アーバーミリングとは、多刃カッターを用いて材料を削り取る切削加工です。アーバーミルは、様々な材料から材料を迅速に削り取る能力を特徴とするフライス盤の一種です。このミリング加工は、高速であるだけでなく、汎用性も備えています。
プロセス特性
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- ドリル加工（軸に垂直）とは異なり、工具の回転軸に平行に表面を切削します。
- マルチポイントカッターは不連続なチップを生成します
- ワークピース上に平面、形状、または輪郭のある表面を生成できます
- アーバー（マンドレル）に支持されたカッター
- 高い金属除去率
- 作業中に削り取った材料を掃き出す
プロセス概略図
この加工法では、材料をフライス工具に押し当てるか、ワークピースを固定した状態でアーバーフライスカッターを移動させることで、ユーザーの仕様に沿った表面を段階的に加工します。ワークピースの方向性を伴うフライス加工には、コンベンショナルフライス加工とクライムフライス加工の2種類があります。ワークピースが工具の回転方向と反対方向に移動する場合は、コンベンショナルフライス加工と呼ばれます。ワークピースが工具の回転方向と同方向に移動する場合は、クライムフライス加工と呼ばれます。[1] [1]
セットアップと装備
アーバーフライス加工は、一般的に水平フライス盤で行われます。工具は、スピンドルとアーバーサポートの間に吊り下げられたアーバー/マンドレル（車軸のようなもの）に取り付けられます。このタイプの機械では、工具をワークピースに対して様々な位置に配置できます。[要出典]
ワークピース材料
アーバーミリング加工に用いるワークピースは、平板状のものでも成形品でも構いません。どちらでも良好な加工結果が得られます。ミリング加工する材料の硬度はロックウェルC25（ロックウェル硬度）以下である必要がありますが、これよりも硬いワークピースでも問題なくミリング加工できます。切削性が良好または極めて優れた材料としては、アルミニウム、真鍮、軟鋼、鋳鉄、熱硬化性プラスチックなどが挙げられます。ステンレス鋼は初期には延性がありますが、加工硬化しやすいため、このミリング加工との適合性はそれほど高くありません（ただし、加工可能な範囲内です）。[要出典]
工具材料
かつては高速度工具鋼が使用されていましたが、超硬工具、セラミック工具、またはダイヤモンド工具に急速に置き換えられつつあります。超硬工具は長寿命で交換が容易なため、生産性の向上に適しています。セラミック工具は脆いものの、高温に耐えることができます。そのため、高速加工が可能になります。ダイヤモンド工具は優れた表面仕上げを実現しますが、非鉄金属にしか使用できません。[要出典]
許容差と表面仕上げ
ほとんどの用途では、公差は±0.005インチ（約0.013mm）以内に抑えられます。精密用途では、公差は±0.001インチ（約0.013mm）以内に抑えられます。表面仕上げは32～500マイクロインチ（約32～500μm）の範囲で可能ですが、通常は63～200マイクロインチ（約63～200μm）です。仕上げ切削では32～63マイクロインチ（約32～63μm）程度の面粗度が得られ、荒切削では200マイクロインチ（約200μm）程度の面粗度が得られます。[要出典]
ツールのスタイルと可能性
アーバーフライス加工で使用される最も一般的な工具スタイルは、ダブルアングル、フォームリリーフ、プレーン、スタッガード歯など、多岐にわたります。ダブルアングルフライスカッターは、材料に直線状のV字型の切削を幅広く施すことができます。フォームリリーフフライスカッターは、ダブルアングルカッターとは異なり、曲面を持つU字型の切削を材料に施すことができます。プレーンフライスカッターはプレーナーに似た表面を加工できますが、材料全体にさまざまな輪郭を描くことができます。スタッガード歯フライスカッターは、材料にさまざまな深さと幅の長方形の溝を加工できます。これらのカッターを積み重ねることで、複合プロファイルを加工できます。アーバーフライス加工による典型的な切削幅は0.25インチから6インチ、典型的な深さは0.02インチから0.05インチです。[要出典]
被削材特性への影響
構成刃先や鈍い工具は、ワークピースの機械的特性に影響を与える可能性があります。アーバーミリングは、熱処理された合金鋼の表面に、厚さ約0.001インチの焼戻しされていないマルテンサイト層を形成することがあります。他の材料は、アーバーミリングによる影響はほとんどありません。[要出典]
プロセス条件
ドライ切削条件下、高速度工具鋼を用いた場合の切削速度と送り速度の推奨範囲を、切込み深さ0.015インチで示します。一般的に、切削速度は硬い材料では低く、柔らかい材料では高くなります。切削液を使用し、鋼製工具の代わりに超硬工具を使用すると、切削速度と送り速度の両方を大幅に向上させることができます。 一般的な速度と送り
| ワークピース材質 | 硬度（ブリネル硬度） | 切断速度（sfpm） | 送り速度（ipt） |
|---|---|---|---|
| アルミニウム | 70から125 | 300から500 | 0.006から0.010 |
| 真鍮 | 60から100 | 110から275 | 0.007から0.009 |
| 鋳鉄 | 250から320 | 30～55歳 | 0.005から0.006 |
| 軟鋼 | 275から325 | 60から80 | 0.006 |
| ステンレス鋼 | 275から325 | 40～55歳 | 0.006 |
| プラスチック | ... | 150から350 | 0.006 |
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潤滑と冷却
切削速度が速いため、工具とワークピースの潤滑と冷却のために切削液が必要です。切削液は工具寿命、切削速度、そして仕上げ面の品質を向上させます。一般的な切削液には、鉱物油、合成油、水溶性油の3種類があります。これらの切削液は、ワークピースにスプレー、ミスト、または浸漬して塗布することができます。
| ワークピース | 切削液 | 応募方法 |
|---|---|---|
| アルミニウム | なし、鉱物油、脂肪油 | しぶき、洪水 |
| 真鍮 | 鉱物油、特殊流体 | しぶき、洪水 |
| 鋳鉄 | 可溶性油、化学油、合成油、なし | しぶき、洪水 |
| 軟鋼 | 化学油および合成油、可溶性油 | しぶき、洪水 |
| ステンレス鋼 | 硫化鉱油、水溶性油、化学合成油 | しぶき、洪水 |
| プラスチック | 鉱物油、可溶性油、冷気、なし | スプレー、フラッド、エアジェット |
注記
- ^ トッド、ロバート・H.、デル・K.・アレン、レオ・アルティング著『製造プロセスリファレンスガイド』ニューヨーク：インダストリアル・プレス社、1994年、7ページ。
- ^ ab トッド、p.10
参考文献
- トッド、ロバート・H、デル・K・アレン、レオ・アルティング著『製造プロセスリファレンスガイド』ニューヨーク：インダストリアル・プレス社、1994年、ISBN 0-8311-3049-0
- 情報は、Dell K. Allen博士の許可を得て、Industrial Press Inc. 1994の「製造プロセスリファレンスガイド」から引用しています。
- http://class.et.byu.edu/mfg130/processes/descriptions/mechanicalreduction/arbormilling.htm