工具のたわみは、CNC機械加工における一般的な課題の1つです。 機械のチャタリングを引き起こし、加工部品の表面仕上げを破壊し、寸法精度を破壊します。 一般に、工具はチャック内にしっかりと配置されますが、動作中、材料の反力が工具の動作力を超えることが多く、工具を予期しない方向に押したり曲げたりすることがあります。
精密、精密、高品質な表面仕上げの部品を製造するためには、工具の変形を最小限に抑えることが重要です。 切削抵抗が工具の剛性を超えると、工具のたわみが発生し、工具が曲がります。 動作中、工具は曲がりを感じない場合がありますが、最終テストで証明する必要があります。 たわみ工具で作られた部品は、変形したり、公差を超えたり、変更されたり、「ひびの入った」表面仕上げを示したりする可能性があります。
したがって、工具のたわみが発生すると、CNC加工プロセスでエラーが発生する可能性があります。 これが、ツールスキューとは何か、その原因は何か、そしてそれを減らすための戦略を完全に理解する必要がある理由です。 この記事では、ツールのスキューを最小限に抑えるためのこれらすべての要因について説明します。
工具のたわみとは何ですか？
ツールの変形は単なる名前です。 これは、意図した位置合わせからのツールの偏差です。 CNC機械加工切削工具はチャックにしっかりと固定されています。 これは、ツールの一方の端がチャックの内側に留まり、ツールのもう一方の操作端がフリーまたはカンチレバーであることを意味します。 CNC機械加工作業では、工具は常にワークピースに力を加えるため、ワークピースの材料も抵抗を提供します。 CNCツールは、抵抗とともにさまざまな操作力の影響を受けます。 したがって、工具の剛性が外力に耐えられない場合、工具は設定された位置合わせから外れます。
工具のたわみは、CNC加工で次のエラーを確実に引き起こします。
ツールまたはアーティファクトの壊滅的な障害
ツールのライフサイクルの枯渇
サイズエラー
粗い表面または潜在的な表面損傷
工具のたわみを防止または低減するための戦略
ツールのスキューを100％回避することはできませんが、いくつかの戦略と戦略を使用することで、ツールのスキューを減らすことができます。 CNC機械工は、以下の実証済みの戦略を使用して、作業中の工具のたわみを減らすことができます。
延長の長さを最小にします。
CNCツールのクラッチポイントとツールの操作チップの間の距離は、延長長さと呼ばれます。 ツールは片持ち梁として取り付けられているため、常に曲げ応力と外部の垂直および水平方向の力を受けます。 片持ち梁の応力理論によれば、オーバーハングの長さが短いほど、曲げ応力の影響は小さくなります。 コンセプト自体に基づいて、工具のオーバーハングの長さを最小限に抑えることで、工具のたわみを減らすことができます。 これらの要素は、部品の形状と処理要件の詳細とバランスを取る必要があります。
ツールのコア強度を強化します。
ツールのコア強度は、フルートの長さと範囲によって異なります。 溝の長さと延長の違いがコアの剛性を定義します。 したがって、均一なラジアルを使用したCNC機械加工操作では、長溝工具が優れた性能を発揮します。 コアの直径を厚く保つと、せん断応力を吸収するためにより多くの材料壁が提供されるため、コアの強度と剛性が最終的に向上します。
ツールの剛性を高める：
工具剛性のカテゴリには、工具の状態、工具の材質、工具のサイズと形状（ブレードの数、コアの直径、工具ホルダーの直径）など、複数の影響があります。 工具が磨耗して鈍くなると、切削効率が低下し、鋭利な工具と同じ切削と仕上げを実現するためにより多くの力が必要になります。 したがって、より多くの工具のたわみが発生します。 より強力な材料で作られた高品質の工具は、工具のたわみを減らすことができます。 最後に、より大きな直径、より具体的にはより大きなコア直径を備えた工具はより硬い。 したがって、パーツの形状で許可されている最大のツールを使用する必要があります。
より大きなまたはより短いツールを使用できるとは限りません。 特定の操作では、長距離または長溝の工具が必要になる場合があります。 このような場合、ツールは操作と一致する必要があります。 最小の切削面を必要とする深加工には、直径が大きくハンドルが硬い長距離工具が適しています。 一方、シームレス壁の操作には、長スロットのツールが必要です。
要約すると、工具の選択と形状の設定を最適化して、サポートされていない長さを最小化し、工具の剛性を最大化することで、工具のたわみを減らし、それによって部品の品質を向上させ、工具のコストを削減できます。
これらは、CNC加工中の工具のたわみを減らすための戦略です。 ただし、高品質のCNCマシン、高品質のツール、および経験豊富なオペレーターは、最終的にツールのたわみを減らすのに役立ちます。