ツールおよびツールホルダーの高速ミリングの要件は何ですか?

高速切削(HSM)は、現代のフライス加工技術で広く使用されている重要な技術です。 HSMフライス加工技術を適用することにより、広範囲の軟質および硬質材料をフライス加工し、優れたワーク精度を達成できます。

まず、切削工具のHSM要件

幾何学的形状

工具の振動は、機械加工によって得られる表面粗さに直接影響します。そのため、HSM仕上げプロセス中に均一な切削力を維持して、工具の振動を防ぐことが非常に重要です。

切削力に対する工具の隣接する形状の影響:

•同心性により、負荷が最先端に均等に分散されます。

•均一な切削力特性のためのより大きな切れ刃オーバーラップ(より大きなねじれ角とスロット数)

•短い切断長さは、剛性を向上させるのに役立ちます(シャフトの直径は、機械の急な壁に比べて少し小さくなります)

•コアの断面が最高で、ノッチでの応力集中が最小

高強度材料は、HSMを使用して処理できます。つまり、処理される材料の硬度が高くなると、変形に対する抵抗が大きくなります。刃先への負荷の増加には、刃先の形状の安定した設計が必要です。ただし、高速切削状態では、ワーク表面の自由領域でより多くの摩擦熱が発生するため、工具の逃げ角を小さくする必要があります。したがって、刃先の安定性を高めるには、ベベルを小さくする必要があります。材料が非常に硬く、工具材料が非常に脆い場合、負の面取りに至ることさえあります。

正確なフィットの半径は、突然熱くなるときに赤熱したり、刃先が突然破損したりしないように、ブレードの先端で研磨されます。

加工された加工物の形状精度が非常に高い場合、使用される仕上げ工具のボールの半径は、加工される加工物の形状精度に直接影響します。したがって、基本的な条件として、非常に正確な部品の仕上げプロセスでは、非常に厳しい半径公差(マイクロメートル範囲)を持つツールを使用することが非常に重要です。(alloy machining)

2.材料とコーティング

ツールの素材は、加工する素材よりも硬くなければなりません。被削材と工具材の硬度の差が大きいほど、工具の摩耗が少なくなり、工具寿命が長くなります。局所温度が高いため、ツールの材料が酸化に耐えることを確認する必要もあります。

大きな熱負荷変動と工具材料の酸化に対する耐性により、最終的には細粒タングステンカーバイドのボディにコーティングが必要になります。

TiN、TiCN、TiAlCNなどのテスト済みおよびテスト済みのコーティングシステムは、HSM処理ですぐに限界に達しました。したがって、アンチモンバナジウムまたはアンチモンなどの他の元素と組み合わせた高アルミニウム含有窒化物に基づく多成分コーティングシステムが開発されました。ナノレイヤー構造であるCBNおよびPKDを使用しても、より高いパフォーマンスを実現できます。

 第二に、ツールホルダーのHSM要件

HSM加工には高速スピンドルが必要なため、HSK-AおよびHSK-Eツールホルダーシステムを使用するのが最適です。シートフランジはスピンドルヘッドに取り付けられているため、シートはZ方向に明確な機械的サポートを備えているため、高速では遠心力の増加によりスピンドルに引きずられません。

処理の準備段階で基本的なエラーが発生した可能性があり、小さな振動や安全なプロセス制御が不可能になります。安定したHSM加工を実現するには、ツールとツールホルダーアセンブリのバランスを取り、必要に応じて同心度を確認することが重要です。不平衡質量に関連する回転速度制限も考慮する必要があります。

バランスがとれていない、または注意散漫になっていない回転ツールシステムは、次の結果になります。

•非常に悪い表面品質

•非常に短い工具寿命

•加工の安定性と安全性が低い

•フライススピンドルを損傷する可能性があります

バランスの取れた質量は、回転システム全体の動的性能に重要な影響を及ぼします。

不均衡は、偏心した物体を回転させることに相当します。この偏心物体は遠心力を誘発することができ、遠心力は回転数が増加するにつれて二乗値が増加します。これは、同じ不均衡が、42,000 rpmの速度のスピンドルで、2,000 rpm(212 = 441)のスピンドルの441倍の遠心力を引き起こすことを意味します。したがって、高速機械加工におけるツールホルダーデバイスの不均衡は、特に重大な悪影響を及ぼします。

HSMのツールクランプテクノロジーを使用すると、次のアイテムでツールホルダーを使用できます。

•チャックと

•レジューサージョイント

Weldonコネクタなどの代替システムは、HSM加工に重大な欠点があるためお勧めしません。

コレットを備えたホルダーの優れた減衰特性は、荒加工プロセスに良い結果を与えることができるため、縮径ジョイントとともに非常に高い剛性と再現性を実現できます。これは、完璧なワーク表面を得るために不可欠です。縮径ジョイントを使用すると、非常に正確な同心度(偏差0.003 mm未満)と大きな伝達トルクを実現できます。

さまざまな削減ナイフの設計構造:伝達トルクは、クランプ装置の設計構造に依存します;設計構造は異なりますが、非常に異なる場合があります。

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