アルミニウムCNC機械加工プロセス

現在利用可能なさまざまな CNC 機械加工プロセスでアルミニウムを機械加工できます。これらのプロセスの一部は次のとおりです。

CNC旋削加工
CNC 旋削加工では、ワークピースが回転しますが、一点切削工具はその軸に沿って静止したままになります。機械に応じて、材料の除去を行うために、ワークピースまたは切削工具のいずれかが他方に対して送り動作を実行します。

CNCフライス加工
CNC フライス加工操作は、アルミニウム部品の加工に最も一般的に使用されます。これらの操作には、ワークピースが自身の軸に沿って静止している間に、その軸に沿って多点切削を回転させることが含まれます。切削動作とそれに続く材料の除去は、ワークピース、切削工具、またはその両方の組み合わせの送り動作によって実現されます。この動作は複数の軸に沿って実行できます。

アルミニウムCNC機械加工プロセス
現在利用可能なさまざまな CNC 機械加工プロセスでアルミニウムを機械加工できます。これらのプロセスの一部は次のとおりです。

CNC旋削加工
CNC 旋削加工では、ワークピースが回転しますが、一点切削工具はその軸に沿って静止したままになります。機械に応じて、材料の除去を行うために、ワークピースまたは切削工具のいずれかが他方に対して送り動作を実行します。

CNC旋削加工
CNC旋削加工
CNCフライス加工
CNC フライス加工操作は、アルミニウム部品の加工に最も一般的に使用されます。これらの操作には、ワークピースが自身の軸に沿って静止している間に、その軸に沿って多点切削を回転させることが含まれます。切削動作とそれに続く材料の除去は、ワークピース、切削工具、またはその両方の組み合わせの送り動作によって実現されます。この動作は複数の軸に沿って実行できます。

CNCフライス加工
CNCフライス加工
ポケット加工
ポケット加工とも呼ばれるポケット加工は、部品内に中空のポケットを機械加工する CNC フライス加工の一種です。

対面
機械加工における端面加工では、正面旋削または正面フライス加工によってワークの表面に平坦な断面領域を作成します。

顔を向ける
CNC穴あけ加工
CNC ドリリングは、ワークピースに穴を開けるプロセスです。この操作では、特定のサイズの多点回転切削工具が穴あけ対象の表面に垂直な直線上を移動し、それによって効果的に穴を作成します。

アルミニウムを加工するための工具
アルミニウム CNC 加工用ツールの選択に影響を与える要因はいくつかあります。

ツール設計
アルミニウムの加工効率に寄与する工具形状にはさまざまな側面があります。そのうちの 1 つはフルートの数です。高速での切りくず排出の困難を防ぐために、アルミニウム CNC 加工用の切削工具には 2 ～ 3 枚の刃が必要です。刃数が多いほど、切りくずの谷は小さくなります。これにより、アルミニウム合金から発生する大きな切りくずが詰まります。切削抵抗が低く、切りくずクリアランスがプロセスにとって重要な場合は、2 枚刃を使用する必要があります。切りくずクリアランスと工具強度の完璧なバランスを実現するには、3 枚の刃を使用します。

ツールフルート (harveyperformance.com)
ねじれ角
ねじれ角は、工具の中心線と刃先に沿った直線の接線との間の角度です。切削工具の重要な特徴です。ねじれ角が大きいほど、部品から切りくずをより早く除去できますが、切削中の摩擦と熱が増加します。これにより、高速アルミニウム CNC 加工中に切りくずが工具表面に溶着する可能性があります。一方、ねじれ角が小さいと、発生する熱は少なくなりますが、切りくずを効果的に除去できない可能性があります。アルミニウムの加工では、ねじれ角 35° または 40° が荒加工用途に適しており、ねじれ角 45° が仕上げ加工に最適です。

ねじれ角 (Wikipedia.com)
逃げ角
逃げ角は、工具が適切に機能するためのもう 1 つの重要な要素です。角度が大きすぎるとワークに食い込み、ビビリの原因となります。逆に角度が小さすぎると工具とワークとの間に摩擦が生じます。アルミニウムの CNC 加工には、6° ～ 10° の逃げ角が最適です。

工具材質
超硬は、アルミニウム CNC 機械加工で使用される切削工具に推奨される材料です。アルミニウムは柔らかい切削性を持っているため、アルミニウム用の切削工具で重要なのは硬度ではなく、鋭い切れ味を維持する能力です。この能力は超硬工具に存在し、超硬粒子サイズと結合剤比という 2 つの要素に依存します。粒子サイズが大きくなると材料が硬くなりますが、粒子サイズが小さくなると、実際に必要な特性であるより丈夫で耐衝撃性の高い材料が保証されます。より小さな粒子では、微細な粒子構造と材料の強度を実現するためにコバルトが必要です。

ただし、コバルトは高温でアルミニウムと反応し、工具表面にアルミニウムの堆積刃が形成されます。重要なのは、必要な強度を維持しながらこの反応を最小限に抑えるために、適切な量のコバルト (2 ～ 20%) を含む超硬工具を使用することです。超硬工具は通常、スチール工具よりもアルミニウム CNC 加工に伴う高速度に耐えることができます。

工具の材質に加えて、工具のコーティングも工具の切削効率を左右する重要な要素です。ZrN (窒化ジルコニウム)、TiB2 (二ホウ化チタン)、およびダイヤモンド状コーティングは、アルミニウム CNC 加工で使用される工具に適したコーティングです。

送りと速度
切削速度とは、切削工具が回転する速度のことです。アルミニウムは非常に高い切削速度に耐えることができるため、アルミニウム合金の切削速度は使用する機械の限界に依存します。速度は、アルミニウム CNC 加工で実用的な速度である必要があります。これにより、構成エッジの形成の可能性が減り、時間が節約され、部品の温度上昇が最小限に抑えられ、切りくずの破損が改善され、仕上げが向上します。使用される正確な速度は、アルミニウム合金と工具の直径によって異なります。

送り速度は、ワークまたはツールがツールの 1 回転ごとに移動する距離です。使用する送りは、希望する仕上げ、ワークの強度、剛性によって異なります。荒切削には 0.15 ～ 2.03 mm/rev の送りが必要ですが、仕上げ切削には 0.05 ～ 0.15 mm/rev の送りが必要です。

切削油
アルミニウムの機械加工性にもかかわらず、ビルドアップエッジの形成を促進するため、アルミニウムをドライカットしないでください。アルミニウム CNC 加工に適した切削液は、可溶性油エマルジョンと鉱物油です。塩素や活性硫黄を含む切削液はアルミニウムを汚すので避けてください。