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>> カタログデータの使い方
● 結論
● よくある質問
>> 1 特定の旋削チップの推奨切削深さはどこで確認できますか?
>> 2 私の CNC 旋盤がカタログの切削深さに対応できるかどうかを確認するにはどうすればよいですか?
>> 3 荒加工と仕上げ加工の切り込み深さが異なるのはなぜですか?
>> 4 切込み深さについては一般的なハンドブックのみに頼ることができますか?
>> 5 推奨切込み深さで切りくずが分断されない場合はどうすればよいですか?
● 引用:
CNC 旋削では、切削深さ ((a_p と表記されることがよくあります) は、工具とワークピースの半径方向のかみ合いであり、元の直径から加工直径まで測定して 2 で割った値です。[3]
これは、あらゆる旋削加工における工具負荷、表面仕上げ、切りくず形成、およびスピンドル電力需要に直接影響します。[4][1]
- 典型的な場合 CNC 旋削、荒切削では、材料除去率を最大化するためにより深い切削深さが使用されますが、仕上げ切削では、インサートを保護し、表面品質を向上させるために浅い切削深さが使用されます[1][3]。
- 多くの業界参考文献では、一般的な加工の一般的な旋削深さは約 0.5 ～ 3 mm であると報告されていますが、材料、インサート、機械の剛性によって大幅に異なります。[3]
どこを見るべきかを知ることは、安定して再現可能な方法で正しい値を選択するための第一歩です。[2][1]
- 工具メーカーのカタログとオンライン データベース
- パッケージとレーザー/インクマーキングを挿入
- CAM ソフトウェア内蔵データベース
- CNC マシンのマニュアルとパワーチャート
- 業界ハンドブックと学術研究
これらのソースはそれぞれ、切削深さを範囲として提供し、通常は荒加工条件と仕上げ条件に分かれています[4][1]。
工具メーカーのカタログは、旋削加工の推奨切り込み深さを見つける最も信頼できる場所です [1][4]。
- サンドビック コロマント、ケナメタルなどのブランドは、各チップ形状、サイズ、材種ごとに推奨される切り込み深さの範囲をリストした旋削カタログを発行しています。[4][1]
- これらの表は通常、ISO 材料グループ (P、M、K、N、S、H) および荒加工、中加工、仕上げ加工などの加工タイプごとに編成されています。[1][4]
たとえば、鋼に使用される CNMG インサートは、形状とコーティングに応じて、荒加工の深さが約 1.5 ～ 5.0 mm、仕上げの深さが約 0.2 ～ 1.5 mm になる場合があります [1]。
カタログでは、これらの範囲と、推奨される切削速度および送り速度、さらに切りくず破壊および工具摩耗挙動に関する注記が組み合わされることがよくあります。[4][1]
カタログの切り込み深さを効果的に見つけて適用するには、次の手順に従います。[4][1]
- 正確なインサート コード (形状、サイズ、厚さ、ノーズ半径、チップ ブレーカ、材種) を特定します。[4]
- 旋削カタログでインサート ファミリを検索し、材料と加工に一致するテーブルの行を見つけます (ISO P、荒加工など)。[1][4]
- 推奨される切り込み深さの範囲を開始点として使用し、その後、部品の剛性、クランプ、および主軸出力に基づいてその範囲内で調整します。[2][1]
多くのショップでは、インサート ボックスまたはラベルを使用すると、推奨される切り込み深さの範囲を最も簡単に見つけることができます[1]。
- 一部のメーカーは、各チップブレーカの一般的な切り込み深さ、送り、および速度の範囲を含む、インサートのパッケージに関する簡略化された推奨事項を印刷しています。[1]
- パッケージでは、チップが軽仕上げ用、中切削用、または重荒加工用かを示すアイコンまたはショート コードがよく使用されます。これにより、安全な切込み範囲が間接的にわかります。[4][1]。
形状、ノーズ角度、およびノーズ半径によって潜在的な最大切込み深さが定義されるため、インサートの指定自体にヒントが含まれています。[5][4]。
たとえば、より大きなチップ サイズとより強力な形状 (より大きな IC と半径を備えた CNMG または SNMG など) は、小さく鋭い仕上げチップよりも高い最大切り込み深さをサポートします。[5][4]。
最新の工具メーカーはオンライン データベースをホストしており、インサート コードと材質によって推奨される切削深さを検索できます[4][1]。
- これらのツールでは通常、被削材の材質、操作タイプ、機械の状態を選択し、切り込み深さ、送り、速度の詳細な範囲を表示します[1]。
- 多くのオンラインセレクターは、工具寿命、切りくず処理、生産性のバランスがどこにあるかを示す、「良好」、「より良い」、および「最良」のウィンドウも提供します。[4][1]
一部のシステムでは、推奨パラメータを CAM ソフトウェアまたは CNC プログラムに直接エクスポートし、手動による転記エラーを削減します。[1]
この方法は、新しいチップブレーカの設計やグレードが印刷されたカタログよりも頻繁にリリースされる場合に特に役立ちます[4][1]。
CAM システムには、さまざまな材料や工具タイプに対応するデフォルトの切削深さを備えた組み込みライブラリが含まれることがよくあります[1]。
- これらのデータベースは、メーカーのデータ、内部テスト、または一般化された業界ガイドラインから派生している可能性があります。[6][1]
- CAM テンプレートは通常、荒加工と仕上げ加工を区別し、荒加工では軸方向のかみ合いが深くなり、仕上げ加工では軸方向のかみ合いが浅くなります [6]。
ユーザーは、製造現場で安定したパラメータを検証した後、特定の機械や材料に合わせてこれらのデータベースをカスタマイズすることがよくあります[1]。
高度なワークフローでは、CAM データベースを会社の工具管理システムと同期して、切削深さデータの一貫性と追跡可能性を維持できます[1]。
CNC 旋盤のマニュアルと主軸出力表は、推奨される切削深さが特定の機械で現実的かどうかを判断するのに役立ちます。[2][1]
- 機械文書には、特定の主軸速度における典型的な材料の最大切込み深さを記載した切削パラメータ表の例が含まれる場合があります。[2][1]
- 出力とトルクの曲線は、スピンドルがさまざまな RPM 値でどれだけの負荷を処理できるかを示しており、これにより、選択した送りでの安全な最大切り込み深さが制限されます。[2][1]
たとえば、7.5 kW のスピンドルを備えた低出力旋盤は、硬質材料の浅い切削深さに制限される可能性がありますが、高出力 22 kW 旋盤は大幅に深い切削をサポートできます [1]。
カタログで高い荒加工深さが示唆されている場合でも、実際の機械の出力と剛性がそれに耐えられるかどうかを確認する必要があります[2][1]。
Machinery's Handbook やさまざまな CNC 加工ガイドなどのハンドブックには、多くの材料と工具の組み合わせに対する一般的な切削深さの範囲がまとめられています。[3][1]
- これらのリソースは、荒加工と仕上げ加工のベースライン値を提供し、多くの場合、推奨速度と送り範囲とともに切削深さを指定します。[3][1]
- 一般的な表では、軟鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、アルミニウム、および硬質合金を区別しており、快削材料ではより深い荒加工が、硬質または耐熱合金では浅い加工が行われます。[3][1]
たとえば、軟鋼の荒加工では 1.0 ～ 4.0 mm の切込み深さが可能ですが、超硬工具では仕上げ加工は約 0.2 ～ 1.0 mm に留まります。[1]
ハンドブックの値は一般的なものであるため、実際のインサート形状と機械の能力に基づいて調整する必要があります。[3][1]
研究論文や技術記事では、特定の材料、工具、性能目標に合わせて切込み深さを最適化することがよくあります[1]。
- 許容可能な工具寿命で材料除去率を最大化することに焦点を当てた研究もあれば、表面粗さまたは切削温度をターゲットにした研究もあります[1]。
- たとえば、合金鋼やインコネルのテストでは、工具の摩耗と表面粗さのバランスを取るために 0.3 ～ 0.8 mm の範囲の最適な仕上げ深さが示される場合があり、冷却とコーティングが最適化される場合には、わずかに深い荒加工が推奨されます。[1]
このような結果は、難しい材料を加工したり、制御された環境で生産性を高めたりする場合に、メーカーのガイダンスを補足します。[1]
ただし、実験室で最適化された深さが実際に実現可能かどうかは、工場の状況、機械の剛性、冷却剤の戦略に影響されます。[1]
推奨される切り込み深さをどこで見つけるかがわかったら、安全な開始値を選択するための実践的な戦略が必要です。[4][1]。
- インサート、材質、操作に関してメーカーが推奨する範囲内で、できればウィンドウの中央付近から始めてください。[4][1]
- 主軸出力表をチェックして、切り込み深さ、送り、速度の組み合わせが機械の連続出力能力を超えていないことを確認してください。[2][1]
その後、試し切り中に繰り返し切り込み深さを調整できます[4][1]。
- 切りくずの分断が悪かったり、振動が発生する場合は、切り込みが安定するまで切り込み深さまたはノーズ R を小さくしてください。[4]
- 機械が安定しており、パワーリザーブが高いままの場合は、カタログ制限内で安全に切り込み深さを増やして、サイクル タイムを短縮できます[5][1]。
以下の一般化された範囲は、旋削加工において、材質ごとに異なる切込み深さがどのように必要になるかを示しています。[3][1]
- 炭素鋼 (ISO P: 硬度に応じて荒加工約 1.0 ～ 5.0 mm、仕上げ加工約 0.2 ～ 1.5 mm。[1]
- ステンレス鋼 (ISO M: 加工硬化を制限するために約 0.5 ～ 3.0 mm の荒加工を施し、熱と変形を制御するために浅い仕上げ加工を施しています。[1]
他の材料は、それぞれの典型的な動作を示します。[3][1]
- 鋳鉄 (ISO K: 脆い性質と加工硬化の傾向が低いことを利用して、深さを約 1.5 ～ 6.0 mm 荒加工します。[1]
- アルミニウム (ISO N: 切削抵抗が低いため荒加工には 2.0 ～ 8.0 mm が多く、仕上げ深さは主に寸法精度と表面仕上げのために調整されます。[3][1]
これらの範囲は開始点にすぎず、インサートのカタログとマシンの能力と照合する必要があります。[2][1]
チップの形状、サイズ、ブレーカの設計は、安全な切り込み深さに大きく影響します[5][4]。
- より強力なノーズ角度と大きなノーズ半径を備えた大型のインサートは、特に荒加工において、より深い切削に耐えます。[5][4]
- 一般的なガイドラインでは、工具ホルダーの切込み角度を考慮して、予想される最大の切り込み深さと必要な切削長に基づいてチップ サイズを選択することを推奨しています。[4]
ノーズ半径と切り込み深さの間にも関係があります[4]。
- 一般的なルールは、過剰な半径方向の力やびびりを避けるために、切り込み深さ以下のノーズ半径を選択することです。[4]
- 特定の深さで振動が発生する場合は、より小さなノーズ半径に交換するか、切り込み深さを減らすことで、ラジアル荷重を軽減し、表面仕上げを改善できます。[4]
カタログ値が正しい場合でも、最終的な切り込み深さの決定は製造現場で検証する必要があります。[2][1]
- 制御されたテストカットは、選択した切削深さで工具寿命、表面粗さ、切りくず処理、および寸法精度が許容範囲内であることを確認するのに役立ちます[1]。
- 安定したパラメータが確立されたら、それを工場標準または CAM データベースに文書化することで、将来のセットアップの一貫性が確保されます。[2][1]
各工具、材料、機械の実証済みの切り込み深さを定期的に記録する工場は、より迅速に生産を開始し、トラブルシューティングの時間を短縮できます。[1]
時間が経つにつれて、特に特殊な合金や顧客固有の公差については、この内部リファレンスが外部カタログと同じくらい価値のあるものになる可能性があります。[1]
CNC 旋削加工における推奨される切り込み深さは推測ではなく、チップの設計、材料グループ、機械の能力を結び付ける構造化された信頼できる情報源から調べられます。[4][1]
工具カタログ、パッケージ、オンライン データベース、CAM ライブラリ、機械マニュアル、リファレンス ガイドを確認することで、工具寿命と表面品質を維持しながら生産性を最大化する切り込み深さを選択できます[2][1]。
その後、十分に文書化された工場テストにより、これらの推奨事項が実際の機械やワーク保持条件に一致する実証済みのパラメーターに改良されます。[2][1]
切削深さを見つけて検証するためのこの規律あるアプローチにより、試行錯誤が減り、サイクル時間が短縮され、CNC 旋削加工のプロセスの安定性が向上します。[2][1]
正確なインサート コードと材料グループを検索することで、メーカーの旋削カタログまたはオンライン工具データベースで推奨される切り込み深さを見つけることができます[4][1]。
多くの場合、インサートのパッケージおよびブレーカのリーフレットには、荒加工および仕上げ加工の深さの範囲が簡略化されて示されています[1]。
カタログの深さを機械のスピンドル出力チャートおよびトルク曲線と比較して、予想される負荷が連続制限内にあることを確認してください。[2][1]
機械の出力が低いか、剛性があまり高くない場合は、推奨範囲の下限から開始し、切断が安定している場合にのみ徐々に増加させてください。[2][1]。
荒加工では材料除去率を最大にすることを目的としているため、インサートと主軸の動力を最大限に活用する深い切り込みが使用されます。[3][1]。
仕上げでは表面品質と寸法精度が重視されるため、浅い深さを使用して切削抵抗、熱、たわみを最小限に抑えます[3][1]。
一般的なハンドブックは安全な出発点を提供しますが、特定のチップ形状、ブレーカ、コーティングについては説明できません。[3][1]
最適なパフォーマンスを得るには、ハンドブックの値と挿入固有のカタログ データを組み合わせて、マシン上で検証する必要があります。[4][1]
切りくず分断が不十分な場合は、多くの場合、切込み深さ、送り、ブレーカの組み合わせが有効な作業範囲内にないことを意味します。[4][1]
推奨範囲内で深さを増減したり、送りを調整したり、特定の材料や加工に合わせて設計されたブレーカを選択したりしてみてください。[4][1]。
[1](https://www.cncmachiningptj.com/article-1498.html
[2](https://martinsupply.com/cnc-machining- Understanding-feeds-speeds/
[3](https://www.3erp.com/blog/ Depth-of-cut-machining/
[4](https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/general-turning/how-to-choose-correct-turning-insert
[5](https://cadem.com/maximum- Depth-of-cut-turning-inserts/
[6](https://www.harveyperformance.com/in-the-loupe/ Depth-of-cut/
[7](https://www.practicalmachinist.com/forum/threads/turning- Depth-of-cut.266286/
[8](https://www.enzemfg.com/cnc-machining-design-guide/
[9](https://www.practicalmachinist.com/forum/threads/determining- Depth-of-cut.230572/
[10](https://www.cnccookbook.com/2-tools-calculated-cut- Depth-cut-widthstepover-milling/
[11](https://www.datron.com/resources/blog/4-ways-to-ensure-consistent- Depth-of-cut/
[12](https://www.emastercam.com/forums/topic/15138- Depth-of-cut-rule-of-thumb/
[13](https://www.reddit.com/r/Machinists/comments/b7v1sw/ Depth_of_cut_while_turning/
[14](https://www.fictiv.com/articles/cnc-milling-cuts-and-toolpaths
[15](https://www.practicalmachinist.com/forum/threads/recommended-lathe-tooling-insert-type.341711/
