CNC加工では、多くの要因が加工エラーにつながる可能性があり、その大きな要因の 1 つは切削工具の半径方向振れ.ラジアル振れは、理想的な条件下で達成可能な最小形状誤差と、加工面の幾何学的精度に直接影響します。
実際の切削シナリオでは、工具の振れは寸法精度、表面粗さ、不均一な工具摩耗、マルチフルート工具の性能に影響を与えます。振れが大きいほど、加工プロセスが不安定になり、結果が低下します。
ラジアル振れの原因
CNC フライス加工におけるラジアル振れは、工具またはスピンドルの製造または組み立てエラー、工具軸とスピンドル回転軸の間の位置ずれ、不適切なクランプ、または特定の加工条件によって発生する可能性があります。
1. スピンドル自体からの振れ
スピンドルの半径方向の振れの一般的な原因は次のとおりです。
- スピンドルジャーナル間の同軸ミスアライメント
- ベアリングの不正確さ
- ベアリング間のミスアライメント
- スピンドルのたわみ
これらの要因は、機械の製造段階と組み立て段階に由来します。そのため、運転中に除去することは困難ですが、加工方法によってはさまざまな程度で主軸の回転精度に影響を与えます。
2.工具中心と主軸中心の位置ずれ
工具を取り付けるとき、その中心がスピンドルの回転中心と一致しない場合、半径方向の振れは避けられません。このずれは、次の原因で発生する可能性があります。
- 工具とコレットの嵌合不良
- 不適切なツールの取り付け
- 工具品質の問題
3.加工プロセス自体の影響
加工中に発生するラジアル切削抵抗により、工具の振れが激化する可能性があります。これらの力(総切削抵抗の成分) は、工具のたわみ、ワークピースの曲げ、振動を引き起こし、表面仕上げと寸法精度に大きな影響を与えます。それらは以下に依存します:
- 切削パラメータ
- 工具およびワークピースの材料
- ツールジオメトリ
- 潤滑方法
- 加工戦略
ラジアル振れを低減する方法
ラジアル振れは主にラジアル切削抵抗によって悪化するため、振れを最小限に抑えるにはこれらの力を減らすことが重要です。これを達成するためのいくつかの実用的な方法を以下に示します。
1.鋭利な切削工具を使用する
- より大きなすくい角工具をより鋭くし、切削抵抗と振動を軽減します。
- より大きなレリーフ角度工具の側面とワークピースの表面の間の摩擦を軽減し、振動を低減します。
However, rake and relief angles should not be too large, or tool strength and heat dissipation may suffer. For roughing, smaller angles are acceptable; for finishing, use larger angles to ensure sharpness and minimize runout.
2.高強度ツールを使用する
工具の剛性を高めるには、主に 2 つの方法があります。
- シャンク径を大きくする:シャンク径を20%大きくすると、同じ切削抵抗で振れを最大50%削減できます。
- 工具のオーバーハングを短くする: オーバーハングが長いと工具のたわみが大きくなり、振れが変動したり、表面が粗くなったりします。オーバーハングを20%減らすと、振れも約50%削減できます。
3.工具のすくい面が滑らかであることを確認する
研磨されたすくい表面は、切りくずの摩擦、切削抵抗、そして最終的には工具の振れを低減します。
4. スピンドルテーパーとコレットを清潔に保つ
取り付ける前に、必ずスピンドルテーパーとコレットを清掃してください。ほこりや機械加工の破片を避けてください。
また、短いオーバーハングをクリックし、均一で適切なクランプ力—きつすぎず、緩すぎず。
5.適切な切込みを使用する
- 軽すぎる切断により工具が滑り、振れが変化し、表面仕上げが悪くなる可能性があります。
- 重すぎる切削は切削抵抗と工具のたわみを増加させ、振れと仕上げも悪化させます。
Choose a balanced depth of cut based on the tool and material.
6.仕上げにクライムミリングを使用する
で従来のフライス加工、親ねじとナットの間のバックラッシュが絶えず変化し、送りムラ、衝撃、振動を引き起こします。これは、表面仕上げと工具/機械の寿命に影響します。
クライムフライス加工では、切りくずの厚さと工具負荷が徐々に増加し、よりスムーズな切削につながり、特に仕上げに適しています。
For roughing, climb milling is still preferred due to its higher productivity and longer tool life.
7.適切な切削液を使用する
- 水性クーラント主に冷却を助け、切削抵抗にはほとんど影響しません。
- 油性潤滑剤一方、潤滑によって切削抵抗を大幅に軽減し、すくい面とリリーフ面の両方の摩擦を低減し、それによって工具の振れを減らすことができます。
最後のメモ
実際には、機械が正確に製造および組み立てられ、適切な工具と機械加工プロセスが使用されている限り、ラジアル工具の振れがワークピースの精度に及ぼす悪影響を大幅に最小限に抑えることができます。
