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締切済み

高硬度材の切削加工について

2006/01/21 11:03

初めて質問させていただきます。

昨日FANUC_ROBODRILLにてDC53(SKD11相当)を焼入れ後、再加工するため焼きなましHRC40~50程度にしたものに、丸100mm深さ53mmのポケット加工を行いました。

ツールはMISUMIの高硬度用6枚エンドミル刃径12mm刃長30mmシャンク径10mm、これをユキワのG1チャックに60mm突き出して使用しました。

条件は丸12mmのドリルで下穴加工後、深さ切込み1.5mm、切削幅6mm、切削速度18m(500rpm)、送り一刃0.1mm(100mm/min)。切削油剤はBlaserのバスコ1000(水溶性)を12%で使用しました(一番多い加工材が非鉄なので水溶性を使っています)。

上記のような加工で、刃が最後まで持たず根元より折損しました。考えられる原因として、

1.切削速度、送りが遅すぎた。
2.水溶性の切削油剤ではなく、ドライ加工をするべきだった。

等があるかなと考え、次はドライ加工を試してみようかと考えていますが、皆さんはどう思われますでしょうか。社内に経験者がおらず、いろいろな所で情報を集め加工しているのですが、どうも自分がやっていることが正しいのか間違っているか自信が持てません。些細なことでもかまいませんので、ご教授願えれば助かります。よろしくお願い致します。

沢山の書き込み、ありがとうございました。短時間でこれだけ多くの反応をいただけると考えていませんでしたので、ちょっとびっくりしています。

その後ですが、現在段取りしていて途中のものを仕上げてしまわなくてはいけませんでしたので、まずは手持ちの工具を使い、ドライ加工と切込み条件の変更をしてみました。

使用した工具は、12mmスクエア2刃TiAlN(MISUMI)、エアブローを使い条件は切削幅0.5mm切込み5mm、2300rpm-200mmで加工してみました。結果2枚刃でしたのでこれ以上条件を上げるのは厳しそうですが、まずは目的とする仕上げ面を得ることが出来、最後まで加工完了しました。

ドライ加工、やってみるとなかなか面白そうなので、他のワークでも使ってみようかと考えています。切粉が流れないので、掃除がちょっと大変なのが難点ですが(^_^;)

エンドミル形状は、ラジアスのものを近いうちに購入し、またいろいろ試して見ようと思っています。そして、少しでも早く目的を達するためのベストな方法を見つけられるよう、学んで行きたいと思っています。

今回はお忙しいところアドバイス、ありがとうございました。
また質問することもあるかと思いますが、今後ともよろしくお願い致します。

回答 (5件中 1~5件目)

2006/01/21 22:46
回答No.5

こんにちは。
まず、超硬のラフィングで荒取りをしてから仕上げてはいかがでしょうか。
条件的には、ラフィングだともう少しあげられるかと思います。
それと、
misumiの工具をご使用のようですが、
私の経験からいうと、misumiのは、全体的に超硬の母材が柔らかいと思います。
よって、コーティングがいくら良くても、刃持ちは今一だと思います。
(安いですがね)
他社の工具も検討してみてはいかがでしょうか?
私がよく使っていたのは、ハニタです。
(misumiよりは高いですが、イスカルとかよりは安いです。)

お礼

2006/01/23 17:10

回答ありがとうございます。
やはりMISUMIの母材は柔らかい印象ですか。私もなんとなく感じていましたが、安いので主に大径(当方にしては)のスクエア、ラジアス刃のものを中心に今まで使ってきました。安くても製品が完成すればいいですが、そうでなければ最終的には安くないですね(^^ゞ
ただ今回の場合は、私の工具形状選定や条件等加工方法に問題があったと思っています。ハニタは知りませんでした。今後折を見ていろいろ試して行こうと思っています。

質問者

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質問する
2006/01/21 13:37
回答No.4

ちょっと気になる点がありますので書き込みをします。
「ツールはMISUMIの高硬度用6枚エンドミル刃径12mm刃長30mmシャンク径10mm・・」
「条件は丸12mmのドリルで下穴加工後、深さ切込み1.5mm、切削幅6mm、切削速度18m(500rpm)、送り一刃0.1mm(100mm/min)。」
とあります切削幅に関してですが、カタログを見ると側面加工をする条件は側面の深さが150%までで切削幅は刃径の5%までとあります。
そうするとφ12であるならば、深さ18mm以下で、切削幅は0.6mm以下になると思います。
カタログ値を見る限り、加工スピード等(回転数、送り)はそれほどおかしいようには思いません。単純に切削幅が広すぎるといった印象です。

ウチでするならばカタログにそって考えます。
まず、下穴(荒取りで大き目の穴)を何か別の工具で加工し、φ12で広げます。(仕上げ)
加工条件は切削幅1mm~2mmぐらいで、深さ10mm、回転数2000、送り200ぐらいでしょうか。
後は加工時の音などを聞いて、条件をどんどん変えていきます。

参考になれば幸いです。

お礼

2006/01/21 14:19

早速の回答、ありがとうございます。
なるほど確かにそうですね。今まで、最初に使った古いブラザーのNCの初期設定が切削幅工具径の50%だったので、そんなものと思いずっとこの様な形で加工してきました。当時のブラザーのNCでは径方向に何回も切り込んでいくパスを作るのは大変でしたが、今のシステムなら簡単に作れます。試しにパスを出してみましたが、加工時間も変わらないですね。ちょっと目から鱗です。どうもありがとうございました。

質問者
2006/01/21 13:11
回答No.3

とりあえず、焼き入れする前に荒取りしておく(0.2ミリくらい残して)のがベストですが、できないでしょうか。
高硬度用6枚エンドミルは、荒取りに向いてないと思います。4枚刃の角Rエンドミルがいいと思います。たとえば刃径12mmで2Rくらいです。ボールエンドミルでは刃持ちはしますが、効率が悪いでしょう。ポケットの大きさから見たら、20mm以上のスローアウェイ式エンドミルを使えば、やり方によっては下穴なしでもいけるかと思いますが。
ポケットが深くて切り粉がはけないと、エンドミルがすりこぎみたいになってしまい、刃が持ちません。エアーで切り粉を吹き飛ばしながら加工したほうがいいでしょう。水溶性なら特にそうです。

お礼

2006/01/21 13:46

早速の回答、ありがとうございます。
今回は、型構造の変更により使わなくなってしまった金型の再利用が目的でしたので、やむを得ず焼き入れ後の加工となってしまいました。まだ何型か直さなくてはいけないので、何とか安定して加工できるようにしなくてはいけません。

6枚刃は荒取りには向かないのですね。すくいが取れないからでしょうか。言われてみればなるほどと思います。形状はボールより確かにブルノーズの方が効率的ですね。ただ、ポケット側面は0度の立ち壁なので、なかなか有効刃長で見合うものがなくて少々難儀しそうです。スローアウェイは初期コストが高くなるので、なかなか上司にうんと言ってもらえなさそうです(^^ゞ

まずは荒取りに使える工具を探して、エアブローで加工を目指してみます。
ありがとうございました。

質問者
2006/01/21 12:32
回答No.2

私は高硬度用φ6ボールエンドミル(2刃)でHRC52の冷鍛型を日常的に加工しています
S4500 F500 エアブローです

>刃が最後まで持たず根元より折損しました

この時の刃先の状態はどうでしたか。
エッジの部分(90度の角)が欠けていませんか?
また、側面刃が摩耗ではなく、欠けていませんか?
もしこのような状態であるならば、冷却での熱衝撃による欠損です。
水冷は禁物、エアブローを推薦します。

このワークに対する切削条件ですが、S2000 F300~500程度でしょうか
(私の感です。保障はない)

いずれにせよエッジの欠けや摩耗は避けて通れません。
前工程としてボールエンドによる荒取りを検討されてはどうですか。

お礼

2006/01/21 13:32

早速の回答ありがとうございます。
折損時の刃の状況ですが、仰るとおり側面刃に欠けが見られました。やはり熱による影響が考えられるのですね。今までどうもイメージ的にクーラントを使わないことに恐怖感のようなものがあり、また身近でそうした加工をしている方もいませんでしたので、なかなか踏み切れなかったのですが、実際に加工している方の意見を聞けると参考になります。他工具での荒取りと合わせて、次回チャレンジしてみようと思っています。ありがとうございました。

質問者
2006/01/21 11:46
回答No.1

こんにちわ。
ミスミのエンドミルですか?TSコートって言うやつですか?
そうであれば、あれはもう少し高い硬度が入っているやつに使われた方がよいかと。
DC53なんですが、その程度のHRCであれば条件は良いかと思いますが、
切り込み量を減らし、送り・回転を上げ耳で聞きながら条件を出していけば良いかと。
ドライ加工は何故?
ユキワのG1チャックは解りませんが、コレットですよね?

それと、下穴はもう少し大きくした方が、下穴とエンドミルのサイズが同じであればアプローチの時にいきなり当たってはいないですか?

お礼

2006/01/21 13:19

早速の回答、ありがとうございます。
エンドミルのコーティングはTiAlNです。ドライを検討したのは、上の方も仰っているように、ここの過去ログ等で材料が硬くなるほど熱変化によりツールに負担がかかるので、ドライ加工の方が良いと言うことを耳にしたからです。G1チャックはコレットで、高振れ精度をうたっている物です。

下穴、エンドミルと同径ではやはり小さいですよね(^^ゞ ツーリングが12mmまでしか掴めないのでそうしてしまったのですが、もうちょっと余裕が持てるよう、加工条件と合わせて検討してみます。

質問者

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