金属切削は機械製造業における最も基本的な加工方法の一つである。 金属切削とは、金属切削工作機械上で金属切削工具を用いてワーク表面から余分な金属を除去し、形状、寸法精度、表面品質の面で所定の要求を満たす加工を実現することをいう。
切削速度は金属切削過程において非常に重要なパラメータであり、切削品質と加工効率に直接影響を与える。 正しい切削速度を選択することで、加工効率を高め、工具の寿命を延長し、加工品質を確保することができます。 本文は切削速度が金属切削品質に与える影響を分析し、切削速度の選択を最適化するためにいくつかの提案を提供する。
金属切削品質に対する切削速度の影響
1. 工具摩耗：
切削速度は工具摩耗に直接影響する。 切削界面で発生する温度が高いため、高い切削速度は工具の摩耗を増加させる。 これは高速加工において工具がより速い劣化を経験する可能性があるため、高速加工において特に重要である。
2. 熱発生：
加工中、切削速度は熱の発生に大きく寄与する。 温度上昇は工具やワーク材料に悪影響を与える。 過熱は工具の軟化、摩耗の加速、さらにはワーク表面に熱損傷をもたらす。
3. 表面仕上げ：
切削速度は加工表面の品質に影響する。 一般的に、高い切断速度は、より良い表面仕上げをもたらすことが多い。 しかし、切削速度には最適な範囲があり、それを超えると工具の偏向や過熱などにより表面品質が悪くなる可能性があります。
4. 破片形成：
切削速度は切削屑の形成と排出に影響する。 正しい切削屑形成は、良好な表面仕上げを実現するために、切削屑の再切断を防止するために重要である。 異なる切断速度は、切屑の形態と排出効率の変化を引き起こす可能性がある。
5. 材料除去率：
切削速度は材料除去率（MRR）を決定する重要な要素である。 切断速度が高いと、生産性が主な問題である場合に有利なMRRが高くなることがよくあります。 しかし、これは工具の寿命と表面仕上げの考慮要素とバランスする必要がある。
6. 工具の力と消費電力：
切削速度は、工具が受ける切削力と加工に必要な電力に影響します。 高い切削速度は一般的に切削力の低下をもたらし、これは工具の偏向とエネルギー消費を最小限に抑えるのに有利である。
7. 材料の硬化：
いくつかの材料、特にいくつかの熱処理鋼では、高い切削速度が材料の硬化を引き起こすことがあります。 これは、切断中の急速な加熱と冷却によって材料がより硬くなる現象です。 工具の寿命と加工性に影響します。
8. 振動とチャタリング:
切削速度は加工時の振動やびびりの発生要因となります。 切削速度が高すぎると切削条件が不安定になり、振動が発生して表面仕上げや工具寿命に悪影響を与える可能性があります。
9. ツールの使用:
切削速度は、切削工具が被削材と接触する頻度を決定します。 この噛み込み頻度は、構成刃先 (BUE) の形成、切りくずの厚さ、および加工プロセスの全体的な安定性に影響を与える可能性があります。
切削速度の最適な選択
1. 材質特性
金属材料が異なれば切削特性も異なり、材料の硬さ、靱性、塑性の特性に基づいて適切な切削速度を選択する必要があります。 一般に、ステンレス鋼や高速度鋼などのより硬い金属材料は、熱の蓄積と工具の摩耗を減らすために、切削速度を低くする必要があります。 アルミニウム合金や銅などの柔らかい金属材料の場合、切断速度を適切に高めることができます。
2. 切り込み深さと送り速度
切削速度の選択には、切削深さや送り速度などのパラメータも考慮する必要があります。 一般に、切り込み深さが深い場合、熱の蓄積と工具の摩耗を減らすために、より低い切削速度を選択する必要があります。 切り込みが浅い場合や送り速度が大きい場合には、適切に切削速度を上げることができます。
3. ツールの種類と品質
切削工具の種類や品質が異なれば、切削速度に対する要件も異なります。 通常、高速度鋼工具は中低速の切削に適しており、硬質合金およびセラミック工具は高速切削に適しています。 切削工具を選択する際には、耐摩耗性と耐熱性を考慮して適切な切削速度を決定する必要があります。
切削速度は金属切削において重要な役割を果たし、切削品質と加工効率に直接影響します。 適切な切削速度を選択すると、加工面の品質を確保し、切削抵抗を制御し、工具寿命を延ばすことができます。 したがって、実際の応用では、工具の種類や品質だけでなく、金属材料の特性、切り込み深さ、送り速度などの要素を総合的に考慮して、最適な切削速度を選択し、最良の加工効果を得る必要があります。 。