ちょっと、そこ！ CNC 旋削加工のサプライヤーとして、私は仕事に適した超硬インサートを選択することがいかに重要であるかを直接見てきました。これは加工プロセスの成否を左右し、完成品の品質から収益に至るまであらゆることに影響を与えます。それでは、CNC 旋削加工に最適な超硬インサートを選択する方法について詳しく見ていきましょう。
資料を理解する
適切な超硬インサートを選択するための最初のステップは、使用する材料を理解することです。材料が異なれば特性も異なるため、それらに対応できるインサートが必要です。たとえば、鋼を加工する場合は、優れた耐摩耗性と靭性を備えたインサートが必要です。一方、アルミニウムを加工する場合は、構成刃先を発生させずにきれいかつ効率的に切削できるチップが必要になります。
- 鋼鉄: スチールは CNC 旋削加工で最も一般的な材料の 1 つです。さまざまなグレードがあり、それぞれに独自の特徴があります。一般用途の鋼加工には、窒化チタン (TiN) コーティングを施した超硬インサートが適しています。優れた耐摩耗性を備え、摩擦が低減されるため、工具寿命が長くなります。高張力鋼を加工する場合は、炭窒化チタン (TiCN) や窒化アルミニウムチタン (AlTiN) など、より高度なコーティングを施したインサートが必要になる場合があります。
- アルミニウム: アルミニウムは柔らかく延性のある材料ですが、機械加工が難しい場合があります。構成刃先を防ぐためには、鋭い切れ刃と高いすくい角を備えたチップが必要です。摩擦を軽減し、切りくずの流れをスムーズにするため、研磨仕上げの超硬インサートも良い選択肢です。一部のインサートは、特殊な形状やコーティングを施したものなど、アルミニウム加工用に特別に設計されています。
- ステンレス鋼: ステンレス鋼は耐食性と高強度で知られています。ステンレス鋼は加工硬化しやすく、多量の熱を発生する傾向があるため、機械加工が難しい場合があります。優れた耐熱性と靭性を備えたインサートが必要です。セラミックまたはサーメット母材を備えたインサートは、高温に耐え、耐摩耗性に優れているため、ステンレス鋼の加工によく使用されます。
- 鋳鉄: 鋳鉄は黒鉛片を含む脆性材料です。比較的簡単に機械加工できますが、グラファイトの摩耗性の性質に対応できるインサートが必要です。 TiN や TiCN などの硬質コーティングを施した超硬インサートは、鋳鉄加工に適しています。耐摩耗性に優れ、チッピングの防止に役立ちます。
切削条件を考える
材質だけでなく、切削条件も考慮する必要があります。これには、切削速度、送り速度、切込み深さなどの要素が含まれます。これらのパラメータは、超硬インサートの性能に大きな影響を与える可能性があります。
- 切断速度: 切削速度は、インサートがワークに対して移動する速度です。通常、表面フィート/分 (SFM) またはメートル/分 (m/min) で測定されます。切削速度は、加工される材料、チップ形状、および工作機械によって異なります。一般に、柔らかい材料には高い切断速度を使用し、硬い材料には低い切断速度を使用します。ただし、早期の摩耗や破損を避けるために、切削速度がチップの推奨範囲内であることを確認する必要もあります。
- 送り速度: 送り速度は、主軸が 1 回転する間にインサートがワークに沿って移動する距離です。通常、1 回転あたりのインチ (IPR) または 1 回転あたりのミリメートル (mm/r) で測定されます。送り速度は、ワークの表面仕上げと切りくず生成に影響を与えます。送り速度を高くすると生産性が向上しますが、表面仕上げが悪くなり、チップの摩耗が増加する可能性もあります。最良の結果を得るには、送り速度と切削速度の適切なバランスを見つける必要があります。
- 切込み深さ: 切込み深さは、1 回のパスで除去される材料の厚さです。通常はインチまたはミリメートルで測定されます。切込み深さは、加工される材料、インサート形状、および工作機械によって異なります。切込み深さを大きくすると生産性が向上しますが、インサートや工作機械にかかるストレスも大きくなります。早期の摩耗や破損を避けるために、切込み深さがインサートの推奨範囲内であることを確認する必要があります。
適切なインサート形状の選択
インサートの形状は、超硬インサートの性能において重要な役割を果たします。切削抵抗、切りくず生成、および表面仕上げに影響します。いくつかの異なるインサート形状が用意されており、それぞれが特定の用途向けに設計されています。
- 丸インサート: 丸チップは最も汎用性の高いタイプのチップです。旋削、正面削り、ボーリングなどのさまざまな機械加工に使用できます。丸型インサートは大きな切れ刃半径を備えているため、切削抵抗が均一に分散され、インサートにかかる応力が軽減されます。曲面の加工にも適しています。
- 角インサート：角チップは旋削加工や端面加工によく使用されます。 4 つの切れ刃を備えているため、丸チップよりもコスト効率が高くなります。四角チップは平面の加工にも適しており、良好な仕上げ面が得られます。
- 三角インサート: 三角形インサートは荒加工によく使用されます。 3 つの切れ刃を備えているため、より深い切込みとより高い送り速度が可能になります。三角形インサートは断続切削の加工にも適しています。
- ひし形インサート: ひし形インサートは正方形インサートに似ていますが、ひし形の形状をしています。仕上げ作業によく使用され、良好な表面仕上げが得られます。菱形チップは薄肉部品の加工にも適しています。
コーティングの評価
超硬インサートのコーティングにより、その性能が大幅に向上します。耐摩耗性が向上し、摩擦が軽減され、工具寿命が長くなります。コーティングにはいくつかの種類があり、それぞれに独自の利点と欠点があります。
- 窒化チタン(TiN): TiN は超硬インサートに使用される最も一般的なコーティングの 1 つです。優れた耐摩耗性を備え、摩擦が低減されるため、工具寿命が長くなります。 TiN コーティングは比較的安価で、塗布も簡単です。
- 炭窒化チタン(TiCN): TiCN コーティングは TiN コーティングに似ていますが、硬度が高く、耐摩耗性に優れています。高張力鋼やステンレス鋼などのより硬い材料の加工によく使用されます。
- 窒化アルミニウムチタン (AlTiN): AlTiN コーティングは高速加工用途向けに設計されています。熱安定性が高く、硬度を失うことなく高温に耐えることができます。 AlTiN コーティングは、ニッケル基合金などの難削材の加工にも適しています。
- ダイヤモンドライクカーボン (DLC): DLC コーティングは、優れた耐摩耗性と低摩擦を実現する比較的新しいタイプのコーティングです。アルミニウムや銅などの非鉄材料の加工によく使用されます。
ブランドと品質を見る
超硬インサートを選択するときは、ブランドと品質を考慮することも重要です。市場にはさまざまなブランドの超硬インサートが市販されていますが、すべてが同じように作られているわけではありません。評判の良いブランドの高品質インサートは、安定した性能と長い工具寿命を提供する可能性が高くなります。
- ブランドをリサーチする: 入手可能なさまざまなブランドの超硬インサートについて調べてください。業界で評判が高く、高品質の製品を生産することで知られるブランドを探してください。他のユーザーからのレビューや体験談を読んで、インサートのパフォーマンスを把握することもできます。
- 品質をチェックする: 超硬インサートを購入する前に、インサートの品質を確認してください。インサートに亀裂や欠けなどの欠陥がないことを確認します。また、インサートのコーティングをチェックして、コーティングが均一に適用されていること、剥がれや剥離の兆候がないことを確認することもできます。
結論
CNC 旋削加工に適した超硬インサートを選択することは、機械加工プロセスに大きな影響を与える可能性がある重要な決定です。使用する材料を理解し、切削条件を考慮し、適切なチップ形状を選択し、コーティングを評価し、ブランドと品質を確認することで、情報に基づいた決定を下し、最高の性能と最長の工具寿命を提供するチップを選択することができます。
超硬インサートまたはその他の CNC 旋削製品の市場に興味がある場合は、ぜひご相談ください。特定の用途に適したインサートの選択についてサポートが必要な場合や、その他の質問がある場合でも、お気軽にお問い合わせください。私たちは、CNC 旋削加工を最大限に活用できるようお手伝いいたします。
参考文献
- ツーリングU-SME。 (nd)。超硬インサート: 選択と適用のガイド。
- サンドビックコロマント。 (nd)。選択ガイドを挿入します。
- ケナメタル。 (nd)。超硬インサートの選択。