3軸の旋盤のさまざまなワークの材料硬度の切断パラメーターを調整することは、加工プロセスの品質に大きな影響を与える可能性のある重要なスキルです。 3軸の旋盤サプライヤーとして、私はさまざまな資料に取り組むことに伴う課題と機会を直接目撃しました。このブログでは、ワークピース素材の硬度に基づいて切断パラメーターを最適化する方法に関するいくつかの洞察を共有します。
ワークの材料の硬度を理解する
切断パラメーターの調整を掘り下げる前に、ワークピースの材料の硬度の概念を理解することが不可欠です。硬度とは、ロックウェル、ブリネル、ビッカーズなどのスケールを使用して通常測定される局所的な変形に対する材料の抵抗を指します。さまざまな材料にはさまざまな硬度レベルがあり、それがそれらの加工性に直接影響します。
たとえば、アルミニウムや真鍮などの柔らかい素材は、硬度が低いため、比較的簡単に機械加工できます。彼らはより少ない切断力を必要とし、より高い切断速度に耐えることができます。一方、ステンレス鋼、チタン、硬化した鋼などの硬い材料は、より多くの課題をもたらします。彼らはより大きな切断力を要求し、より多くの熱を発生させ、ツール摩耗を起こしやすいです。
キー切断パラメーター
3軸の旋盤のワークピースの材料の硬度に従って、いくつかの切断パラメーターを調整する必要があります。これらには、切断速度、飼料速度、および切断深さが含まれます。
切断速度
切断速度とは、切削工具がワークピースの表面に対して移動する速度です。通常、1分あたりの表面足（SFM）または1分あたりメートル（m/min）で測定されます。通常、切断速度が高いと、機械加工プロセスが速くなりますが、特に硬い材料を加工する場合、ツール摩耗の増加につながる可能性があります。
柔らかい材料を使用する場合、効率的な材料除去を実現するために、より高い切断速度を使用できます。たとえば、アルミニウムを回す場合、300〜600 SFMの切断速度が適切かもしれません。ただし、ステンレス鋼のような硬い材料の場合、過度のツール摩耗を防ぎ、ツール寿命を維持するために、50〜150 SFMの切断速度が低いことをお勧めします。
フィードレート
飼料速度は、切削工具がスピンドルの革命ごとにワークピースに進む距離です。革命あたりインチ（IPR）または革命あたりミリメートル（MM/Rev）で測定されます。より高い飼料レートは、より速い材料の除去を可能にしますが、ワークピースの表面仕上げにも影響を与える可能性があります。
柔らかい材料は、通常、より高い飼料速度を許容できます。アルミニウムの場合、0.010-0.030 IPRの飼料速度が適している場合があります。対照的に、硬い材料は、スムーズな切断プロセスを確保し、ツールの破損を防ぐために、より低い飼料速度を必要とします。ステンレス鋼の場合、0.002-0.010 IPRの飼料速度がよく使用されます。
カットの深さ
カットの深さは、各パス中に切削工具がワークピースに浸透する距離です。これは、パスごとに除去される切断力と材料の量に影響する重要なパラメーターです。
柔らかい材料の場合、材料除去率を上げるために、より大きな深さの切断を使用できます。ただし、硬い材料を機械加工する場合、切断力を減らし、ツールの過負荷を防ぐために、カットの深さが小さくなることをお勧めします。たとえば、アルミニウムを回すと、0.1〜0.2インチのカットの深さが適切かもしれませんが、ステンレス鋼の場合、0.01-0.05インチのカットの深さがより適しています。
さまざまな材料の切断パラメーターの調整
柔らかい素材（例えば、アルミニウム、真鍮）
前述のように、柔らかい素材は比較的簡単に機械加工できます。これらの材料の切断プロセスを最適化するために、より高い切断速度、飼料速度、およびカットの深さを使用できます。
- 切断速度：300〜600 SFMの間に切断速度を設定します。これにより、迅速な材料除去と効率的な機械加工が可能になります。
- フィードレート：0.010-0.030 IPRのフィードレートを使用して、材料除去速度と表面仕上げのバランスを確保します。
- カットの深さ：材料をすばやく除去するために、0.1〜0.2インチのカットの深さを使用できます。
中型材料（例えば、軟鋼）
中型材料は、パラメーター調整を切断するために、よりバランスのとれたアプローチが必要です。
- 切断速度：切削速度を約100〜300 SFMに下げて、ツールの摩耗と熱生成を管理します。
- フィードレート：スムーズな切断プロセスを維持するために、フィードレートを0.005-0.020 IPRに設定します。
- カットの深さ：0.05-0.1インチのカットの深さは、通常、中ハードの材料に適しています。
硬質材料（例えば、ステンレス鋼、チタン）
硬い材料を加工することはより困難であり、切断パラメーターを慎重に調整する必要があります。
- 切断速度：切断速度を50〜150 SFMに下げて、過度のツールの摩耗と熱の蓄積を防ぎます。
- フィードレート：0.002-0.010 IPRのフィードレートを使用して、精度を確保し、ツールの破損を避けます。
- カットの深さ：切断力を減らすために、切断の深さを約0.01〜0.05インチに保ちます。
ツール選択の重要性
切断パラメーターの調整に加えて、異なるワーク材料を加工する場合、適切な切削工具の選択も重要です。さまざまなツール材料には、硬度、靭性、耐熱性など、異なる特性があります。
柔らかい材料の場合、高速鋼（HSS）ツールはコスト - 効果的なオプションになります。彼らは優れた切断パフォーマンスを提供し、比較的簡単に研ぎます。ただし、硬い材料の場合、硬度と耐摩耗性が高いため、炭化物ツールが好まれることがよくあります。
高度なテクニックと考慮事項
場合によっては、3軸旋盤の機械加工プロセスをさらに最適化するために、高度な手法を採用することができます。たとえば、クーラントを使用すると、特に硬い材料を加工するときに、熱の生成を減らし、ツールの寿命を改善するのに役立ちます。クーラントはまた、チップを洗い流すことができ、切断プロセスに干渉するのを防ぎます。
別の考慮事項は、ツールコーティングの使用です。コーティングされたツールは、摩擦を減らし、耐摩耗性を改善し、切断速度を向上させることにより、ツールのパフォーマンスを向上させることができます。
当社の製品提供
3軸旋盤サプライヤーとして、高品質の3-軸旋盤を提供するだけでなく、さまざまな関連製品を提供します。5軸CNCマシン、6軸CNCマシン、 そして5軸CNC旋盤。これらの高度なマシンは、より複雑な機械加工タスクを処理し、さまざまなワークピース材料に柔軟性を高めることができます。
結論
3軸旋盤のさまざまなワークピースの材料の硬度の切断パラメーターを調整することは、複雑だが必須のプロセスです。さまざまな材料の特性を理解し、切断速度、飼料速度、および切断深さを慎重に調整することで、効率的で高品質の機械加工結果を達成できます。また、ツールの選択、クーラントの使用などの高度な技術、ツールコーティングを検討することを忘れないでください。
3軸旋盤または他の製品の購入に興味がある場合は、詳細な議論のためにお問い合わせください。私たちの専門家チームは、機械加工のニーズに最適なソリューションを見つけるのを支援する準備ができています。
参照
- ASMハンドブックボリューム16：機械加工。 ASM International。
- 金属切断原理。 Kalpakjian、S。およびSchmid、Sr
- データハンドブックの機械加工。 Metcut Research Associates、Inc。
