NC工作機械における工具の適切な選定方法

NC工具の選定と切削条件の決定は、NC加工プロセスにおける重要な要素である。
それは、NC工作機械の加工効率に影響を及ぼすだけでなく、加工品質にも直接的な影響を与えます。本日は、
CNC工作機械における工具の適切な選定方法についてお話しします。皆さまのお役に立てば幸いです。
  現在、多くのCAD/CAMソフトウェアパッケージが自動プログラミング機能を提供しており、これらのソフトウェアは一
一般的には、プログラミング画面において、工具の選択や加工パスなど、プロセス計画に関する問題が提示されます。
計画や切削条件の設定など、プログラマーが関連するパラメータを設定すれば、自動で
NCプログラムを生成し、それをCNC工作機械に送信して加工を完了する。したがって、CNC加工における工具の選択
選択と切削条件の決定は、ヒューマンマシンインタラクションの状態で行われるため、一般的な工作機械による加工とは異なります。
明確な対比である一方で、プログラマーには工具の選定および切削条件の決定を必ず習得することが求められる。
基本原則として、プログラミングの際にNC加工の特性を十分に考慮し、適切な切削工具を選定することが重要である。
切削条件。
  CNC工具の選定と切削条件の決定は、CNC加工プロセスにおける重要な内容である。
それは、NC工作機械の加工効率に影響を及ぼすだけでなく、加工品質にも直接的な影響を及ぼします。
CAD/CAM技術の発展により、NC加工においてCADの設計データを直接利用できるようになった。
実現可能となり、特にDNCシステムのマイコンとNC工作機械との接続により、設計・加工
計画およびプログラミングの全プロセスはすべてコンピュータ上で実施され、通常は専用の工…
芸術ファイル。
  現在、多くのCAD/CAMソフトウェアパッケージが自動プログラミング機能を提供しており、これらのソフトウェアは一
一般的には、プログラミング画面において、工具の選択や加工パスなど、プロセス計画に関する問題が提示されます。
計画や切削条件の設定など、プログラマーが関連するパラメータを設定すれば、自動で
NCプログラムを生成し、CNC工作機械に転送して加工を完了する。
  したがって、NC加工における工具の選定と切削条件の決定は、ヒューマンマシンインタラクションの状態で行われる。
下で完成されるため、これは一般的な工作機械による加工とは明確に対照的であり、同時にプログラマーには必ず
工具の選定および切削条件の決定に関する基本原則を習得し、プログラミング時にはNC加工を十分に考慮する。
加工の特性を踏まえ、適切な切削工具および切削条件を選定できる。
  CNC加工でよく使用される工具の種類と特徴
  CNC加工用切削工具は、CNC工作機械の高速・高効率・高度な自動化という特性に適合しなければならない。
ポイントとしては、一般に汎用工具、汎用接続ドリルチャックおよび少量の専用ドリルチャックを含めるべきである。ドリルチャックは接続しなければならない。
工具は工作機械の主軸ヘッドに取り付けられるため、すでに徐々に標準化・シリーズ化が進んでいる。CNC工具の分
工具にはさまざまなタイプがあります。工具の構造に応じて、①一体型、②はめ込み式（溶接方式を採用）に分類されます。
または機械クランプ式接続であり、機械クランプ式はさらに非回転式と回転式の二種に分けられる；③特殊な形式、例えば
複合式工具、減振式工具など。工具の製造に用いられる材料に基づいて分類すると：①高速
鋼製切削工具；②超硬合金製切削工具；③ダイヤモンド製切削工具；④その他材料製の切削工具、例えば立方窒化ホウ素
切削工具、セラミック切削工具など。切削加工の種類によっては、①旋削工具があり、外円・内
穴あけ工具、ねじ切り工具、切削工具など多種類；②穴あけ加工用工具には、ドリル、リーマ、タップなどが含まれる；③
ボーリング工具；④フライス加工用工具など。NC工作機械が要求する工具の耐久性、安定性、取り付けやすさに適合するために
調整や交換の容易さなどの要件から、近年では機械式ホルダー式の交換式切削工具が広く採用されており、その数は
全体のNC工具に占める割合は30～40％に達し、金属除去量は全体の80～90％を占める。
  CNC工作機械用の切削工具は、一般的な工作機械に使用される切削工具と比べて、多くの異なる要求が課されます。主
以下の特性を備えること：①剛性が高く（特に荒加工用工具において）、精度が高く、振動および熱変形に強い
小型；②互換性が良く、迅速な工具交換が容易である；③寿命が長く、切削性能が安定して信頼できる；④工具
サイズの調整が容易で、工具交換時の調整時間を短縮できる；⑤工具は信頼性高く切りくずを断ち切るか、または切りくずを巻き取ることができる。
切りくずの排出を容易にするため、⑥シリーズ化・標準化を図り、プログラミングおよび工具管理を円滑にする。
  CNC加工用切削工具の選定
  工具の選定は、NCプログラミングにおけるヒューマンマシンインタフェースの状態で行われます。工作機械に応じて
加工能力、工作物材料の性能、加工工程、切削条件およびその他の関連要因
工具およびホルダーを適切に選定すること。工具選定の総則は、取り付け・調整が容易で、剛性が高いこと、
耐久性と精度が高い。加工要件を満たす範囲で、できるだけ短いホルダーを選定し、
工具加工の剛性を向上させる。
  工具を選定する際には、工具のサイズが加工対象のワークの表面寸法に適合するようにしなければなりません。
生産において、平面部品の周囲輪郭の加工には、通常、エンドミルが用いられる。平面をフライス加工する際には、選定すべき
超硬合金チップのフライス；凸台や溝を加工する場合は高速度鋼のエンドミルを選定する；ワークの荒仕上げ面の加工
または粗加工孔を行う場合には、超硬合金チップを組み込んだコーンカッターを選定することができます；一部の立体形状面や
傾斜角を有する輪郭形状の加工には、通常、ボールエンドミル、リングエンドミル、テーパーエンドミルおよびディスク形エンドミルが用いられる。
フライス。
  自由曲面（金型）の加工を行う際、ボールエンドミルの先端部における切削速度は
したがって、加工精度を確保するため、切削のピッチは一般に先端密ピッチとし、そのためボールエンドミルがよく用いられる。
曲面の仕上げ加工においては、フラット先端の工具が、表面加工の品質および切削効率の両面でボール型工具よりも優れている。
ヘッドカッターは、したがって、過切らないことを保証する限り、曲面の荒加工であっても仕上げ加工であっても
加工にあたっては、いずれも先端が平らなエンドミルを優先して選定すべきである。さらに、工具の耐久性および精度は、工具の価格と密接に関連している。
影響は非常に大きく、必ず注意を払う必要があるのは、ほとんどの場合、優れた切削工具を選択することで、たとえ…
工具コストは削減されたが、それに伴う加工品質と加工効率の向上により、全体として
加工コストが大幅に削減されました。
  マシニングセンタでは、各種の切削工具がそれぞれツールチェンジャーに装着されており、プログラムの規定に従って随時選択が行われます。
工具と工具交換動作。したがって、ドリル、ボーリング、エキスパンション、フライス加工などの作業を可能にするために、標準のツールホルダーを採用しなければならない。
標準的な切削工具を迅速かつ正確に工作機械の主軸またはツールチェンジャーに装着する。プログラマーは……
工作機械に使用されるツールホルダーの構造寸法、調整方法および調整範囲を把握し、プログラミング時に
工具の径方向および軸方向の寸法を確定する。現在、我国のマシニングセンターではTSGツールシステムが採用されている。
統には、柄が直柄（3種の規格）と錐柄（4種の規格）の2種類があり、合わせて16種類の異なる用途に対応しています。
道の刀柄。
  経済型NC工作機械の加工過程において、工具の刃先研磨、測定および交換により
多くは手作業で行われ、補助時間が長くかかるため、工具の配置を合理的に計画する必要があります。
列の順序。一般には以下の原則に従うべきである：①工具の数をできるだけ少なくする；②1本の工具でクランプする
その後、可能な限りすべての加工工程を完了すべきである；③粗仕上げと仕上げの切削工具は別々に使用すべきである。
使用する際には、たとえ同一のサイズ・仕様の工具であっても；④まずフライス加工を行い、その後ドリル加工を行う；⑤まず曲面の仕上げ加工を実施し、その後
二次元輪郭の仕上げ加工を行う；⑥可能な場合には、できるだけNC工作機械の自
工具交換機能により、生産効率の向上などを実現します。
  加工過程における切削条件の決定
  切削条件の合理的な選定の原則は、荒加工では一般に生産性の向上を図ることである。
主として、経済性および加工コストも考慮すべきである；半仕上げおよび仕上げの際には、加工精度を確保しつつ
加工品質を前提としつつ、切削効率、経済性および加工コストのバランスを考慮する。具体的な数値は、
工作機械の取扱説明書や切削条件マニュアルを参考にし、さらに経験を踏まえて決定する。具体的には、以下のいくつかの要因を考慮する必要がある。
素：
  ①切削深さ t。工作機械、ワークおよび工具の剛性が許す限り、t は次のとおりである。
加工余量は、生産性を向上させるための有効な手段である。部品の加工精度を確保するために
表面粗さについては、一般に仕上げ加工のために一定の余裕を残しておく必要があります。CNC工作機械における仕上げ加工の余裕
サイズは通常の工作機械よりやや小さくてもよい。
  ②切削幅 L。一般に、L は工具径 d に比例し、切削深さに反比例する。
比。経済型NC工作機械の加工プロセスにおいて、一般にLの取値範囲は次のとおりである： L＝（0.6～
0.9)d。
  ③切削速度 v。v を高めることも生産性向上の一つの手段であるが、v と工具
耐久性との関係は非常に密接である。v の増大に伴い、工具の耐久性は急激に低下するため、v の
選定は主に工具の耐久性に依存します。さらに、切削速度と加工材料とも密接に関係しています。
例えば、合金鋼30CrNi2MoVAをエンドミルでフライス加工する場合、切削速度vは8m/min程度とすることが可能です。
一方、同じエンドミルでアルミニウム合金をフライス加工する場合は、切削速度 v を200 m/min以上に設定することができます。
  ④主軸回転数 n（r/min）。回転数は一般に切削速度 v に基づいて選定する。計算式
式は： v=∏nd/1000 である。CNC工作機械の操作パネルには一般に主軸回転数の補正（倍
レートスイッチにより、加工中に主軸回転数を整数倍単位で調整できます。
  ⑤送り速度 vF。vFは、部品の加工精度および表面粗さの要求に応じて
また、工具と工作物の材料に応じて選定する。vFの増加も生産効率の向上に寄与する。加工表面
粗さの要求が低い場合は、vFを大きく選定することができます。加工中には、vFを工作機械によって
コントロールパネル上の調整スイッチで手動で調整を行いますが、最大送り速度は装置の剛性に制限されます。
切削条件や送り系統の性能などの制約。
  CNC工作機械が生産現場で広く活用されるようになり、量産ラインが形成されるに伴い、数
NCプログラミングは、NC加工における重要な課題の一つとなっています。NCプログラムの作成過程において
中では、ヒューマンマシンインタラクションの状態において、工具を即時に選択し、切削条件を確定する必要があります。したがって、プログラマーは
作業員は、工具の選定方法および切削条件の決定原則を熟知しなければならず、これにより部品の加工が確実に実施されるようにする。
加工品質と加工効率を向上させ、NC工作機械の優位性を十分に発揮し、企業の経済効果を高め、
生産水準