粉砕加工において、適切な超硬エンドミルフライス工具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させるだけでなく、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
常温において、材料の切削部分は、加工対象物を切削するのに十分な硬度を備えている必要があり、また、高い耐摩耗性があれば、工具は摩耗せず、耐用年数が長くなります。
2. 優れた耐熱性
切削加工中、特に切削速度が速い場合、工具は大量の熱を発生し、温度は非常に高くなります。
したがって、工具材料は優れた耐熱性を持ち、高温でも高い硬度を維持でき、かつ優れた耐熱性を備えている必要があります。連続切削能力、すなわち高温硬度、または高温硬度とも呼ばれる特性です。
3. 高強度と優れた靭性
切削加工では、工具は大きな衝撃力に耐えなければならないため、工具材料は高強度でなければならず、そうでなければ簡単に破損してしまう。フライス盤衝撃や振動を受けるため、フライス工具の材質は、欠けたり破損したりしにくいように、十分な靭性も備えている必要がある。
フライス工具の摩耗の原因
摩耗の理由エンドミルより複雑な問題ではあるが、大まかに、あるいは主に2つのカテゴリーに分類できる。
1. 機械的摩耗
切削屑と工具のすくい面との間の激しい摩擦、被削材の加工面および工具の側面における弾性変形によって生じる摩耗を機械的摩耗と呼ぶ。切削温度があまり高くない場合、この摩擦によって生じる機械的摩耗が工具摩耗の主な原因となる。
2. 熱による摩耗
切削加工中、金属の激しい塑性変形と摩擦によって発生する切削熱により、刃の硬度が低下し、切削性能が失われる摩耗を熱摩耗と呼ぶ。
上記の2種類の摩耗に加えて、以下の種類の摩耗があります。
高温高圧下では、工具と被削材との間に接着現象が生じ、切削屑によって工具材料の一部が除去されるため、工具が接着して摩耗する。
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）が被削材に拡散し、工具の切削部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するため、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。フライスの各刃は周期的な断続切削です。刃の温度は、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、亀裂が生じ、工具の熱亀裂と摩耗につながります。フライス工具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。
工具の摩耗をどのように見分けるか？
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きます。加工中に工具から異音がする場合は、通常の切削音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. 加工状況を確認してください。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、適切な時期に工具を交換してください。
3. 鉄粉の色を確認してください。鉄粉の色が変化することは、加工温度が変化したことを示しており、工具の摩耗が原因である可能性があります。
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ており、鉄粉が細かくなっていることから、通常の切削とは明らかに異なり、工具が摩耗していることが証明されます。
5. 加工物の表面を見ると、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いません。これは実際には工具が摩耗したことを示しています。
6. 音を聞くと、加工振動が激しくなり、工具の回転速度が遅い場合に工具から異常な音が発生することがわかります。このとき、「刃の固着」を避けるように注意する必要があります。刃の固着は、加工物の不良につながるからです。
7．工作機械の負荷を観察する。負荷に著しい変化が見られる場合は、工具が摩耗している可能性がある。
8. 工具が切削された際に、ワークピースに深刻なバリが発生したり、表面粗さが減少したり、ワークピースのサイズが変化したりするなどの明らかな現象も、工具摩耗を判断する基準となります。
要するに、見て、聞いて、触って、どれか一点を総合できれば、道具が摩耗しているかどうかを判断できるということだ。
工具の摩耗を防ぐ方法
1. 最先端部の摩耗
改善方法：送り速度を上げる、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：靭性の高い材料を使用する。刃先を強化した刃を使用する。加工システムの剛性を確認する。主傾斜角を大きくする。
3. 熱変形
改善方法：切削速度を落とす、送り速度を落とす、切削深さを浅くする、より高温硬化された材料を使用する。
4. 深い切り傷による損傷
改良方法：主傾斜角の変更、刃先の強化、刃材の交換。
5. 熱い割れ目
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、送り速度を下げる、コーティングされたインサートを使用する。
6. 粉塵の蓄積
改善方法：切削速度を上げる、送り速度を上げる、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、切削刃をより鋭くする。
7. クレセントウェア
改善策：切削速度を下げる、送り速度を下げる、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：靭性の高い材料または形状を使用する。送り速度を下げる。切削深さを浅くする。加工システムの剛性を確認する。
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エンドミル製造業者およびサプライヤー – 中国エンドミル工場 (mskcnctools.com)
投稿日時：2022年10月24日
