CNC 加工用の切削工具を選択するにはどうすればよいでしょうか?

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その過程で CNC工作機械加工部品CNC工具の選択は機械加工プロセスに不可欠です。部品製造プロセスの鍵となる重要な工程です。適切な工具を選択することは、部品の加工速度に影響を与えるだけではありません。適切なCNC工具を選択することで、部品の歪みが低減されます。さらに、製造品質が向上し、部品加工の速度も向上します。適切なCNC工具は生産性を向上させ、工具や設備の寿命を延ばします。工具交換回数を減らし、CNC工作機械の効率と精度を向上させます。これにより、企業の製品の競争力が高まり、持続的な成長が保証されます。次のセクションでは、 Yonglihao Machinery CNC 工作機械に適したツールを選択する方法を説明します。

適切な CNC 切削工具を選択することが重要なのはなぜですか?

CNC加工において、適切な切削工具の選択は重要な要素です。切削工程において、工具はそれぞれ異なる機能と複雑な形状を持っています。最良の結果を得るには、適切な工具を選択することが重要です。適切な機械を使用することで、作業効率が最大限に高まり、時間を節約できます。また、適切な工具で部品を加工することで、部品の仕上がりが保証され、工具の摩耗も軽減されます。

部品に追加する設計フィーチャが、標準的な工具サイズで作成されていることを確認する必要がある場合があります。例えば、部品に穴を設計する場合、小さすぎたり大きすぎたりしない、広く入手可能で標準サイズのドリルビットを使用するようにしてください。

設計上の特徴を統一するために、可能な限り同じサイズの穴を使用することも有効です。さらに重要なのは、一般的に使用される工具の使い方を知っていることです。そうすれば、設計者は機械加工部品の形状を適切に計画することができます。

CNC工作機械用標準切削工具

CNC工作機械には多くの種類があり、それぞれに独自の機能と特性があります。以下では、CNC工作機械に用いられる標準的な切削工具をご紹介します。

CNCフライス工具

CNCフライス加工では、これらの工具は様々な部品の製造に使用されます。CNC切削工具とも呼ばれます。CNCフライス加工工具は非常に精密で正確です。以下に、一般的なCNC切削工具をいくつかご紹介します。

エンドミル

エンドミルはCNCフライス加工でよく使われる工具です。ドリルのように、これらのCNC切削工具は様々な用途に使用できます。材料に穴を開けたり、穴のないワークを加工したりすることができます。エンドミルには多くの種類があり、それぞれ刃先や刃の数が異なります。

スリッティングソー

スリッティングソーは、中央に穴が開いていて外側に歯がある平らな円状のCNC切削工具です。マンドレル（スライシングマイター、またはスロッティングマイターとも呼ばれます）と組み合わせて使用されることもあります。スリッティングソーは、より小さな円でより多くの材料を切断できるため、切断やスロッティングなどの作業に便利です。

スラブミル

スラブミルまたはカッターと呼ばれるCNC工具は、平らな物体を切断します。鋸歯状の刃のみを備えており、さまざまな幅のワークピースの切断に最適です。

フェイスミル

これらのCNC切削工具は、交換可能なダイヤモンド刃を備えた平面形状です。CNC正面フライスは、刃先が側面にあるため、水平面内でしか切削できません。正面フライスカッターの主な役割は、ワークを平面状に切削することです。正面フライスカッターの利点の一つは、刃先が交換可能であることです。そのため、工具寿命と作業時間が長くなります。

ねじ切りフライスカッター

これらのCNC工具を使ってねじを切ることができます。タップは内ねじを作るための工具ですが、ねじ切りフライスカッターはタップとほぼ同じ機能を持ちます。ねじ切りフライスカッターは内ねじと外ねじの両方に使用できます。硬い材料や凹凸のある部品を切断する必要がある場合は、これらの工具を使用してください。

フライングシザーズ

これは、剛性ボディと1つまたは2つのカッティングヘッドを備えたCNC工具です。フライスカッターの主な役割は、ワークピースに幅広または短い切り込みを入れることです。しかし、加工時には2つの刃を持つフライスカッターを使用する方が適しています。これは、ワークピースのより大きな部分を処理できるためです。

外径ラジアスフライスカッター

これは半円形の切れ刃を持つ特殊なCNCインサートです。ポケットエッジの外縁にRを付けるには、外径ラジアスカッターが最適です。加工者はこれらの工具を用いてワークのエッジを滑らかにし、平坦化することで、応力の蓄積を防ぎ、鋭角な角を防ぎます。

CNC旋削工具

旋盤は通常、CNC旋削工具と組み合わせて使用されます。旋盤はワークを高回転数で回転させ、工具はワークを所定の形状に切削します。ただし、ワークの形状は使用する工具の種類と旋削方法によって決まります。以下は、CNC加工において機械工が使用する標準的な旋削工具です。

面取りツール

面取り工具は、完成品のバリ、面取り、鋭利なエッジを取り除くために使用されます。角度のついた切削面により、鋭利なエッジが除去され、部品の見栄えが良くなります。

分離ツール

多くのCNC加工者は、CNC旋盤で最終部品から材料を取り除くために分離ツールを使用します。このツールの刃は、完成部品の端部をCNC旋盤のチャックにクランプされた残りの材料から分離します。

ボーリングツール

旋盤用ボーリングバーは、ドリル、タップ、または矯正加工された製品に穴を開けるために使用されます。多くの場合、これらのボーリング工具はワークにわずかに接触するため、穴を正確にリーマ加工することができます。ただし、これらのボーリングバーはチャタリングや振動を起こす可能性があり、ワークの表面仕上げに損傷を与える可能性があることに注意する必要があります。

ローレット工具

ローレット工具は、機械加工された部品の表面に、ダイヤモンド型、斜め型、または直線型の爪や模様を付けるためによく使用されます。これにより、部品の見た目がより美しくなります。

CNCドリルツール

機械工は、CNCドリルと呼ばれる標準的な工具を用いて、様々なサイズのワークピースに穴を開けます。穴を開けるために、これらの工具には溝と刃先が設けられています。溝と刃先は、時間の経過とともに小さくなっていきます。ほとんどのドリルには、以下の3種類があります。

センタードリル

CNC工作機械の加工者は、センタードリルビットを用いてワークピースに精密な穴を開けます。その後、他のドリルを用いてより大きなサイズの穴を開けます。加工者は、センタードリルビットを用いてワークピースに小さな穴を正確に開けます。

ツイストドリルビット

ツイストドリルは、螺旋状またはらせん状の穴が開けられた円形の穴あけ工具です。これらのCNC切削工具は通常、高速度鋼（HSS）を使用して製造されます。一般的な切削加工、特に金属、木材、プラスチックなどのワークピースへの穴あけに使用できます。

吸引ジェットドリル

ジェットサクションドリルとして知られるCNC工具は、より大きく深い物体に穴を開けるのによく使用されます。多くの場合、機械工はこれらの工具を深穴加工に使用します。

CNC切削工具製造に使用される材料

CNC旋削における最適な切削速度と送りは、CNC工具の材質によって異なります。生産効率の低下を避けるため、機械工は通常、より硬い素材で作られたCNC工具を使用してワークを切削します。以下に、一般的なCNC切削工具の材質をいくつか挙げます。

陶芸

切削用セラミックは、CNC工具に使用される最も硬い材料です。錆びたり溶けたりしないため、最も硬いワークピースの切削に最適です。超硬合金製の工具と同様に、これらの切削工具は長寿命です。切削用セラミックは非常に硬いのですが、欠けやすいため、メーカーはCNC加工工具にはあまり使用していません。

超硬合金

超硬合金は炭化物とチタンなどの金属で構成されているため、HSS工具に比べて高温に耐えることができます。その一方で、工具表面にひび割れや欠けが生じると、工具寿命が短くなる可能性があります。また、HSS工具ほど長持ちしません。そのため、超硬合金は部品の仕上げ加工用の工具に使用されます。

高速度鋼

HSSはクロム、タングステン、モリブデンなどの金属で構成されています。長寿命のため、CNC工作機械に最適な材料です。HSSの融点は600℃で、高温加熱にも耐えることができます。そのため、重切削にはHSS CNC工具を使用するのが適しています。

炭素鋼

この材料は、炭素、シリコン、マンガンを混合したものです。CNC工作機械で使用される他の材料よりも安価です。しかし、この材料ははるかに安価ですが、耐久性は劣ります。また、炭素鋼の融点（200℃）が低いため、重切削には適していません。これは、重切削用途では炭素鋼工具がより速く融けるためです。発泡材、プラスチック、軟質金属などの軽量材料を切断する場合、機械工は通常、炭素鋼工具を使用します。

CNC切削工具を選ぶ際に考慮すべき要素

CNC 加工のプロセスでは、ツールの選択は次の重要な要素を参照します。

ワーク材質: その ワークピース材料 工具材質と切削部品の形状パラメータの選択を決定し、最終部品の加工精度と製品の機能性能にも影響を及ぼします。
生産の性質: ここでの生産の性質とは、主に部品のバッチサイズを指します。 処理コスト 工具選択の影響を考慮する必要があります。例えば、大量生産では特殊工具の使用は費用対効果が高いかもしれませんが、単品生産や 小ロット生産、標準ツールを使用する方が良いでしょう。
加工精度：加工精度は、仕上げ工具の種類と構造形状の選択に影響します。例えば、穴の最終加工は、穴の精度に応じて、ドリル、リーマドリル、その他の加工方法を選択できます。
加工プログラム： さまざまな加工プログラム 様々な加工工具を選択できます。例えば、大きな穴はドリルやリーマドリルで加工できますが、ボーリング工具やフライスカッターで加工することもできます。
切断パラメータ: 材料によって切削パラメータは異なります。例えば、自由曲面加工では、ボールエンドミルの切削速度はゼロです。そのため、ボールエンドミルは通常、表面仕上げに使用されます。
ワークピースのサイズと形状: ワークのサイズと形状も工具の選定に影響します。例えば、エンドミルは平面部品のエッジを加工します。平面を加工するには、超硬インサートフライスを使用します。高速フライス加工には、凸型または溝付きカッターを選択する必要があります。
加工面精度: 粗さは工具の形状と切削量に影響します。荒加工には粗い歯のカッターを使用し、仕上げ加工には細かな歯のカッターを使用します。粗面加工や穴加工には、超硬インサート付きのコーン型フライスカッターを使用します。

ツールの構成とセットアップ

一般的な生産工程において、部品生産においては、適切な工具のセットアップと取り付けが不可欠です。ワークを一度クランプするだけで複数の加工工程を完了し、補助時間を短縮し、ワークを複数回取り付けることによって生じる誤差を低減するために、自動工具交換装置（ATC）を使用することができます。

まず、加工工具を標準工具ホルダーに個別に取り付けます。次に、機械の外で工具サイズを事前に調整した後、工具マガジンに装着します。

工具交換時は、まず工具マガジンから最初の工具を取り出します。その後、工具チェンジャーがマガジンまたはスピンドルから工具を取り出し、交換します。新しい工具をスピンドルに装着し、古い工具を工具マガジンに戻します。工具マガジンは大容量で、スピンドルハウジングの側面または上部に取り付けることができます。

CNC工作機械には、工具マガジンを備えた自動工具交換装置が搭載されています。スピンドルボックスには1つのスピンドルのみが搭載されています。スピンドル部品は、精密加工のニーズを満たすために堅牢でなければなりません。さらに、工具マガジンには多数の工具が収納されています。これにより、複雑な部品の多工程加工が可能になり、工作機械の適応性と効率性が大幅に向上します。工具マガジンを備えた自動工具交換システムは、CNCドリルセンターやマシニングセンターに適しています。

高度なツール選択戦略

で CNC加工工具は生産工程において重要な要素です。重要な工具の選定基準は、取り付けやすさ、調整のしやすさ、堅牢性、そして加工精度です。加工要件を満たすには、シャンクを短くすると工具の剛性が向上します。工具を選択する際には、加工するワークの表面サイズに合わせて工具のサイズを調整する必要があります。

非平滑面や穴面の荒加工には、超硬インサートフライスカッターを使用できます。特定の3D面や可変傾斜輪郭には、球面、リング、テーパー、台形などのカッターを使用できます。表面加工では、ボール工具を選択し、ボール工具の半径は表面の最小曲率半径よりも小さくする必要があります。ボールエンドミルの切削速度はゼロです。精度を確保するため、切削列は非常に近接しています。表面品質と 切断効率フラットエンド工具はボールエンド工具よりも優れています。そのため、加工精度を確保した上で、荒加工または仕上げ加工にはフラットエンド工具を選択してください。

工具の選定も、具体的な加工タスクに合わせて調整する必要があります。大量生産の場合は、耐摩耗性に優れた高品質の工具を選択できます。これらの工具はコストが高くなる場合がありますが、品質と効率を向上させることで、全体的な加工コストを大幅に削減できます。

CNCツールのメンテナンスとケア

CNC工具のメンテナンスも加工プロセスの重要な部分です。部品加工プロセス全体を通して、以下の点を可能な限り適切に行う必要があります。

ツールを定期的に清掃してください: 生産工程では、工具表面に切削液、油、金属片、その他の不純物が付着しやすいため、これらの不純物は工具の切削性能に影響を与えるだけでなく、工作機械の損傷を引き起こす可能性があります。そのため、工具は定期的に洗浄し、表面を清潔に保つ必要があります。
ツールの摩耗を定期的にチェックし、必要に応じて交換してください。 ツールの使用回数や使用時間に基づいてツールの交換サイクルを計画し、迅速に交換することができます。
要件に応じた適切な保管: ナイフは乾燥した、風通しの良い、ほこりのない場所に保管してください。直射日光と湿気を避けてください。同時に、工具は分類して保管し、混乱や損傷を防ぐ必要があります。そのため、適切なメンテナンスと予防措置が重要です。これらは工具寿命を延ばし、部品加工の品質を向上させます。

結論

金属切削工具の材料は現在、主に5つのグループに分類されています。高速度鋼、超硬合金、セラミック、立方晶窒化ホウ素、多結晶ダイヤモンドです。旋回または フライス加工 高強度鋼、チタン合金、ステンレス鋼部品の場合は、耐摩耗性に優れた超硬工具の使用をお勧めします。

荒削り段階では、ブランク材料の余分な部分を除去するために、硬くて不正確な工具を使用する必要があります。
半仕上げおよび仕上げ段階では、部品の精度と品質を確保するために耐久性のある精密工具が使用されます。

荒加工段階では最も精度の低い工具を使用し、仕上げ加工段階では最も精度の高い工具を使用します。荒加工と仕上げ加工で同じ工具を選択する場合は、荒加工で選択した工具から仕上げ加工で選択した工具を除外することをお勧めします。仕上げ加工では、工具の刃先摩耗やコーティング摩耗による軽微な修復がほとんどないため、そのまま使用すると仕上げ加工の加工品質に影響を与えますが、荒加工への影響は小さいです。

今日、CNC工具は急速に進化し、変化しています。工具の種類もますます増えています。工具を選ぶ際には、常に新しい工具に関する知識を習得し、新しい切削技術を習得する必要があります。Yonglihao Machineryは業界で豊富な経験と専門知識を有しており、お客様に最高のサービスをご提供いたします。 最善の解決策詳細については、 お気軽にお問い合わせください、喜んでお手伝いさせていただきます。

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