アルミニウムは一般に加工が容易であると考えられていますが、安定したアルミニウムのフライス加工は単に主軸を速く回転させるだけの問題ではありません。生産において最も一般的な問題は、多くの場合、切りくずの溶接、構成エッジ、切りくずの再切断、バリの形成、寸法の不安定さ、表面の曇りや傷などです。これらの故障は密接に関連しています。切りくずが切削ゾーンからきれいに離れないと、アルミニウムが刃先に付着し、有効な工具形状が変化し、切削抵抗が増加し、仕上げ面に損傷を与えます。
したがって、コーティングされていない研磨超硬エンドミルと DLC コーティングされた工具のどちらを選択するかは、表面上の決定ではありません。正しい選択は、アルミニウムのグレード、シリコン含有量、操作タイプ、クーラント戦略、スピンドル能力、工具直径、および必要な表面品質によって異なります。ツールの形状とプロセスの安定性は、コーティングと同じくらい重要です。
このガイドでは、CNC 機械工、プロセス エンジニア、購買チームが、1 つの汎用切削パラメータに依存せずに、適切なアルミニウム エンドミルを選択し、信頼性の高い開始プロセスを構築する方法について説明します。
構成刃先は、被削材が圧力と摩擦の下ですくい面および切れ刃に付着すると形成されます。アルミニウムは、多くのグレードが延性があり、短いチップに破壊するよりもむしろ汚れる傾向が強いため、特に凝着しやすい傾向があります。
堆積物が形成されると、切れ刃は設計されたすくい角で動作しなくなります。堆積物は成長と剥離を繰り返します。その一部がワークピースに溶着する可能性がある一方で、別の部分が刃先から小さな破片を除去する可能性があります。多くの場合、すぐに現れる症状には次のようなものがあります。
根本的な原因は必ずしも潤滑不足ではありません。刃数が多すぎる工具、不十分なチップスペース、粗い刃面、過剰な振れ、または不適切なツールパスは、クーラントが存在する場合でも同様の故障を引き起こす可能性があります。
多くの鍛造アルミニウム合金の場合、高度に研磨されたフルートを備えた鋭利なコーティングされていない超硬エンドミルが効果的な最初の選択肢となります。従来の高摩擦コーティングがないため、鋭い切れ刃が維持され、研磨されたすくい面と溝面により、柔らかいアルミニウムの付着傾向が軽減されます。
通常、コーティングされていない研磨エンドミルは、次の場合に評価する価値があります。
アルミニウムでは、同じ直径の 4 枚刃工具よりも多くの刃体積を提供するため、2 枚刃または 3 枚刃設計が一般的です。切りくずスペースが増えると、溝加工や深いポケット加工時のパッキングを防ぐことができます。より高いねじれとポジティブすくいは、切削抵抗を低減し、せん断作用を向上させることができますが、最終的な形状は、工具の直径とオーバーハングに対して十分なコア強度を提供する必要があります。
利用可能な Supal を調べるアルミ用エンドミルフルート数、切断長さ、およびアプリケーション固有の形状を比較する場合。
DLC (ダイヤモンド ライク カーボン) は、低摩擦で非固着作用があるため、非鉄機械加工で高く評価されています。適切な超硬形状に正しく適用すると、アルミニウムと工具の間の材料の移動を減らすことができます。これは、適切な切りくず排出と潤滑にもかかわらず、コーティングされていない工具が繰り返し付着する場合に特に役立ちます。
DLC コーティングされたアルミニウム エンドミルは、次の場合に検討されます。
DLC を正しいジオメトリの代替物として扱うべきではありません。溝スペースが不十分であったり、刃先が鈍かったりするコーティングされた工具でも、切りくずが詰まる可能性があります。コーティングの厚さと刃先の処理も重要です。非常に鋭利なままであるべき刃先がコーティングによって丸くなっていると、切断圧力が上昇し、汚れが発生しやすくなる可能性があります。
DLC 工具を標準化する前に、同じ制御条件下でコーティングされていない研磨工具と比較してください。外観だけで性能を判断するのではなく、主軸の負荷、エッジの蓄積、表面仕上げ、バリの形成、安定した部品の数を監視してください。
購入仕様は「コーティングなし」または「DLC」に焦点を当てることがよくありますが、フルートの形状によってチップがどのように形成され、輸送されるかが決まります。
全幅のスロッティング、深いポケット、またはゴム状アルミニウムの場合は、チップスペースを優先してください。一般に、フルートの数が少ないほど、ガレットが大きくなり、排気のためのスペースが広くなります。剛性の高い機械で軽度のラジアル仕上げを行う場合、切りくずが切り口から残る可能性がある限り、溝を追加すると生産性が向上する可能性があります。
ポジティブレーキと鋭い刃先により、アルミニウムを押して汚すのではなく、剪断するのに役立ちます。ただし、十分なサポートなしで過度に鋭利にすると、小さな工具が取り扱いによる損傷、振れ、切断の中断に対して脆弱になる可能性があります。適切なバランスは直径と操作によって異なります。
より高いねじれによりスムーズな切削と上方への切りくずの流れがサポートされ、研磨されたフルートにより摩擦と材料の付着が軽減されます。深いキャビティでは、工具のリーチ、溝の長さ、ネッククリアランスも考慮する必要があります。通常、実用的なオーバーハングを最短にすると、最も安定した結果が得られます。
鋭い直角コーナーは部品に必要な場合に便利ですが、工具の最も弱い部分に応力が集中します。コンポーネントの設計で許容される場合、角の半径を小さくするとエッジが強化され、安定性が向上します。これは、荒加工や高負荷の加工に特に関係します。
アルミニウム固有のツールを超えた幅広い形状オプションについては、Supal のツールを参照してください。超硬フライス工具。
切断データは、普遍的な保証ではなく、管理された開始点として扱われる必要があります。正確なアルミニウムのグレード、工具の直径、刃数、使用可能な切削長、ホルダーの状態、スピンドルの制限、機械の剛性、クーラントの供給、ラジアル/アキシャルのかみ合いを常に確認してください。
基本的な関係は次のとおりです。
ツールの供給元が推奨する範囲を初期基準として使用し、一度に 1 つの変数を調整します。
まず、マークが周期的であるかランダムであるかを決定します。周期的なマークは、振れ、びびり、スピンドルまたはホルダーの問題、または不安定な仕上げ代を示している可能性があります。ランダムな傷は、多くの場合、仕上げ面を横切る遊離した切りくずを示唆しています。
仕上げ加工では、一貫した許容値を残し、安定した工具の噛み合いを使用し、突き出しを最小限に抑え、最終パスで損傷した荒刃を使用することを避けてください。専用の仕上げツールを使用すると、より価値の高いコンポーネントのプロセス管理が容易になります。
汎用工具は軽度の切削には使用できますが、切りくずスペースが限られていたり、表面が適切ではなかったりすると、スロットや深いポケットに詰まりが発生する可能性があります。
原因を診断せずに送りを減らすと、プロセスが摩擦状態になり、熱と粘着力が増加する可能性があります。送りを大幅に下げる前に、振れ、かみ合い、オーバーハング、切りくず排出、主軸速度を確認してください。
クーラントは刃先に到達し、切りくずを運び去るのに役立つ必要があります。流れの狙いが不十分だと、再循環する切りくずで満たされた深いポケットが残る可能性があります。
低摩擦は役に立ちますが、不適切な刃数、不十分なガレット容積、過度の振れ、ワーク保持力の弱さを補うことはできません。
同じ表面速度と送りの概念でも、直径、主軸能力、工具の突き出し、または機械のダイナミクスが変化すると、非常に異なる結果が生じる可能性があります。プロセスを再計算して検証します。
見積もりをリクエストしたり、生産ツールを承認したりする前に、次のことを文書化してください。
この情報により、サプライヤーは部品の材料のみではなくプロセスに基づいて形状とコーティングを推奨できるようになります。
いいえ。多くのアルミニウム加工には、鋭利で研磨されていないコーティングされていない工具が優れた選択肢となることがよくあります。 DLC は、プロセスで追加の耐付着性や耐摩耗性が必要な場合に価値を発揮しますが、その性能は依然として形状、エッジの状態、温度制御に依存します。
十分なチップスペースが得られるため、2 つまたは 3 つのフルートが一般的です。最適な選択は、加工がフルスロッティング、ポケット加工、荒加工、または軽いラジアル仕上げのいずれであるかによって異なります。避難が確実でない限り、フルートの数を増やさないでください。
考えられる原因としては、不十分なチップ荷重によるこすれ、不適切なクーラントまたはエア方向、過度の振れ、溝の深いチップパッキン、過度の噛み込み、または刃先の損傷などが挙げられます。コーティングを変更する前にプロセス全体を検査してください。
一部の作業では可能ですが、仕上げパスの前に荒加工を行うとエッジが損傷したり汚れたりする可能性があります。重要な表面については、専用の仕上げツールと一貫した在庫許容量を使用することで、より優れた制御が可能になります。
正確なツールと材料グループに指定された範囲から開始します。実際の直径と刃数に合わせて主軸速度と送りを再計算し、特定の機械、ホルダー、セットアップ、アルミニウム グレードを検証します。一度に 1 つの変数を変更し、結果を記録します。
アルミニウムのフライス加工を成功させるには、付着を制御し、切りくずを再切断する前に除去するかどうかにかかっています。多くの場合、研磨されたフルートを備えた、コーティングされていない鋭利な超硬エンドミルが最も実用的な出発点となります。 DLC は適切な用途で付着防止と摩耗防止の利点を追加できますが、コーティングは刃の能力、すくい形状、振れ、潤滑、およびツールパスが正しい場合にのみ選択する必要があります。
Supal (Changzhou) Precision Tools Co., Ltd. は、超硬エンドミルと、標準およびカスタマイズされた形状を含むアルミニウム加工用のアプリケーション指向の工具オプションを提供します。特定の操作について説明するには、Supalに連絡するアルミニウムのグレード、工具サイズ、加工方法、噛み合い、機械情報、現在の故障症状などを調べます。私たちのチームは、マシン上での検証に適した開始ツールとプロセスの方向性の評価を支援します。
