CNC加工のための正しい切削工具の選択：完全ガイド

CNCマシンがどのようにしてあのような精度と完璧な部品を作り出すのか、考えたことがあるだろうか？そのコツは通常、適切な切削工具の選択にあります。航空宇宙や消費者製品のプロトタイピングでは、フライス加工製品の成功を左右するのは工具の決定です。

CNC加工は、高度なソフトウェアとツールパス技術の相互作用に基づいていますが、最適な機械に適切な切削工具を取り付けることによってのみ、望ましい結果が得られます。このガイドでは CNC加工に適した切削工具の選択 超硬やハイスなどの工具材料、送り速度の最適化、工具形状、コーティング工具と非コーティング工具の比較。

そのため、性能、耐久性、費用対効果の高い切削工具を選択するための科学と技術を身につけよう。

CNC加工用先進切削工具

すべてのカットとカット・アンド・ポリッシュ仕上げの成功の裏には、目的に応じて設計された切削工具がある。工具は、原材料から機能的なユニットを作り上げるプロセスの重要な一部であり、このことは、次の両方のケースに当てはまります。 航空宇宙産業その 自動車産業そしてエレクトロニクス産業である。

正確な切削加工を行う場合、材料、形状、コーティングを基準に工具を選択し、メーカーの性能を高め、摩耗を減らしてください。間違った工具を使用すると、表面仕上げが悪くなったり、サイクルタイムが長くなったり、あるいは工具が破損したりします。

そのため 最高のCNC加工 切削工具は切れ味のいいものを選ぶのではなく、それぞれの部品が目的の作品にどのような影響を与えるかを知ることが重要なのだ。

CNC切削工具の進化：手動から最新の精密加工へ

その昔、機械工は炭素鋼製の工具を使って仕事をしていた。材料がさらに発展し、精密さが求められるようになると、高速度鋼（HSS）が登場した。その後まもなく、超硬切削工具が熱に強く長持ちするようになり、CNC機械加工を一変させた。

今日、機械はスチール、アルミニウム、複合材といった素材や、荒加工、仕上げ加工、プロファイル加工といった工程に特化している。新世代のマシニストは、コーティングされた切削工具とコーティングされていない切削工具を使い分けるなど、生産性と精度を自在に操ることができる。

なぜ今日、切削工具の選択が重要なのか

正しい知識 CNC工具の選択 は、品質の一貫性を望み、最適なアウトプットを実現したいメーカーが持つべき課題である。

適切なツールを選択することの主な利点：

• 生産性の向上:強化された切削工具を使用してサイクルタイムを短縮します。
• 長い工具寿命： 工具寿命の向上は、超硬合金などの耐久性のある材料による耐摩耗性によってもたらされます。
• フィニッシュ： 工具の適切な形状は、表面の滑らかさを提供する。
• ダウンタイムが少ない： 工具の交換が少なく、生産時間を短縮できる。

CNC加工が発展するにつれ、性能、コスト、ライフサイクルの両方に対応する工具を選択することが重要になる。

CNC工具の選択要因

ツールは、アプリケーションに関連する多くの要素に依存する。以下は考慮すべき点である：

A.ワークの材質

各素材は、固有の性質（例えば、 アルミニウムステンレススチール、 チタン柔らかくてグミのようなものもあれば、硬くて研磨剤のようなものもある。

• 大きなフルートと研磨された工具は、溶接欠けを防ぐためにアルミニウムに有益である。
• 鋼鉄には、温度に対してより強く、より負担の少ない道具が必要だ。

B.機械加工

旋盤加工、フライス加工、ドリル加工、中ぐり加工を行う場合、切削工具は加工ニーズに適合したものでなければなりません。荒加工では、高い材料除去率を持つより強力な工具が必要になり、仕上げ加工では、テーパーエッジとシャープな形状が必要になります。

C.マシンの能力

超硬工具は高速スピンドルに有利であり、低回転機はハイスをより活用できる。さらに、ツールホルダーと送り速度軸受けを点検する。

D.表面仕上げの要件

特殊なケースとしては、より厳しい公差とより優れた工具形状が要求される高仕上げ面加工があり、一般的には金型製造や航空宇宙部品に使用される。

工具材料：超硬とハイスの比較

のどちらかを選ぶ。 超硬とハイスの比較 は、最も重要なCNC工具の決定の一つである。

超硬は、長時間の加工や難度の高い被削材、より厳しい公差が要求される場合に使用できる。しかし、HSS工具は、断続切削においてより強靭であり、要求度の低い加工では経済的である。

ほとんどのCNCユーザーの場合、アルミニウム、ステンレス鋼、複合材に関しては、より多くの熱に耐え、より長く刃先を保つことができる超硬工具が標準的な工具である。

切削速度と送り速度の最適化

工具の性能は、次のことに密接に関係している。 切断速度 そして 送り速度.これらのパラメータが決定する：

• 発熱
• 工具摩耗率
• 表面仕上げ
• 材料除去率

推奨されるガイドライン

• 高速切断 (カーバイドの場合）冷却戦略（エアブラスト、フラッドクーラント）が必要。
• 低速フィード 工具の摩耗は減少するが、サイクルタイムが長くなる可能性がある。
• 歯当たりバランス送り(fz) とチップ負荷が効率を最適化する。

工具固有の推奨事項については、常にメーカー提供のチャートを参照し、テストカットを実施してパラメーターを微調整すること。

CNC工具形状と切粉除去

工具の形状は、いかに効率的に材料を切削し、切りくずを排出するかに影響する。

幾何学的な特徴

• フルート伯爵： フルートが少ないほど切り屑の排出性が良くなり（アルミニウムの場合）、フルートが多いほど仕上がりが滑らかになる（スチールの場合）。
• ヘリックスの角度 角度が高いほど、切りくずがスムーズに排出される。
• レーキ角度:切断圧力と剪断力に影響する。
• リリーフアングル： 切れ刃の背後の耐熱性と耐摩耗性に影響する。

適切なチップ除去が保証される：

• 長い工具寿命
• より良い表面仕上げ
• 目詰まりがない

特にアルミニウムのような柔らかい材料を加工する場合、切り屑の排出は非常に重要で、研磨されたフルートと大きな切り屑ポケットを持つ工具が目詰まりを防ぎます。

コーティングと非コーティングの切削工具

工具コーティングは、特に高速回転や硬い材料での性能に大きな影響を与えます。

最も一般的なコーティングの種類は以下の通り：

• TiN（窒化チタン）：多目的で、硬度を高め、摩擦を減少させる。
• 窒化チタンアルミ（TiAlN）：高速加工、優れた熱安定性。
• DLC（ダイヤモンドライクカーボン）：との相性は抜群。 アルミニウム と複合材料。

いつ コーティングと非コーティングの切削工具の選択スピード、材料、工具のコストを考える。そのために 大量CNC加工コーティングは賢明な投資である。

効率的なCNCオペレーションのための論理的なツーリング戦略

CNCオペレーター、設計者、製造者は、材料、機械、部品の形状に合わせて工具を選択する必要があります。これらを無視すると、仕上げ不良、工具の破損、または高価な再加工につながります。

プロのアドバイス

• アルミニウムとステンレス鋼には超硬合金が使用されている。
• 非コーティングのハイスは、軟質材料に使用するのに適している。
• マッチツールの形状は、部品の複雑さに関係している。
• コーティングされた工具は、硬い金属や研磨性のある金属を加工する際に使用するのに理想的である。

高品質の工具に投資することは、交換回数を減らし、生産量を向上させ、長期的な節約につながる。

概要最も重要な要素

結論

従って、このようなことは明らかである。 CNC加工に適した切削工具の選択成功とは、適切な材料（超硬合金またはハイス）を見つける能力、送りと速度の最適化、工具形状の最適化、コーティングの利点と定義される。このような判断は、加工全般の品質、効率、コストに直接影響する。

航空宇宙用途や家電製品のプロトタイプなど、高い精度が要求される仕事では、切削工具の選択ですべてが変わる。心に留めておいてほしいのは、切削工具にゴミを入れてはいけないということだ。 CNCマシン、 つまり、CNCマシンが高品質な製品でしか作動しないように懸命に努力すべきなのだ。

CNC工具に関するFAQ

アルミニウムのCNC加工に最適な切削工具は？

2～3枚刃の超硬エンドミルで、研磨または DLCコーティング作業 切り屑の排出性と耐熱性に優れている。

ハイス工具はステンレス鋼に使用できますか？

お勧めできない。ハイスは摩耗が早い。ステンレス素材には、TiAlNコーティングされた超硬工具を使用する。

工具のコーティングの重要性は？

コーティングは工具寿命を飛躍的に向上させ、摩擦を低減し、特に硬い材料の高速加工を可能にする。

フルートのカウントの違いは？

フルートが少ないほど切り屑の排出性が良く（アルミニウムに最適）、フルートが多いほど滑らかな仕上げ面が得られます（鋼材に最適）。

コーティングされた金型は、余分なコストをかける価値があるのか？

その通りです！特に大量生産や難削材に適しています。コーティングされた工具は2～3倍長持ちします。