304および316ステンレス鋼は、耐食性、靭性、成形性に優れているため広く使用されています。しかし、これらの特性は加工を困難にする要因でもあります。どちらの材料も高い切削圧を発生させ、切削エッジ付近に熱を保持し、工具に付着し、エッジが切削せずに擦れると加工硬化を起こします。
適切なカーバイドエンドミルは、耐摩耗性以上の性能を発揮する必要があります。材料をきれいにせん断し、チップが再切削される前に排出させ、断続的なミーリング負荷下でエッジ強度を維持し、振動を制御する必要があります。フルート数、ヘリカル角、レーキ形状、カーバイドグレード、エッジ処理、コーティング、コーナー形状、工具リーチ、クーラント供給、工具経路はすべて結果に影響します。
このガイドでは、CNCマシニスト、プロセスエンジニア、購買担当者が304および316ステンレス鋼のエンドミルを選定し、実際の機械での検証のための制御された開始プロセスを確立する方法を説明します。
304および316はオーステナイト系ステンレス鋼です。一般的に、一般的な炭素鋼よりも靭性が高く、延性があります。脆くて分離しやすいチップを形成する代わりに、材料はせん断される前に大きく変形する可能性があります。
4つの特性が特に重要です。
切削エッジが擦れたり、滞留したり、過度に薄いチップを削り取ったりすると、表面が硬化する可能性があります。次のフルートは、元のワークピースよりも硬い材料を切削する必要があります。これにより、力が増加し、摩耗や欠けが加速します。不十分なストックでの繰り返しのスプリングパスは、問題を悪化させる可能性があります。
熱は、多くの一般的な鋼材よりもワークピースを介して速く移動しません。より多くの熱がチップと切削ゾーンに残ります。したがって、局所的な温度を管理するために、工具コーティング、クーラント戦略、および食い込みを選択する必要があります。
ステンレス鋼はレーキ面と切削エッジに付着する可能性があります。堆積物は有効な幾何形状を変更し、力を増加させ、剥がれるときにカーバイドから小さな断片を引き剥がす可能性があります。鋭利でありながら支持されたエッジ、適切なコーティング、および一貫したチップ厚は、付着の制御に役立ちます。
長くて湾曲したチップは、スロットやポケットに残ることがあります。再切削は表面を損傷し、予測不可能な衝撃荷重を発生させます。したがって、工具フルートの容積とクーラントの方向は、理論的な送り能力と同様に重要です。
どちらのグレードもステンレス鋼用工具を必要としますが、316はより保守的なプロセスを要求することがよくあります。その合金含有量と耐食性組成は、材料の状態とサプライヤーの仕様によっては、切削の難しさを増す可能性があります。すべての「304」または「316」と刻印されたバーが同じように機械加工されると仮定するのではなく、正確なグレード、状態、硬度、鋳造または鍛造形態、およびストック表面をプロセス入力として扱ってください。
316の場合、安定したエッジ強度、熱制御、一貫したチップ形成、および信頼性の高いクーラントアクセスを優先してください。実績のある304プロセスを316に移行する場合、すべてのパラメータを自動的に再利用しないでください。工具サプライヤーの適用範囲から開始し、スピンドル負荷とエッジの状態を評価し、一度に変更を1つずつ検証してください。
4フルートのエンドミルは、コア強度、送り能力、チップスペースのバランスが取れているため、ステンレス鋼の一般的な出発点です。ただし、操作によって4フルートが適切かどうかが決まります。
全幅スロッティングは大量のチップを生成し、工具の食い込みを多く保ちます。フルート数を減らすか、ガレットを拡大した工具を使用すると、排出が改善される可能性があります。フルートが詰まった場合、切削エッジを増やしても生産性は向上しません。
制御された半径食い込みでは、4または5フルートのデザインは、より大きな送り能力と良好なコア強度を提供する可能性があります。工具経路は、予測可能な食い込み角度を維持し、明確なチップ出口を提供する必要があります。
追加のフルートは、軽い半径食い込みでより高いテーブル送り速度をサポートできますが、ランアウトが制御され、各フルートが切削を分担している場合に限ります。重要な仕上げの場合、一貫したストックアロワンスを使用し、荒加工中に損傷したエッジでの仕上げを避けてください。
Supalのステンレス鋼用エンドミルを、フルート構成、コーティング、切削長を比較する際に参照してください。
ヘリカル角が大きいと、半径方向の切削力が減少し、よりスムーズなせん断が促進され、ステンレス鋼に有効です。軸方向の力も変化するため、ワーク保持と薄壁の安定性を考慮する必要があります。中〜高ヘリカル角はステンレス鋼用途でよく選択されますが、適切な値は工具径、リーチ、フルート数、および操作によって異なります。
不均一なヘリカル角またはピッチ間隔は、周期的な切削力を妨げ、チャタリングの傾向を減らすことができます。これは、長いリーチ、剛性の低いワーク保持、または高い軸方向食い込みで役立ちます。可変ジオメトリは、過度のランアウト、緩い固定具、または不必要なオーバーハングを修正する代わりにはなりません。
ポジティブレーキは切削圧を減らし、工具がプラウイングではなくせん断するのを助けます。切削エッジは依然としてステンレス鋼に対して十分な強度が必要です。極端に鋭利だが支持されていないエッジはマイクロチップする可能性があり、過度に研磨されたエッジは擦れて加工硬化を促進する可能性があります。
厚いコアは剛性と破壊抵抗を高めますが、ガレットスペースを減らします。工具設計者は、剛性とチップ排出のバランスを取る必要があります。ディープスロットは、軽いサイドミーリングよりも多くのフルート容積を必要とします。
コーティングの選択は、操作と切削温度に合わせる必要があります。一般的なステンレス鋼用途では、AlTiN、TiAlN、AlCrN、またはその他の用途固有の多層システムなどの耐熱PVDコーティングが使用されます。実際の性能は、コーティングの組成、厚さ、接着性、エッジ処理、基材、およびプロセス条件に依存します。色やマーケティング名だけで判断しないでください。
適切なコーティングは次のとおりである必要があります。
不適切なチップパスや不適切な形状を補うためにコーティングを使用しないでください。チップがスロットに残っている場合、耐熱コーティングでさえ、再切削と衝撃によって失敗する可能性があります。
湿式加工の場合は、クーラントを一貫して供給してください。繰り返しの制御されない加熱と冷却は、エッジにストレスを与える可能性があります。乾式または空気アシスト戦略の場合は、工具、コーティング、材料、および食い込みがその熱条件に適していることを確認してください。
スクエアエンドミルは鋭利な内角を生成しますが、工具コーナーに応力を集中させます。重い食い込み、突然の侵入、またはチャタリングは、コーナーの欠けを引き起こす可能性があります。
部品がラジアスを許容する場合、コーナーラジアスエンドミルは最も脆弱な領域を強化し、負荷を分散させることができます。荒加工、セミフィニッシュ、高食い込みのステンレス鋼加工に役立つことがよくあります。Supalのコーナーラジアスエンドミルは、完全に鋭利な内角よりもエッジ強度を重視する場合にオプションを提供します。
ラジアスは、プログラムされたパスと部品の形状に一致する必要があります。工具ラジアスが内側フィレットに干渉したり、予期しないストックを残したりしないようにしてください。
可能な限り短いフルート長と工具突出量を使用してください。ステンレス鋼は高い切削力を発生させ、過度のリーチはたわみを増加させます。たわみはチップの厚さを変え、テーパーを引き起こし、工具がワークピースに跳ね返るときに過負荷になる可能性があります。
ランアウトも同様に重要です。1つのフルートがより遠くまで突出すると、他のフルートが擦れている間に、より多くの負荷を運びます。過負荷になったフルートは欠け、擦れているフルートは熱と加工硬化を発生させます。
工具グレードまたはパラメータを変更する前に：
標準工具で過度のフルート長またはネッククリアランスが必要な場合は、カスタムミーリング工具がリーチ、コア強度、チップスペースのより良いバランスを提供する可能性があります。
数値切削データは、正確な工具と材料グループについてサプライヤーから入手する必要があります。それを開始範囲として扱い、実際の機械、ホルダー、固定具、クーラントシステム、材料の状態、および工具経路で検証してください。
プロセスは実際のチップ負荷を維持する必要があります。1フルートあたりの送り量が低すぎると、エッジが加工硬化表面を擦って、その下を切削する代わりに擦れる可能性があります。チップ負荷または食い込みが高すぎると、エッジが過負荷になったり、たわんだりする可能性があります。
この調整シーケンスを使用してください：
半径食い込みが非常に小さくなると、実際のチップ厚はプログラムされた1フルートあたりの送り量よりも低くなる可能性があります。補正は工具サプライヤーのガイダンスに従い、慎重に検証する必要があります。
アダプティブまたは定食い込み荒加工は、突然の負荷変動を減らし、各エッジが接触している時間を制限できます。食い込みが急激に増加する内角に工具を駆動しないでください。適切なランプ、ヘリカル侵入、または予備ドリルされた侵入を使用し、支持されていないプランジを避けてください。
クーラントはアクティブな切削エッジに到達し、チップを開いた出口に向かって運ぶ必要があります。ディープポケットでは、シャンクに向けられた1つのノズルは効果がない場合があります。実際の深さでノズル位置を確認し、キャビティがチップを閉じ込める場合は複数の方向を検討してください。
仕上げの場合、最終パスの前に緩んだチップを除去してください。一貫したアロワンスを残し、安定した侵入と出口を使用してください。重要な表面の場合、別個の仕上げ工具を使用すると、プロセス制御が向上する可能性があります。
切削速度、コーティングの適合性、クーラントの一貫性、材料の硬度、および工具が擦れているかどうかを確認してください。すべてのフルートの均一な摩耗は、1つのフルートに集中した損傷とは異なるメカニズムを示唆しています。
レーキ形状、コーティング、チップ負荷、クーラントまたは潤滑、および切削温度を見直してください。自動的に送り速度を下げないでください。過度に軽いチップは、擦れと付着を増加させる可能性があります。
ランアウト、侵入方法、内角食い込み、工具突出量、およびコーナーラジアスが許容されるかどうかを確認してください。チップの再切削とチャタリングを点検してください。
スケール、硬化した表面、特定の場所での繰り返しの軸方向食い込み、および不適切なエッジ処理を探してください。軸方向の深さを変えることで摩耗を分散させることができますが、根本的な材料とプロセス条件は依然として修正する必要があります。
不必要なリーチを減らし、ワーク保持を強化し、ランアウトを確認し、食い込みを見直してください。可変ピッチ工具は、基本的な剛性の問題が修正された後に役立ちます。
類似の色は、同じコーティング組成または性能を保証しません。ワークピース、操作、食い込み、クーラント、および故障モードを指定してください。
フルート数が多いとチップスペースが減ります。適切な数は、スロッティング、サイドミーリング、深さ、材料、および排出量によって異なります。
非常に鋭利でオープンなアルミニウム形状は、ステンレス鋼に必要なエッジサポートとコーティングを欠いている可能性があります。レーキ、コア、エッジ処理を材料に合わせます。
同じ工具が適している場合がありますが、パラメータとエッジ寿命は、正確な316の状態とセットアップに対して再検証する必要があります。
長い突出量は、たわみと不均一なチップ負荷を引き起こします。可能な限り短い工具または専用のネックを選択してください。
いいえ。4フルートは一般的な出発点ですが、ディープスロットはより多くのチップスペースを必要とする場合があり、軽いサイドミーリングは追加のフルートをサポートできます。食い込みと排出量に応じて選択してください。
多くの場合、ジオメトリとコーティングが適切であれば可能です。ただし、切削データと予想される寿命は、各グレード、材料の状態、機械、および操作に対して検証する必要があります。
多くの用途では、熱とチップ制御のために一貫したクーラントが有益です。適切な戦略は、工具、コーティング、機械、操作、および材料によって異なります。不一貫した熱状態を避けてください。
低い送り量は、擦れと加工硬化を引き起こす可能性があります。欠けは、ランアウト、チャタリング、過度のリーチ、チップの再切削、突然の食い込み、または支持されていないエッジからも発生する可能性があります。
正確なステンレス鋼グレードと状態、可能であれば硬度、操作、フィーチャー寸法、工具直径とリーチ、ホルダー、測定されたランアウト、クーラント方法、現在の切削データ、工具経路、必要な仕上げ、および使用済みエッジの写真を提供してください。
304または316ステンレス鋼のエンドミルを選定するには、鋭利な切削作用、エッジサポート、耐熱性、剛性、およびチップ排出のバランスが必要です。ステンレス鋼固有のカーバイド基材とコーティングは、ソリューションの一部にすぎません。フルート数、可変ジオメトリ、コーナー設計、ランアウト、突出量、クーラント方向、および工具経路は連携して機能する必要があります。
正確な工具のサプライヤーデータから開始し、意味のあるチップ負荷を維持し、不必要な全幅食い込みを避け、通常の摩耗が欠けに発展する前にエッジを点検してください。すべての数値設定を実際の機械と材料の状態に対して検証してください。
Supal (Changzhou) Precision Tools Co., Ltd.は、ステンレス鋼加工用のカーバイドエンドミルとカスタマイズされた切削ソリューションを提供しています。304または316の用途について話し合うには、Supalに連絡してください。材料グレード、フィーチャー図面、工具サイズ、機械とホルダーの詳細、クーラント方法、現在の切削データ、および使用済みエッジの写真を提供してください。この情報は、適切な工具形状と機械上での検証のための制御された開始プロセスを確立するのに役立ちます。
