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CNC加工に適した工具の選択

プログラミング時に正しいCNCツールを選択することが重要です。 CNCツールの一般的な要件は、簡単な取り付けと調整、優れた剛性、高精度、そして優れた耐久性です。 これに基づいて、工作物材料の切削性能、工作機械の処理能力、CNC機械加工プロセスの種類の包括的な考察。 工作機械と数値制御装置の作業範囲に関連する切削量と多くの要因
1. CNC工具の選択に影響する要因
ツールの種類と仕様を選択する際には、主な要素が考慮されます。


(1)生産の性質
ここでいう生産特性とは、主に加工費から工具選択への影響を考慮した部品のバッチサイズのことです。 例えば、大量生産における特別な道具の使用は費用対効果が高いかもしれない。 小ロット生産では、標準ツールの選択がより適しています。

(2)機種
このステップで使用される完全なCNC工作機械、工具の種類(ドリル、旋削工具またはフライス工具)効果の選択。 高速切削工具および大型送り旋削工具のような生産性の高い工具は、工作物システムおよび工具システムが剛性であるという条件下で許容される。


ターニングツール  フライス 
ドリル  ボーリングカッター

(3)CNC加工計画
さまざまな種類の工具をさまざまなCNC加工ソリューションに使用できます。 例えば、穴の機械加工はドリルとリーマで、またはドリルとボーリング工具で行うことができます。
(4)ワークの大きさと形状
ワークピースのサイズと形状も、工具の種類と仕様の選択に影響します。 例えば、特殊な表面は特殊な工具で機械加工されています。
(5)加工面粗さ
加工面の表面粗さは、工具の構造形状や切削量に影響します。 例えば、荒荒加工の場合は、荒歯ミーリングカッターを使用できますが、仕上げミーリングにはファインミーリングカッターが最適です。
(6)加工精度
加工精度は仕上げ工具の種類と形状に影響します。 例えば、穴の最終的な機械加工は、穴の精度に応じて、穴あけ、リーマ仕上げ、または穴あけによって処理することができる。

(7)被削材
工作物材料は、工具材料の選択および切削部品の幾何学的形状を決定するであろう。 工具材料は、ワークの加工精度と材料の硬度に関係しています。


リーミングドリル
2. CNCツールの性能要件
CNC工作機械は、高い加工精度、高い加工効率、集中加工プロセスおよび少ない部品クランプ時間という特徴を有するので、使用されるCNC工具にはより高い要求が課される。
工具性能の点では、CNC工具は通常の工作機械で使用されているものよりも高くなければなりません。
CNC工具を選択するとき、最初の選択は標準工具を最初に使用することです。 必要に応じて、さまざまな高性能複合ツールや特殊な特殊ツールを使用できます。 標準的なCNC工具を選ぶとき、それは可能な限り実際の状況と組み合わされるべきです、そのような割出し可能な工具、超硬工具、セラミック工具のような様々な高度な工具を選ぶこと。

CNC工作機械を選ぶときは、次の点も考慮する必要があります。
(1)CNC工具の種類、仕様および精度レベルは機械加工要件を満たすことができなければならず、そして工具材料はワークピース材料と適合しなければならない。
(2)切削性能が良好です。
機械加工が困難な材料の荒加工や機械加工中の工具の大きなバッキングと高い送り速度に適応するために、工具は高速切削と強力な切削に耐えることができなければなりません。 同時に、工具寿命に応じた工具交換を達成するため、またはCNCシステムによって工具寿命を管理するために、同じ工具のバッチが切削性能および工具寿命に関して安定していなければならない。
(3)高精度です。
CNC機械加工の高精度および自動工具交換の要件を満たすために、工具は高精度でなければなりません。 例えば、一体型エンドミルは、0.005mmまでの半径方向寸法精度を有する。
(4)高い信頼性

工具が誤って損傷したり、CNC加工で潜在的な欠陥が発生したりしないようにする必要があります。これは、加工の円滑な進行に影響を与えます。 工具とそれに組み合わされる付属品は、優れた信頼性と強い適応性を持っていなければなりません。
(5)高い耐久性
荒加工であれ仕上げ加工であれ、CNC工作機械は従来の工作機械で使用されているものよりも高い耐久性を持つべきです。 交換または研削工具の数および工具設定を最小限に抑えるために、それによってCNC工作機械の処理効率および品質保証プロセスを改善する。
(6)グッドチップ破砕チップ除去性能。

CNC加工では、通常の工作機械のように、切りくずや切りくずを手作業で処理することはありません。 切りくずは工具とワークピースを包み込み、工具を損傷し、機械加工面を傷付ける傾向があり、さらには怪我や機器の事故を引き起こす可能性さえあります。 機械の品質と工作機械の安全な動作に影響を与えるため、工具にはより優れた切りくず除去と切りくず除去性能が求められます。

超硬工具

3.ツールの選択方法
工具の選択は、CNC加工プロセスにおける重要な内容の1つであり、それは工作機械の加工効率に影響を及ぼすだけでなく、部品の加工品質にも直接影響を及ぼす。 CNC工作機械の主軸回転数と範囲は通常の工作機械よりはるかに高く、主軸出力は大きいからです。 したがって、伝統的な加工方法と比較して、高精度、高強度、良好な剛性、高い耐久性、安定したサイズ、および便利な設置および調整を含む、より高い要求がCNC加工工具に課される。 これには、ツールの合理的な構造、幾何学的パラメータの標準化、およびシリアル化が必要です。 CNC工具は、加工効率を向上させるための前提条件の1つです。 その選択は、機械加工される部品の形状、材料の状態、固定具の剛性、そして機械用に選択された工具に依存します。
以下の点を考慮する必要があります。

(1)部品材質の切削性能に合わせて工具を選択してください。 高強度鋼、チタン合金、ステンレス鋼部品の旋削やフライス加工には、耐摩耗性に優れたスローアウェイカーバイド工具を選択することをお勧めします。

(2)部品の加工段階に応じて工具を選択してください。

すなわち、粗加工段階は主にマージンを除去することであり、より剛性が高く精度が低い工具を選択する必要があります。 中仕上げおよび仕上げ段階では、部品の機械加工精度および製品品質を保証するために、高耐久性および高精度の工具を選択しなければならない。 荒削り段階で使用される工具は最も低い精度を持ち、仕上げ段階で使われる工具は最も高い精度を持ちます。 荒加工と仕上げ加工に同じ工具を選択した場合は、仕上げ加工から除外した工具を荒加工に選択することをお勧めします。 仕上げ仕上げの工具摩耗条件はほとんどがブレードのわずかな摩耗であるため、コーティングは光を摩耗させて修復し、連続使用は仕上げの加工品質に影響を与えますが、荒削りへの影響は小さいです。

エンドミル    ボールエンドミル

(3)工具と形状のパラメータは加工領域の特性に応じて選択されます。 部品の構造上許される場合は、直径が大きくアスペクト比が小さい工具を使用してください。 薄肉の超薄肉部品の中央の刃先は、工具と切削部品の切削力を減らすのに十分な求心角を持っている必要があります。 アルミニウムや銅などの部品を加工するときは、わずかに大きいフロントコーナーを持つエンドミルを選択する必要があります。
工具を選択するときは、工具のサイズを加工するワークの表面サイズに合わせてください。 製造において、平面部品の外周輪郭はしばしばエンドミルによって加工される。 平面をフライス加工するときは、超硬合金インサートフライスを選択する必要があります。 ボスや溝を加工するときは、高速度鋼製エンドミルを選択してください。 ブランクの表面を加工したり穴を粗くしたりするときは、カーバイドインサート付きのコーンミーリングカッターを選択できます。 いくつかの三次元および可変角度の輪郭の機械加工のために、ボールエンドミルカッター、リングミリングカッター、円錐ミリングカッターおよびディスクミリングカッターがしばしば使用される。
自由曲面加工では、ボールエンド工具の先端の切削速度がゼロであるため。 加工精度を確保するために、一般に切削ピッチは小さいので、ボールエンドミルは曲面の仕上げに適しています。

エンドミルは、表面品質と加工効率の両面でボールエンドミルよりはるかに優れています。 したがって、表面を荒加工したり半仕上げ加工するときに、部品が切断されないようにする必要がある場合は、エンドミルを選択してください。 さらに、ツールの耐久性と精度はツールの価格に大きく依存しており、注意が必要です。
ほとんどの場合、適切なツールを選択するとツールのコストが上がりますが、処理品質と処理効率が向上するため、全体の処理コストを大幅に削減できます。

マシニングセンタでは、すべての工具が工具マガジンに事前に取り付けられており、対応する工具交換はNCプログラムの工具選択および工具交換コマンドによって実行されます。 工作機械システム仕様に対応する標準シャンクは、CNC工作機械を工作機械の主軸にすばやく正確に取り付けるか、工具マガジンに戻すことができるように選択する必要があります。 プログラマーは、工作機械で使用される工具ホルダの構造サイズ、調整方法、および調整範囲を理解して、プログラミング中に工具の半径方向および軸方向の寸法が決定され、工具の順序が適切に配置されるようにする必要があります。

リングミーリングカッター   円錐形のフライス
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