1.ツールには基本的な機能が必要です
切削工具の選択は、工具寿命、加工能力、加工品質、加工コストに大きな影響を与えます。 工具の切削中、工具は高圧、高温、摩擦、衝撃、振動の影響を受けます。 したがって、ツールには次の基本機能が必要です。
(1) 硬度と耐摩耗性。 工具の硬度は被削材の硬度よりも高くなければならず、一般的には 60HRC 以上が必要です。 工具が硬いほど、耐摩耗性が向上します。
(2) 強度と耐久性。 工具は、切削力、衝撃、振動に耐え、工具の脆性破壊やチッピングを防ぐために、高い強度と靭性を備えている必要があります。
(3) 耐熱性。 工具の耐熱性が向上し、高い切削温度に耐えることができ、耐酸化性に優れています。
(4) プロセス機能と経済性。 切削工具には、優れた鋳造機能、熱処理機能、溶接機能が必要です。 研削加工機能など、機能価格比の高さを追求する必要があります。
2. 道具の種類、機能、特徴、使い方
1.セラミックツール
セラミック工具は、硬度が高く、耐摩耗性に優れ、耐熱性と化学的安定性に優れ、金属との結合が容易ではないという特徴があります。 セラミック工具は、CNC 加工において非常に重要な位置を占めています。 セラミック工具は、高速切削や難削材向けの最も重要な工具の 1 つになりました。 セラミック切削工具は、高速切削、乾式切削、硬質切削、難削材の切削に広く使用されています。 セラミック包丁は、従来の包丁では全く加工できなかった高硬度材を効率よく加工することができ、「研削を車で代替」を実現。 セラミック ナイフの最適切断速度は、超硬ナイフの 2 ～ 10 倍になるため、切断加工の生産効率が大幅に向上します。 したがって、セラミックナイフの普及と応用は、生産性の向上、加工コストの削減、戦略的貴金属の節約に大きな意義があり、切削技術の進歩を大きく促進することにもなります。
⑴ セラミック工具の種類
セラミックツールの種類は、一般に、アルミナベースのセラミック、窒化ケイ素ベースのセラミック、および複合窒化ケイ素-アルミナベースのセラミックの3つのカテゴリに分類できます。 その中で、アルミナベースおよび窒化ケイ素ベースのセラミックツールが最も広く使用されています。 窒化ケイ素系セラミックスの機能は、アルミナ系セラミックスよりも優れています。
⑵ セラミック工具の機能と特徴
① 硬度が高く、耐摩耗性に優れる: セラミック工具の硬度は PCD や PCBN ほど高くはありませんが、超硬工具や高速度鋼工具よりもはるかに高く、93-95HRA に達します。 セラミック工具は、従来の工具では加工が困難な高硬度材の加工が可能で、高速切削や硬切削に適しています。
②耐高温性と優れた耐熱性：セラミック工具は1200度以上の高温でも切断できます。 セラミック ナイフは高温での機械的特性に優れており、A12O3 セラミック ナイフは特に優れた抗酸化特性を備えています。 刃先が赤熱した状態でも継続して使用できます。 したがって、セラミック工具は乾式切削を行うことができ、切削液を省略することができます。
③優れた化学的安定性：セラミックナイフは金属と結合しにくく、耐食性と化学的に安定しているため、ツールの結合摩耗を減らすことができます。
④低摩擦係数：セラミック切削工具と金属との親和性が小さく、摩擦係数が低いため、切削力と切削温度を下げることができます。
⑶ セラミック工具を使用
セラミックスは、主に高速仕上げおよび中仕上げに使用される工具材料の 1 つです。 セラミック切削工具は、あらゆる種類の鋳鉄 (ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、可鍛鋳鉄、チルド鋳鉄、高合金耐摩耗鋳鉄) および鋼 (炭素構造用鋼、合金構造用鋼、高強度鋼) の切断に適しています。 、高マンガン鋼、焼入れ鋼など）、銅合金、グラファイト、エンジニアリングプラスチック、複合材料の切断にも使用できます。
セラミック切削工具は、曲げ強度が低く、耐衝撃性に劣るという問題があり、低速・衝撃荷重での切削には不向きです。
2. ダイヤモンドツール
ダイヤモンドは炭素の同素体であり、自然界で最も硬い物質です。 ダイヤモンド工具は、硬度が高く、耐摩耗性が高く、熱伝導率が高く、非鉄金属や非金属加工に広く使用されています。 特にアルミニウムやシリコン・アルミニウム合金の高速切削では、ダイヤモンド工具が主流であり、交換が困難な切削工具です。 ハイパワー、高安定性、長寿命加工を実現できるダイヤモンド工具は、現代のCNC加工において欠かすことのできない重要な工具です。
⑴ ダイヤモンド工具の種類
①天然ダイヤモンド工具：天然ダイヤモンドは何百年もの間、切削工具として使用されてきました。 天然単結晶ダイヤモンド工具を細かく研磨しており、刃先が非常に鋭く研げます。 刃先半径は 0.002μm に達することができ、極薄切削を完了できます。非常に高いワーク精度と非常に低い表面粗さを処理するための認識された、理想的でかけがえのない超微細加工ツールです。
②PCDダイヤモンド工具：天然ダイヤモンドは高価であり、切削には多結晶ダイヤモンド（PCD）が広く使用されています。 成功の後、多くの場合、天然ダイヤモンド ツールは人工多結晶ダイヤモンドに置き換えられました。 PCDは原料が豊富で、その価格は天然ダイヤモンドの数十分の一から数十分の一です。 PCD 工具は非常に鋭利に研磨できません 刃先、処理されたワークピースの表面品質は天然ダイヤモンドほど良くなく、業界でチップ ブレーカーを使用して PCD ブレードを製造するのは不便です。 したがって、PCDは非鉄金属および非金属の微細切削にのみ使用でき、超微細ミラー切削を実現することは困難です。
③ CVD ダイヤモンド工具：1970 年代後半から 1980 年代前半にかけて、CVD ダイヤモンド技術が日本に登場した。 CVD ダイヤモンドとは、異種基板 (超硬合金、セラミックなど) 上にダイヤモンド膜を形成するための化学蒸着 (CVD) の使用を指します。 CVDダイヤモンドは、天然ダイヤモンドと全く同じ構造と特性を持っています。 CVDダイヤモンドの性能は、天然ダイヤモンドに非常に近いものです。 天然の単結晶ダイヤモンドと多結晶ダイヤモンド (PCD) の利点があり、それらの欠点をある程度克服しています。
⑵ ダイヤモンド工具の特長
①非常に高い硬度と耐摩耗性：天然ダイヤモンドは自然界で最も硬い物質です。 ダイヤモンドは耐摩耗性が非常に高いです。 高硬度材を加工する場合、ダイヤモンド工具の寿命は超硬工具の10～100倍、数百倍にもなります。
②非常に低い摩擦係数：ダイヤモンドと一部の非鉄金属との間の摩擦係数は他の工具よりも低く、摩擦係数が低く、加工中の変形が小さく、切削抵抗を減らすことができます。
③刃先は非常に鋭い：ダイヤモンド工具の刃先は鋭くすることができ、天然単結晶ダイヤモンド工具は0.002-0.008μmまで高くすることができ、超薄切りと超微細加工。
④高い熱伝導率：ダイヤモンドは熱伝導率と熱拡散率が高く、切削熱が放散されやすく、工具の切削部分の温度が低いです。
⑤ 低熱膨張係数：ダイヤモンドの熱膨張係数は超硬合金の数分の1であり、切削熱による工具サイズの変化が非常に小さいため、高い加工精度が要求される微細加工や超微細加工では特に重要です。寸法精度。
⑶ ダイヤモンド工具の使用
ダイヤモンド工具は主に、非鉄金属や非金属の高速での精密切削や中ぐり加工に使用されます。 FRP粉末冶金ブランク、セラミックなど、さまざまな耐摩耗性非金属の処理に適しています。 さまざまなシリコン-アルミニウム合金など、さまざまな耐摩耗性非鉄金属; 各種非鉄金属の仕上げ加工。
ダイヤモンド工具の欠点は、熱安定性が低いことです。 切削温度が 700 ℃ ～ 800 ℃ を超えると、硬度が完全に失われます。 また、ダイヤモンド（炭素）は高温で鉄と接触しやすいため、鉄系金属の切断には適していません。 原子効果は炭素原子をグラファイト構造に変換し、ナイフは簡単に損傷します。