。 新しいブレードを交換した後も、旋削工具は引き続き動作できます。
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図3-20 刃先交換式旋削工具の構成
1 - シム 2 - インサート 3 - クランプ要素 4 - アーバー
1. インデックス可能なツールの利点
溶接旋削工具と比較して、刃先交換式旋削工具には次の利点があります。
(1) 長い工具寿命。 ブレードは高温溶接や研ぎによって引き起こされる欠陥を回避するため、ツールの幾何学的パラメータはブレードとツールホルダーの溝によって完全に保証され、切削性能が安定し、それによってツール寿命が向上します。
(2) 生産効率が高い。 工作機械のオペレーターが工具を研ぐ必要がなくなるため、機械を停止したり工具を交換したりする手間が大幅に削減されます。
(3) 新しい技術や新しいプロセスの促進に役立ちます。 刃先交換式旋削工具は、コーティングやセラミックなどの新しい工具材料の促進に役立ちます。
(4) ツールコストの削減に有利であり、ツールバーの耐用年数が長く、ツールバーの消費と在庫が大幅に削減され、ツールの管理が簡素化され、ツールのコストが削減されます。
上記の利点により、刃先交換式切削工具は国家重点推進プロジェクトに挙げられており、これは切削工具の発展方向でもあります。
2. 刃先交換式インサートの選定
刃先交換式インサートは、さまざまな刃先交換式切削工具の最も重要な部分です。 刃先交換式インサートの正しい選択と使用は、刃先交換式切削工具の合理的な設計と使用の重要な部分です。 インサートの選択には、材質、形状、サイズなどが含まれます。インサート材質の選択については、この章の最初のセクションを参照してください。
(1) 形状の選択。 ブレードの形状を選択する際は、主に加工プロセスの性質、部品の形状、工具の寿命、ブレードの利用率などの要素に基づいて選択されます。 最も一般的に使用されるタイプのチップの中で、三角形チップは、90 度外円、端面旋削工具、穴旋削工具、60 度ねじ旋削工具に使用されます。 刃先角度が小さいため、強度が低く工具寿命が短いですが、ラジアル応力が小さいため、加工系の剛性が低い条件下での8度三角チップや凸三角チップに適しています。 鋭角は 82 度および 80 度に増加します。 この種の刃を使用して90度オフセットカッターを製造すると、カッターの寿命が向上するだけでなく、加工面の残存面積が減少し、表面粗さの値を下げるのに有利になります。 通常の四角形チップは、送り角45度、60度、75度の各種外径旋削工具、端面旋削工具、穴旋削工具に適しています。 刃の強度と工具寿命が向上します。 刃の刃数が増えると刃先の強度が増し刃の利用率が上がりますが、その分バックフォースFpも大きくなり、旋削工具が作業時に到達できる位置が低くなります。制限されています。 刃先の刃先角度は108度で、強度と寿命が良好です。 ただし、加工系の剛性が良い場合にのみ適しており、外周旋削工具や端面旋削工具としては使用できません。 平行四辺形やひし形などの他の形状のブレードは、倣い旋盤や CNC 旋盤に使用されます。 丸刃は曲面の回転や成形に使用できます。 麺類と高級車。
(2) チップサイズの選択、チップの内接円径（または辺の長さ）、厚さ、工具先端円弧半径などを含むチップサイズの選択、辺の長さの選択は主に主切れ刃（Lse）の長さによって決まります。 、荒旋削加工の場合は辺の長さL=(1.5~2) Lse、仕上げ旋削の場合はL=(3~4) Lseが望ましいです。 ブレードの厚さの選択は、主にブレードの強度を考慮して行われます。 強度を満足し、滑らかな切削を行うことを前提として、薄い板厚を選択するようにしてください。刃先の選択と刃先円弧の半径は、加工面の粗さ、加工システムの剛性などの要素を考慮する必要があります。
3. ブレードクランプの代表的な構造
刃先交換式旋削工具の特性は、インサート割出による刃先交換や、すべての刃先が鈍くなった後の新しいチップへの交換に反映されます。 このため、インサートのクランプは次の要件を満たす必要があります。
(1) 位置決め精度が高い。 ブレードを割り出したり、新しいブレードに交換した後は、ツール先端の位置の変化は部品の精度が許容する範囲内である必要があります。
(2)刃を確実にクランプします。 クランプ要素はブレードを位置決め面に押し付ける必要があります。 衝撃や振動に耐えられるよう、ブレード、ツールシム、ツールホルダーの接触面がしっかりとフィットしていることを確認する必要があります。 ただし、クランプ力は大きすぎてはならず、ブレードの潰れを避けるために応力分布が均一である必要があります。 ;
(3) 切りくずの排出がスムーズです。 切りくずの排出がスムーズで観察しやすいように、ブレードの前面に障害物がないことが最適です。 特にホールカッターの場合は、切りくず絡みや加工面の傷を防ぐため、上加圧式は使用しないほうが良いでしょう。
(4) 使いやすい。 刃先の交換や新しい刃の交換が素早く簡単に行えます。 小型工具の構造はコンパクトである必要があります。 上記の要件を満たす場合、構造はできるだけ単純で、製造と使用が容易である必要があります。
いくつかの典型的な構造を以下に紹介します。
(1) レバー式クランプは、図3-21aに示すように、直ロッド構造です。 ネジ６をねじ込むとレバー２の下端が押され、レバー２は中央の太鼓状の筒を支点として傾動する。 成形されたシリンダーが刃をナイフ溝の位置決め両側に押し付けて固定され、ナイフパッド 3 がスプリングスリーブ 1 で位置決めされます。刃を解放すると、ナイフパッドはナイフの張力によって元の位置を維持します。スプリングスリーブなので緩みません。 図3-21bも真っ直ぐなロッド構造ですが、違いはレバー2の下端がスクリューコーンによって押されることです。図3-21cは湾曲したロッド構造であり、ブレードは４はねじ６を介して湾曲ロッド２に締め付けられており、湾曲ロッド２は角凸部を支点として揺動し、ねじ６を緩めるとバネ７が湾曲ロッドを反発してブレードを解放する。 このうち、スプリングスリーブの内壁と湾曲ロッドとの間には大きな隙間があり、湾曲ロッドがその中で揺動するのに便利である。
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図3-21 レバー式クランプ
この種の湾曲ロッドクランプ機構は、高い位置決め精度、合理的なブレードの力の方向、確実なクランプ、小型のカッターヘッド、柔軟なロードとアンロードにより、ブレードの両側の位置決めを簡単に実現できます。刃が付いており、便利に使用できます。 より良いクランプフォーム。 欠点は、構造が複雑で製造が難しいことです。
(2) ウェッジピンクランプは、図3-22に示すように、ブレード2がピンシャフト3によって穴に位置決めされ、ウェッジ4が押し下げられると、ブレードがピンシャフト3に押し付けられ、ネジ 5 を緩めると、ばね座金 6 が自動的にウェッジを持ち上げます。 この構造はクランプ力が大きく、簡単で便利ですが、位置精度が低く、クランプ時にブレードにかかる力が不均一になります。
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図 3-22 ウェッジピンのクランプ
1 - シム 2 - ブレード 3 - ピン 4 - ウェッジ 5 - ネジ 6 - スプリングワッシャー
(3) 偏心ねじクランプは、図3-23に示すように、偏心ねじピンのクランプ構造です。 回転軸に偏心ネジを使用しており、ネジの上端が偏心円筒ピンになっています。 離心率は e です。 偏心ネジ1を回すと、偏心ネジが刃をクランプしたり緩めたりします。 ねじを円筒軸に置き換えることも可能ですが、偏心ねじピンはねじのセルフロック性能を利用し、ゆるみ止め能力を高めます。 この種のクランプ構造はシンプルで使いやすいです。 その主な欠点は、両側のクランプ力のバランスを確保することが難しいことです。 サイプの両側を利用してブレードを位置決めしてクランプする必要がある場合、回転軸の回転角度公差は極めて小さいことが要求され、一般的な製造精度では実現が困難であるため、実際には、片側でクランプされることが多く、刃に衝撃や振動が加わると緩みやすく、スムーズな連続切断に適した構造です。
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図3-23 偏心ネジのクランプ
1 - 偏心ネジ 2 - ナイフ シム 3 - ブレード 4 - ナイフ ロッド
(4) 押し上げクランプ。 上記の 3 つのクランプ構造は、穴のあるブレードにのみ適しています。 穴のないブレード、特にバックアングルのあるブレードの場合は、プッシュアップクランプ構造が必要です（図3-24を参照）。この構造は、大きなクランプ力、安定性と信頼性、便利なクランプ、そして簡単な製造を備えています。 穴付きブレードの場合は、ピンの位置決めと上向きの圧力クランプを組み合わせて使用することもできます。 主な欠点は、カッターヘッドのサイズが大きくなることです。
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図3-24 プッシュアップクランプ
1 - ピン シャフト 2 - ナイフ シム 3 - ブレード 4 - プレッシャー プレート 5 - テーパー穴プレッシャー プレート 6 - ネジ 7 - サポート ネイル 8 - スプリング
(5) パッドプルクランプ。 パッドプルクランプの原理は、円錐頭ネジを介してパッドのテーパ穴の傾斜面に分力を発生させ、パッドがブレードを駆動して両側の位置決め面を押し付けることです。 パッドはクランプされています。 エレメントはツール シムであり、2 つの目的に使用できます。 この構造はシンプルかつコンパクトで、確実なクランプ、高い位置決め精度、大きな調整範囲、および障害物のない切りくずの除去を備えています。 欠点は、プルパッドの移動溝が長すぎないことです (一般的に 3 ～ 5 mm)。そうしないと、位置決め側の強度と剛性が低下します。 また、図{6}}に示すように、カッタヘッドの剛性が弱いため、荒加工には適しません。
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図 3-25 プルパッドのクランプ
1 - プルパッド 2 - ブレード 3 - ピンシャフト 4 - テーパーエンドネジ
(6) プレスホールクランプは、図3-26に示すように、皿ネジでブレードを直接固定します。 この構造はコンパクトで、製造工程が簡単で、クランプが確実であり、カッタヘッドのサイズを小さくすることができる。 位置決め精度はカッタ本体の位置決め面によって保証されており、ホールカッタに多く採用されているように、チップスペースやカッタヘッドの大きさの要求がある場合に適しています。
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