ボーリング加工能力低下の原因！

ボーリング穴の加工能力が低下する場合、その原因は特定の要因によって引き起こされる場合もあれば、複数の要因が複合的に作用した結果である場合もあります。 これらの要素には、ワークピースの安定性、加工代のサイズ、工具システムの剛性、ブレードのグレードと形状、工具の性能と一致する切削速度と送り速度が含まれます。 長い加工サイクル時間、工具寿命の短縮、部品品質の低下などの状況が発生した場合、これらの要因を分析して特定する必要があります。
特定のボーリングプロセスでは、特定の要因の影響が他の要因よりも大きくなる場合がありますが、これらの要因は相互に密接に関連している場合もあります。 1 つの要素を変更すると、望ましい結果を達成するには、他の要素も同時に変更する必要があることを意味する場合があります。 ただし、切削試験を行う場合は、2つ以上の要素を同時に変更しないでください。
BT50、BT40、BT30 の主軸テーパ穴を備えた工作機械はすべて同じ並目ボーリングヘッドを使用できますが、すべての工作機械が同じボーリング加工を完了できるわけではありません。 ボーリング穴の深さについても同様です。 BT50工作機械では、直径75mm、深さ250-300mmの穴を開けることができます。 BT40 工作機械は、拡張ボーリングバーを使用してこのサイズ範囲の加工を完了することもできます。 ただし、テーパが 40 未満の工作機械はこのタイプの加工をサポートしていません。
工作機械のスピンドルの摩耗や治具の不安定は通常、変更できない要因ですが、対処する必要があります。 場合によっては、これらの要因により加工タスクが完全に失敗することがありますが、一般的には、ブレードのタイプまたは切削パラメータを変更することで解決策が得られます。
2. 加工担当者は、ボーリング加工にどの程度のマージンを確保すべきか明確ではないことがよくあります。 ユーザーは旋削加工の切削速度/送り速度と必要な取り代についてはよく知っているかもしれませんが、これらの経験がボーリング加工に常に適用できるとは限りません。 これは、ボーリングカッターを使用した荒ボーリング加工の場合に特に当てはまります。
ドリルビットの直径がワークピースの最終開口部に非常に近い（加工代が 0.5-0.75mm しか残っていない）ことは珍しいことではありません。 このように小さい材料許容値では、ボーリング工具の 2 つの刃先を収容するには十分ではなく、ビビリが発生し、工具の切削性能が低下します。
十分な加工代と緩い直径公差 (プラスまたはマイナス 1,000 分の 1) がない場合は、より良い加工結果を得るために、ボーリング カッタ (またはブレード クランプの 1 つを取り外したボーリング カッタ) を使用することをお勧めします。 一方、コア穴のある部品の場合、コア穴の位置が間違っていると、削る必要のある被削材が多すぎる可能性があります。
コア穴の直径が一般的なボーリング代の粗い基準の範囲内にある場合でも、コアからのずれにより、ブレードが切りくず荷重に耐えられる以上にボーリング工具が穴の片側に多くかかる可能性があります。
機械加工タスク用のボーリング工具を選択する場合、工具のアセンブリ剛性は通常、必要なボーリング穴の直径と公称深さに基づいて決定され、実際のボーリング穴の深さと必要な追加のオーバーハング (必要な場合) はほとんど考慮されません。 たとえば、特定のボーリングプロセスでは、ボーリング穴の深さはわずか 50 mm ですが、工具がワークピースや治具を通ってボーリング穴に到達するまでに 200 mm の吊り下げ長さが必要な場合があります。
これは必要な穴あけ深さ250mmとは全く異なります。 工具の剛性と使用範囲を最大化するために、モジュラーボーリ​​ングシステムは無制限のモジュールの組み合わせを提供できます。 必要な工具長が長い場合は、工具の全長にわたって同じ直径サイズを使用するのではなく、最初に大きな基本直径のボーリングバーを選択し、次に必要に応じてボーリングバーの直径を小さくすることが重要です。退屈なバー。
限られたスペースで長いオーバーハングのボーリングを行う場合は、(複数の延長ロッドを使用する代わりに) 一体型硬質合金ボーリングロッドの使用を検討することができます。 この構成により、より高い剛性とより優れた制御が得られますが、通常はより小さな直径の穴あけに限定されます。 長い突出し量のボーリングでは、公称ボーリング穴の長さと口径のみを考慮する工具構成スキームと比較して、より大きなオーバーハング接続サイズを使用し、必要な場合にのみ工具直径を縮小するモジュラーボーリ​​ングシステムの方が剛性が高くなります。
4. ブレードのブランドと幾何学的形状 ブレードは、ワークと工具の間の重要な接触点です。 たとえボーリングシステムの剛性が高く、ボーリングヘッドのバランスが正確に調整されていても、ブレードがボーリング加工に適合していないと、理想的な加工性能を実現することが困難になることがあります。
刃の幾何学的形状が切断の安定性を保証できない場合、最高の刃グレードを使用しても意味がありません。 幾何学的形状が抑制されたボーリングブレードは通常、比較的保守的な切りくず破壊テーブルを使用し、安定した加工条件下でより長い耐用年数を維持できますが、半径方向の切り込み深さは工具先端の円弧半径の少なくとも半分である必要があります。
一部の過酷なボーリング加工 (深穴や長いオーバーハングのボーリング、長い切りくず材料のボーリング、工作機械や治具による不安定なワークピースのクランプなど) では、幾何学的形状のボーリングブレードを研削することでより自由に切削できます。 特定のボーリングプロセスでは、使用されるブレードのグレードとコーティングが常にアップグレードされ、交換されます。 鋼のワークを穴あけする場合、最も一般的に使用される材種は金属セラミックスと三層コーティング超硬合金です。
コーティングされた超硬合金材種は、鋳鉄の穴あけにも使用できます。 加工条件が安定している場合は、窒化ケイ素セラミックブレードや特定の立方晶窒化ホウ素 (CBN) グレードも鋳鉄の穴あけに使用できます。 アルミニウムやその他の非鉄金属材料は、コーティングされていない硬質合金ブレードを使用して穴あけできます。通常、このブレードには、細長い切りくずの発生を防ぐために、規則的な角度で大きな研削切りくずが含まれています。 これらの材料の高速精密ボーリングには、多結晶ダイヤモンド (PCD) チップまたはコーティングを備えたブレードも良い選択となる場合があります。
刃の寿命を延ばすには、切断の安定性が第一の要件であることを忘れないでください。
その他の要素も考慮した上で、切削速度や送り速度が適切かどうかを判断する必要があります。 これらの切削パラメータは、最適な快削条件を得るために重要です。 理想的なボーリング状態は、高い切削速度と適度な送り速度を使用することですが、これは上記のさまざまな条件によって制限される場合もあります。 ボーリングカッターを使用した荒ボーリング加工でよくある間違いは、一点ボーリングの送り速度を単純に 2 倍してしまうことです。
この計算方法は通常は正しくありません。同じ口径のボーリング加工の場合、粗ボーリング カッタの送り速度は細ボーリング カッタの 4 倍に達する可能性があります。これは、粗ボーリング カッタはより大きな工具先端円弧半径を使用できるためです。 たとえば、精密ボーリングカッターの先端半径が 0.2mm または 0.4mm の場合、粗いボーリングブレードは 0.8mm の先端半径を使用できます。
工具先端の円弧半径を2倍にし、2枚の刃を使用することで、送り速度は精密ボーリング工具の4倍に達します。 一般的に、荒いボーリングにはそれほど細かい機械加工は必要ありません。
したがって、表面が平滑であるため、より高い切削速度での加工には、より剛性の高いボーリング工具を使用できます。 ボーリングカッターの送り速度が小さすぎると、取り代が不適正となりびびりの原因となります。 荒ボーリングカッターは、より多くの被削材を除去し、より高い送り速度を使用する必要がある、高負荷のボーリング加工に使用されます。
加工担当者は、精密ボーリングに適した表面切削速度を決定するのが難しい場合があります。 刃の寿命を延ばすには、切断速度の最適化が重要です。 非常に高い切削速度で重負荷のボーリング加工を行うと、切削熱が大量に発生し、刃物の寿命が短くなります。
切りくず負荷を軽減すると切削温度が低下し、ボーリングブレードの高い面送り速度での加工が可能になります。