知識

工具が常に跳ねたり、切りすぎたりする場合、CNC 加工をどのように制御すればよいでしょうか?

1.
機械加工におけるスプリングカッターの切りすぎに関する一般的な問題
機械加工では、コーナー位置での工具の跳ね返りによる切りすぎ現象がよく起こります。 適切な切削工具と加工方法を使用すれば、工具の跳ね返りの可能性を減らすことができます。

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スプリングツールの位置と切削加工
2.
問題点の分析と対策
下図に示すように、図Aは比較的平坦な位置を加工するときの工具の状態を示しています。 B 位置まで加工し、反転加工の準備をすると、慣性の影響により工具が変形し、B 位置でより真っ直ぐな本体位置で工具が跳ね返って切削します。

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バレットナイフの図
工具変形間の関係:

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上の式から、工具の変形に影響を与える主な要因が 3 つあることがわかります。
L - 工具の長さ
D - 工具直径
P - 工具に作用する力
L - 工具の長さ
式によれば、工具の変形は工具の長さの 3 乗に関係します。 同じ径の工具の場合、長い工具の長さが2倍になると、変形量は3倍になります。
加工中は、工具の跳ね返りのリスクを軽減するために、工具の長さをできるだけ短くするようにしてください。
D - 工具直径
式によれば、工具の変形量は工具径の 4 乗に関係します。同じ長さの工具の場合、工具径が 1 倍小さくなると、変形量は 4 倍になります。
加工する場合は、可能であれば、より大きな直径の工具を選択するか、強化された工具を使用して、工具破損のリスクを軽減します。 (右図のように、Aは熱線とテーパーネックカッターを使用し、Bはハンドルが強化された加工用ツールを使用します)

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P - 工具に作用する力
式によれば、工具の変形は、加工中に工具が受ける力に正比例します。 工具にかかる力を減らすと、工具が跳ねる可能性が減ります。 加工中に工具にかかる力を軽減するには、次の方法を使用できます。
減少した力の分析:
切断はせん断変形のプロセスであり、それぞれの材料には独自の強度(σ)があり、材料を分離するには、材料自体の強度よりも外部からの強度が大きくなければなりません。
σ = F/S
σ : 材料の強度
F: 力
S:接触面積
上の式から、工具に作用する力 (F) は、ワークとの接触面積 (S) に正比例することがわかります。 工具にかかる力を小さくするには、工具とワークの接触面積を小さくする必要があります。
力を減らす例 1:
工具軌跡旋削機能を使用するか、R位置を大きくすることで旋回位置での工具への負担を軽減し、工具の跳ね返りの可能性を低減します。

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力を減らす例 2:
より深い位置を加工する場合は、より小さな送り速度とより細かい R 角度の工具を使用して、加工中に工具に作用する力を軽減し、工具の跳ね返りのリスクを軽減できます。
下図はD50R6とD50R0.8の切削工具を使用して同じ深さを加工した場合の金型材質との接触位置の比較です。 深いR角バイトを使用するよりも、細かいR角バイトを使用して深いワークを加工する方が、より効果的に切削抵抗を低減できることがわかります。

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まとめ:
工具の変形に影響を与える3つの要素(工具長、工具径、切削抵抗)を総合的に考慮することで、工具の跳ね返り確率を低減し、加工時間を短縮し、より良い加工精度と面粗さを実現します。

 

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