溝入れと突切りの問題を解決

クーラントを冷却および潤滑すると、切削される材料の温度が下がり、切りくずの除去が向上します。

編集者注: この記事は、5 月 10 ～ 12 日にドイツ、テュービンゲンの Paul Horn GmbH で開催された Horn Technology Days 2017 イベントで発表された情報をもとに作成されました。

溝入れおよび突切り加工の用途には、特有の課題があります。 切りくずを制限なく 3 方向に移動させる縦方向旋削加工とは異なり、溝入れおよび突切り加工では側面間を加工するため、切りくずの移動は 2 方向のみに制限されます。

問題を回避するには、2 つの重要な点を考慮してください。 1 つは切りくず形成であり、もう 1 つは切りくず制御です。 良好な切りくず形成により、工具によって材料が確実に塑性変形するため、切りくずが切削インサートの幅よりも狭くなり、溝側面への損傷が回避されます。 例としては、幅 4.85 mm の切りくずを生成する幅 5 mm の溝インサートがあります。

切りくず制御により、加工プロセス中に切りくずが問題を引き起こすことはありません。 目標は、短いヘリカル、スパイラル、コンマ、またはティアチップ (6 と 9 のような形状) を生成することです。 これらのタイプの切りくずは、溝入れや突切り加工において安定性をもたらす可能性が高くなります。

潤滑剤や切削液の冷却は、溝入れや突切り加工の信頼性に劇的な影響を与える可能性があります。 冷却潤滑剤を正しく使用すると、加工中の材料の温度が下がり、切りくずの除去が向上します。 アプリケーションにどれほど多くのクーラントを注いだとしても、またクーラントがどれほど効果的であっても、それが刃先に適用されなければ、その効果はほとんどまたはまったくないことに留意してください。

冷却剤は外部または内部の手段によって供給できます。 外部クーラントがツールホルダーにスプレーするノズルを介して供給される場合、実際に切れ刃に到達するクーラントは少量だけであるため、切削用途への影響は、スルークーラントツールホルダー供給システムを使用して供給されるクーラントよりも少なくなります。 これは、深い溝を加工したり、超合金やステンレス鋼などの加工硬化しやすい材料を加工する場合に特に当てはまります。

内部クーラントがツールホルダーを通じて直接供給される場合、内部クーラントは刃先に正確に送られるため、より信頼性の高いプロセスが可能になります。 内部クーラントまたはスルークーラントのホルダーには、さまざまなバリエーションが用意されています。 クーラントをインサートの直上に向けるものもあれば、インサートの直下に向けるものもあります。

上からのクーラントは切りくず処理を大幅に改善し、工具寿命を延ばす鍵となります。 また、ビルトアップ エッジ (BUE) を減らすこともできます。

刃先の下にクーラントを供給することで、逃げ面摩耗を最小限に抑えながら切削ゾーンの温度を下げます。 これは切りくずの除去にも役立ちます。 温度を下げると、工具寿命と切削パラメータを維持しながら、より丈夫な種類のインサートを使用できるようになり、場合によっては工具寿命が長くなり、プロセスの信頼性が向上します。 このプロセスは、作業時間が長く、温度が制限要因となる場合にも最良の結果をもたらします。

スルークーラントホルダーにより、クーラントラインを調整する必要がなくなり、常にクーラントが工具の刃先に向けられます。 オペレータがツールを交換したり部品をロードしたりしているときに、外部冷却ラインの位置がずれる可能性があり、プロセスの変動やツールの早期故障を引き起こす可能性があります。

ツールホルダーを通して適用されるクーラントは、切削プロセスに最も大きな影響を与える刃先に正確に送られます。

冷却水の圧力を抜きにして冷却水の供給について語ることはできません。 適切なクーラント圧力を使用すると、溝入れや突切り加工における切りくず生成に影響を与えることができます。 5 bar (72 PSI) 程度の低い冷却剤圧力でも、クレーターの摩耗を軽減し始めることができます。 圧力が 20 bar (290 PSI) まで増加すると、BUE が減少します。 40 bar (580 PSI) のクーラント圧力は、切りくずの制御と方向に影響を与える可能性があります。 80 bar (1,160 PSI) 以上の高圧を加えると、切りくずの分断が促進されます。