ちょっと、そこ！自動車用のCNC製粉部品のサプライヤーとして、私はその過程で機械加工ストレスを減らすことの重要性を直接見ました。このブログでは、業界での私の経験に基づいて、それを達成する方法に関するいくつかのヒントとコツを共有します。
CNCフライスの機械加工ストレスの理解
ソリューションに飛び込む前に、まず、機械加工ストレスが何であるか、なぜそれが問題なのかを理解しましょう。加工されたストレスとは、CNCミリングプロセス中にワークに蓄積する内部応力です。このストレスは、ワーピング、歪み、さらには完成した部分の割れ目など、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。
切削工具、切断パラメーター、ワークピース材料、クランプ方法など、機械加工ストレスに寄与する可能性のあるいくつかの要因があります。これらの要因を理解することにより、ストレスを最小限に抑え、完成した部分の品質を確保するための措置を講じることができます。
適切な切削工具を選択します
機械加工ストレスを減らす上で最も重要な要因の1つは、適切な切削工具を選択することです。切削工具は、切断プロセス中にワークピースに適用される力の量を最小限に抑えるように設計する必要があります。これは、鋭い最先端、適切なレーキ角、適切な切断幾何学を備えたツールを使用することで実現できます。
たとえば、ボールノーズエンドミルは、滑らかな表面仕上げを生成し、ワークピースのストレス量を最小限に抑えることができるため、CNCミリングオートモーティブ部品に人気のある選択肢です。さらに、炭化物などの耐久性のある材料から作られた高品質の切削工具を使用すると、ツールの摩耗を減らし、機械加工プロセスの全体的な効率を改善するのに役立ちます。
切断パラメーターの最適化
機械加工ストレスを減らす際のもう1つの重要な要素は、切断パラメーターを最適化することです。切断パラメーターには、切断速度、飼料速度、および切断深さが含まれます。これらのパラメーターを調整することにより、ワークに適用される力の量を最小限に抑え、ストレス誘発性の損傷のリスクを減らすことができます。
たとえば、切削速度を低下させ、飼料速度を上げると、切断プロセス中に発生する熱量を減らすのに役立ち、熱応力のリスクを減らすことができます。さらに、カットの深さが小さく使用すると、ワークに適用される力の量を最小限に抑え、ひび割れや歪みのリスクを軽減するのに役立ちます。
適切なワークピース素材の選択
ワークピース材料の選択は、加工ストレスにも大きな影響を与える可能性があります。一部の材料は、他の材料よりもストレス誘発性の損傷を受けやすいため、特定の用途に適した材料を選択することが重要です。
たとえば、アルミニウムは、軽量で強力で、機械が簡単であるため、自動車部品に人気のある選択肢です。ただし、アルミニウムは他の材料よりも熱応力が発生しやすいため、加工プロセス中に発生した熱を最小限に抑えるための措置を講じることが重要です。
一方、鋼はアルミニウムよりも強くて耐久性のある材料ですが、機械加工することもより困難です。鋼を機械加工する場合、ワークに適用される力の量を最小限に抑えるために、高い切断速度と適切な切断ジオメトリを備えた切削工具を使用することが重要です。
適切なクランプ方法を使用します
CNCミリングプロセスで使用されるクランプ方法は、加工ストレスにも大きな影響を与える可能性があります。クランプ方法は、あまりにも多くの力をかけずにワークピースを安全に所定の位置に保持するように設計する必要があります。
たとえば、ワークピースに均等に圧力をかけるviseまたはフィクスチャを使用すると、ワークピースのストレス量を最小限に抑えることができます。さらに、ワークピースとクランプデバイスの間に柔らかい顎またはクッション材料を使用すると、ワークピースの損傷のリスクを減らすことができます。
熱処理を適用します
場合によっては、CNCミリングプロセスの後にワークピースに熱処理を適用することで、加工ストレスを減らすのに役立ちます。熱処理には、ワークを特定の温度に加熱し、ゆっくりと冷却して内部応力を緩和します。
たとえば、アニーリングは、ワークピースを融点より低い温度に加熱し、炉でゆっくりと冷却する一般的な熱処理プロセスです。このプロセスは、ワークピースの硬度と脆弱性を低下させ、その機械性を向上させるのに役立ちます。
ストレス緩和技術の使用
熱処理に加えて、機械加工ストレスを減らすために使用できる他のストレス緩和技術がいくつかあります。これらの技術には、振動ストレス緩和、超音波ストレス緩和、ショットピーニングが含まれます。
振動応力緩和には、内部応力を緩和するために、ワークピースに制御された振動を適用することが含まれます。超音波ストレス緩和には、高周波の超音波波を使用して、ワークピースにストレス緩和を誘発することが含まれます。ショットピーニングには、圧縮ストレスを誘発し、ひび割れや歪みのリスクを減らすために、小さな金属ボールでワークの表面を砲撃することが含まれます。
結論
CNCミリング自動車部品の機械加工ストレスを減らすことは、完成した部品の品質と信頼性を確保するために不可欠です。適切な切削工具を選択し、切断パラメーターを最適化し、適切なワークピース材料を選択し、適切なクランプ方法を使用し、熱処理を適用し、ストレス緩和技術を使用して、ワークピースのストレス量を最小限に抑え、ストレス誘発損傷のリスクを減らすことができます。
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参照
- スミス、J。（2018）。 CNC加工ハンドブック。ニューヨーク：McGraw-Hill。
- ジョーンズ、A。（2019）。自動車製造技術。ロンドン：エルゼビア。
- ブラウン、R。（2020）。エンジニアリングにおけるストレス分析。ボストン：ピアソン。