PCBN工具の一般的な摩耗形態と改善策

Published: 2020-07-28 ソース: Funik

PCBN工具は、ねずみ鋳鉄、焼入れ鋼、軸受鋼、工具鋼、(ダクタイル鋳鉄)粉末冶金などの高硬度で機械加工が難しい材料の切削によく使用され、切削中の工具の摩耗は避けられません。PCBN工具の摩耗は通常、機械的摩耗、接着摩耗、拡散摩耗などのさまざまな摩耗メカニズムによって共同で作用された結果です。工具の摩耗が一定レベルに達すると、部品の加工品質が保証できなくなったり、工具が破損して工具の故障に至ります。PCBN工具の使用寿命を向上するために、実際に使用するPCBN工具の一般的な摩耗パターンの原因に対して分析を行い、改善するために以下の具体的な措置を取ることができます:

(1)すくい面の摩耗

PCBN工具のすくい面の摩耗の主な形態はクレータの摩耗であり、摩耗は切削の開始時に発生し始めます。クレータの摩耗は、主に機械的な摩耗と拡散摩耗によって引き起こされます。機械的摩耗と接着摩耗の両方により、PCBN工具の接着剤が弱まり、CBN粒子が剥がれ、工具のクレータ摩耗を引き起こし、切削が進むにつれてクレータの深さが増加します。

改善措置:①クレータの摩耗に強い素材に変更する。②すくい角を大きくする。③切削速度を下げる。④送り量と切込み量を減らす④刃先の切削点が中心高所にあるかどうかを確認する⑤被削材が鋳鉄の場合、フェライト量が制御範囲内にあるか確認する。

(2)逃げ面の摩耗

すくい面とは異なり、PCBN工具の逃げ面は、切削の初期段階ではほとんど摩耗せず切削開始後しばらくの間に摩耗し始めました。 切削が進むにつれて、逃げ面の摩耗量は徐々に増加し、逃げ面の摩耗の主な形態は溝摩耗です。

改善措置:①切削速度を下げる;②送り速度を上げる;③耐摩耗性の良い材質に交換する。

(3)刃先のマイクロチッピング

マイクロチッピングの発生は、工具材料の強度や靭性に関係があり、たとえば、工具材料の靭性が不十分であると、刃先にマイクロチッピングが発生し、また、切削中における化学反応やと工作物の材料の一部が刃先に付着する状況とと密接に関連しており、例えば、切削接着により刃先が脱落するなどです。

改善措置:①刃口を逆にしたり、研磨した後のチップを使用する;②切削速度を落とすか、断続的な切削を極力避ける;③プロセスシステムの剛性を向上させる;④間欠切削が避けられない場合(加工面に穴や溝などがある)、対応する切り込み入口部をチャムファ処理を行う;⑤切削線速度を変更して、切削条件を最適化し、振動を回避する。

(4)刃口の重度のチッピング

工具の材料、切削量または切削条件を適切に選定しないと、工具に激しい機械的衝撃や熱衝撃を受け、工具には深刻なチッピングや破損が発生する恐れがあります。

改善措置:①切削速度や取代を下げて切削負荷を減らす;②切削速度を下げる;③刃先の角の半径を適切に増やす(丸い刃でも使用できる);④反転または研磨された刃口を持つチップを採用する;⑤チップの取り付けが正しく信頼性があるかどうか、および取り付け面に損傷がないかどうか(特にCBNチップ全体)を確認する;⑥チップの切削刃口の中心高さが正しいか確認する。

PCBN工具の使用の成功可否は、PCBN工具自体(材料組成、形状)だけでなく、加工システム全体のあらゆる側面にも依存しており、工作機械の優劣、ワークピースクランプの信頼性、ツールバーシステムの剛性、チップ選択の合理性、切削パラメータの選択などが、PCBN工具の切削加工効果に影響します。PCBN工具を適切かつ合理的に使用することでのみ、加工効率が向上し、生産コストが削減され、最大の技術的および経済的利益を得ることができます。

 

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