フライス加工において、適切なものを選択する方法超硬エンドミルフライス盤の摩耗を適時に判断することで、加工効率を効果的に向上できるだけでなく、加工コストも削減できます。
エンドミル材料の基本要件:
1. 高い硬度と耐摩耗性
常温では、材料の切削部分はワークピースを切削するのに十分な硬度を持っている必要があります。耐摩耗性が高いと、工具は摩耗せず、耐用年数が長くなります。
2. 耐熱性に優れている
工具は切断プロセス中に大量の熱を発生し、特に切断速度が速い場合は温度が非常に高くなります。
そのため、工具材料は耐熱性に優れ、高温下でも高い硬度を維持できる必要があります。これは、高温でも切削を継続できる能力、つまり高温硬度（ホット硬度または赤硬度とも呼ばれます）を持つことを意味します。
3. 高い強度と優れた靭性
切削加工においては、工具は大きな衝撃力に耐えなければならないため、工具材料は高い強度が求められます。そうでなければ、破損や損傷が発生しやすくなります。フライスカッター衝撃や振動の影響を受けるため、フライスカッターの材質も靭性が優れ、欠けたり壊れたりしにくいものでなければなりません。
フライスカッターの摩耗の原因
摩耗の理由エンドミルより複雑ですが、大まかに、または主に 2 つのカテゴリに分けることができます。
1. 機械的摩耗
切りくずと工具すくい面との間の激しい摩擦、ワークの加工面と工具逃げ面の弾性変形によって引き起こされる摩耗を機械的摩耗といいます。切削温度がそれほど高くない場合、この摩擦によって引き起こされる機械的摩耗が工具摩耗の主な原因となります。
2. 熱摩耗
切削加工時に金属が激しく塑性変形したり、摩擦により切削熱が発生したりして刃の硬度が低下し、切削性能が低下する摩耗を熱摩耗といいます。
上記2種類の摩耗の他に、以下の摩耗の種類があります。
高温・高圧下では、工具とワーク材料の間に結合現象が発生し、工具材料の一部が切削片に奪われ、工具が結合して摩耗します。
高温になると、工具材料中の一部の元素（タングステン、コバルト、チタンなど）がワークピース材料に拡散し、工具の切削部分の表面層の化学組成が変化し、工具の強度と耐摩耗性が低下し、工具に拡散摩耗が発生します。
高速度鋼工具の場合、切削温度が高くなると工具表面の金属組織が変化し、硬度と耐摩耗性が低下し、相変化摩耗が発生します。フライスカッターの各歯は周期的な断続切削を行っています。歯の温度は、空転から切削まで大きく変化します。切削に入るたびに熱衝撃を受けると言えます。超硬工具は熱衝撃を受けると、刃の内部に大きな応力が発生し、亀裂が発生し、結果として工具の熱亀裂と摩耗が発生します。フライスカッターは断続的に切削するため、切削温度は旋削ほど高くなく、工具摩耗の主な原因は、一般的に機械的摩擦による機械的摩耗です。
工具の摩耗を認識するにはどうすればいいですか?
1. まず、加工中に摩耗しているかどうかを判断します。主に切削工程で、音を聞いて判断します。加工中に工具から突然音が聞こえてくる場合、正常な切削ではない可能性があります。もちろん、これには経験の蓄積が必要です。
2. 加工状況を確認します。加工中に断続的に不規則な火花が発生する場合は、工具が摩耗していることを意味します。工具の平均寿命に応じて、適切なタイミングで交換してください。
3. 鉄粉の色を確認します。鉄粉の色が変化している場合は、加工温度が変化したことを示しています。これは工具の摩耗によるものかもしれません。
4. 鉄粉の形状を見ると、鉄粉の両側に鋸歯状の形状があり、鉄粉が異常にカールし、鉄粉が細かくなっており、明らかに通常の切削感覚ではなく、工具が摩耗していることがわかります。
5. ワークの表面を見ると、明るい痕跡がありますが、粗さやサイズはあまり変化しておらず、実際には工具が摩耗しています。
6. 音を聞いてみると、加工振動が悪化しており、工具が高速でないと異音が発生します。このとき、「刃の引っ掛かり」に注意し、ワークの欠損につながる可能性があります。
7. 工作機械の負荷を観察します。大きな増分変化がある場合は、工具が摩耗している可能性があります。
8. 工具を切削すると、ワークピースに深刻なバリができ、粗さが減少し、ワークピースのサイズが変化するなどの明らかな現象も、工具の摩耗を判断する基準となります。
つまり、見て、聞いて、触って、その一点を総合すれば、道具が磨耗しているかどうかを判断できるのです。
工具の摩耗を防ぐ方法
1. 刃先の摩耗
改善方法: 送りを上げる、切削速度を下げる、より耐摩耗性の高いインサート材料を使用する、コーティングされたインサートを使用する。
2. クラッシュ
改善方法：靭性に優れた材料を使用する、刃先を強化したブレードを使用する、加工システムの剛性を確認する、主な偏角を大きくする。
3. 熱変形
改善方法: 切削速度を下げる、送りを下げる、切削深さを減らす、より高温で硬化した材料を使用する。
4. 深い切り傷
改善方法：主な偏角を変更する、刃先を強化する、刃の材質を交換する。
5. ホットクラック
改善方法: クーラントを正しく使用する、切削速度を下げる、送りを下げる、コーティングされたインサートを使用する。
6. ほこりの蓄積
改善方法: 切削速度を上げる、送りを上げる、コーティングされたインサートまたはサーメットインサートを使用する、クーラントを使用する、切れ刃をより鋭くする。
7. 三日月形のウェア
改善点: 切削速度を下げる、送りを下げる、コーティングされたインサートまたはサーメットインサートを使用する、クーラントを使用する。
8. 骨折
改善方法: 靭性に優れた材質または形状を使用する、送りを下げる、切削深さを減らす、プロセス システムの剛性を確認する。
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エンドミルメーカーとサプライヤー – 中国エンドミル工場 (mskcnctools.com)
投稿日時: 2022年10月24日
