実際の加工では、次のような一般的な状況が発生します。同じロットのインサート、同じ工作機械、同じワークピース、さらには全く同じ加工プログラムを使用しているにもかかわらず、インサートの寿命が2倍以上に異なることがあります。
このような場合、多くの人の最初の反応はしばしば次のようになります。
これらの要因は確かに確認する必要があります。
しかし、インサートのロット、工作機械の状態、加工プログラム、ワークピース材料が基本的に同じであれば、インサートの寿命に実際に影響を与える変数は、日常の取り付けと使用において最も見落とされがちな詳細に隠されている可能性が高いです。
以下では、インサートの取り付け、切削状態の観察、日常の操作など、いくつかの側面から異常摩耗を減らし、インサート寿命の安定性を向上させる方法を説明します。
インサートを交換する際に、非常によく見落とされるステップは次のとおりです。
インサートの取り付け面を清掃する。
加工中、金属削りくず、微細な鉄粉、切削油、油、刃の摩耗による微細な粒子が工具ホルダーの近くに残ることがよくあります。
これらの不純物は、小さくても工具の位置決めを直接妨げます。
鉄粉が工具と工具ホルダーの間に挟まると、取り付け後に工具がわずかに傾き、刃先に均等な力が分散されなくなります。
これは容易に次の結果につながります。
局所的な過剰な力 → 切削刃温度の上昇 → 局所的な摩耗の加速 → マイクロチッピング → 工具の早期破損。
推奨操作:
注意: エアガンは切りくずの清掃に役立ちますが、拭き取りや目視検査を完全に置き換えることはできません。
特に仕上げ加工、高精度加工、または工具が繰り返し異常なチッピングを経験する場合、工具ホルダーの位置決め面の実際の状態を確認する必要があります。
刃の取り付けは、単に「差し込んでネジを締める」という問題ではありません。
不適切なクランプ方法、位置決め面への刃の接触不足、または不均一なクランプ力は、加工中に刃がわずかにずれる原因となります。
一般的な問題には次のものがあります。
刃を取り付ける際は、工具ホルダーまたは工具ヘッドのメーカーの指示に従ってください。
確認すべき重要な点:
刃の接触、確実な位置決め、安定したクランプ。
可能な場合は、指定されたトルクで締め付けてください。
締め付けが緩すぎると刃のフレッティングが発生する可能性があり、締め付けが強すぎるとネジ、刃、または工具ホルダーに異常な応力が発生する可能性があります。
多くの加工現場では、刃を交換した後、装置はすぐに元の全負荷加工状態に戻ります。
この操作は必ずしも問題があるわけではありません。
しかし、現在の運転条件がインサートの限界に近い場合（例えば、高い切削速度、大きな切り込み量、高い送り速度、断続切削、ワークピース表面の硬化、または加工システムの剛性不足など）は、新しいインサートが切削プロセスに入るときに大きな機械的および熱的衝撃を受ける可能性があります。
したがって、条件が許せば、最初の数回の切削中に切削状態を観察してから、徐々に安定した加工に移行してください。
主な観察事項:
注意: すべてのインサートに固定時間または固定比率の「慣らし運転」期間が必要なわけではありません。
初期切削条件の調整が必要かどうかは、インサートのブランド、コーティング、ワークピース材料、加工方法、推奨パラメータに基づいて総合的に判断する必要があります。
多くの現場では、寸法がまだ加工可能である限りインサートを使用し続け、公差を超えるかシステムがアラームを発するまで交換しないという方法が取られています。
この方法はインサートを限界まで使い切るように見えますが、実際には経済的ではない可能性があります。
切削工具の摩耗は通常徐々に進行するためです。
正常な摩耗から重度の摩耗、そしてチッピングに至るまで、しばしばプロセスが伴います。
切削工具が重度に摩耗するまで加工を続けると、次の結果につながる可能性があります。
したがって、切削工具の管理は、「まだ切削できるか」だけでなく、次の点も考慮する必要があります。
継続的な切削が経済的かどうか。
切りくずは、加工状態に対する最も直接的なフィードバックの1つです。
通常の加工中に観察できる点は2つあります。
切りくずが正常に破断できるかどうかを観察します。
以前は安定していた短い切りくずが突然長い切りくず、絡み合った切りくずになったり、切りくずの形態が大きく変化したりした場合は、次の点を確認する必要があります。
一部の鋼の加工では、切りくずの色の変化が切削ゾーンの温度の変化をある程度反映することがあります。
切削パラメータが変更されていないのに、切りくずの色が大きく変化し続ける場合は、切削工具の摩耗状態と切削温度の変化を監視する必要があります。
注意: 切りくずの色だけでは、切削工具の交換が必要かどうかを判断できません。
これは、切りくずの色は、ワークピース材料、切削速度、切削油、切削工具グレード、コーティングタイプ、加工方法など、多くの要因の影響を受けるためです。
したがって、切りくずの色はトレンド指標としてより適しています。
切削工具の交換が必要かどうかは、次の側面を組み合わせて判断できます。
「工具が破損するまで待ってから交換する」と比較して、バッチ処理の一貫性を確保するためには、安定した予防的な工具交換メカニズムを確立する方がしばしば有益です。
工具、工作機械、材料、プログラムが基本的に同じ場合でも、操作の微妙な違いが寿命に大きな違いをもたらす可能性があります。
これらは小さな操作上の違いのように思えるかもしれませんが、毎日の繰り返し加工のプロセスで、これらの違いは増幅されます。
最終的に、これは次のように現れます。インサート寿命の違い、ワークピース品質の違い、加工安定性の違い。
より安定したインサート寿命を確保するために、簡単な使用ルーチンを確立できます。
このデータを時間とともに蓄積することで、独自の工具寿命データベースを徐々に構築できます。
工具が効果的に使用されたかどうかを判断するには、次の基準のみに基づいてはなりません。
使用された時間。
次の点も考慮する必要があります。
工具を数分間長く使用しても、突然のチッピングによりワークピースのスクラップを引き起こした場合は、必ずしもコスト削減にはなりません。
バッチ処理の場合、より重要なのは次のとおりです。
安定性、予測可能性、再現性。
結論として,
工具の寿命は、工具自体によってのみ決定されることは決してありません。
切削インサートのグレード、母材、コーティング、刃先処理は、その上限性能を決定し、工作機械の状態、切削条件、クランプ方法、および操作手順は、その性能のどれだけが実際に実現されるかを決定します。
多くの場合、インサート寿命を改善するために、必ずしも設備を追加したり、より高価なインサートに交換したりする必要はありません。
基本的な操作から始めてください。工具ホルダーを清掃し、インサートを正しく取り付け、切削状態を観察し、適切な工具交換タイミングを決定してください。
これらの詳細をマスターすることが、インサート寿命の安定性を向上させ、異常なチッピングを減らし、加工コストを削減するための最も直接的な方法であることがよくあります。
インサート自体は同じですが、使用方法が加工結果を変えます。
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