アルミニウム切削工具：究極のガイド
軽量金属がどのようにして現代世界を動かしているのか、不思議に思ったことはないだろうか。この記事では、アルミニウムについて掘り下げ、そのユニークな特性と多様な用途を探ります。航空機から宇宙ロケットまで、アルミニウムを選択する方法をご覧ください。
アルミニウム合金の機械加工がなぜ夢にも悪夢にもなりうるのか、不思議に思ったことはありませんか？この記事では、アルミニウム合金のユニークな特性を掘り下げ、滑らかな表面仕上げを達成し、よくある落とし穴を避ける方法を説明します。重要な切削パラメータと、加工プロセスを向上させる実践的なヒントを学びましょう。
概要
アルミニウム合金は、その独特な物理的・機械的特性により、ユニークな加工特性を有している。比較的低い強度、硬度、高い熱伝導率は、切削加工を容易にし、高速加工に適しています。しかし、これらの同じ特性は、加工プロセス中に慎重な配慮を必要とする特定の課題を提示します。
アルミニウム合金は融点が低いため、切削中に発生する高温・高圧下で塑性が増大する。この現象は、工具と被削材の界面で大きな摩擦をもたらし、工具の固着やビルドアップエッジの形成を引き起こす可能性がある。特にアニール処理されたアルミニウム合金は、その延性の増加により、低い表面粗さを達成することが困難となる。
アルミニウム合金は、鋼や黄銅と比較して、柔らかく、剛性が低く、弾性率が低いという2つの重要な要因が加工性に大きく影響します。これらの特性は、適切なワークのクランプとサポート、および加工中のワークのたわみを防ぐための鋭利な切削工具の使用を必要とします。不適切な固定や工具の圧力は、不規則な溝や圧縮痕などの表面欠陥につながる可能性がある。
表面仕上げの品質を最適化するために、粗切削の後に仕上げ切削を行う2段階の切削アプローチが推奨される。この戦略は、工具の摩耗を早める原因となるワークピースのブランクに存在する酸化層の影響を軽減するのに役立ちます。最終工程では、鋭利で研磨された切削工具を使用することで、優れた表面品質と寸法精度が保証されます。
アルミニウム合金の被削性は、一般的に2つのグループに分類される：
切削速度、送り速度、切り込み深さなどの切削加工パラメータは、加工されるアルミニウム合金の特定のカテゴリーに合わせて調整する必要があります。さらに、工具形状、切削油剤の選択、切屑排出戦略などの考慮事項は、アルミニウム合金の最適な加工結果を達成する上で重要な役割を果たします。
| オペレーション | 工具材料 | 機械加工のカテゴリー | 切断速度 (m/分） | バック・レーキの角度 (°) | エンドリリーフ角度 (°) | フィード・レート (mm/r） | 切削深さ (mm） | 冷却水 |
| 荒削りだ。 | 高速度鋼。 | 1 | 200-400 | 40433 | 30-40 | ≤1 | 40252 | いいえ |
| 2 | 100-250 | 40400 | 20-30 | 0.2-0.5 | 40252 | いいえ | ||
| 超硬合金 | 1 | 600-1200 | 40369 | 20-30 | 0.3-0.6 | 40252 | いいえ | |
| 2 | 200-400 | 40369 | 40471 | 0.25-0.6 | 40252 | いいえ | ||
| 回転を終える。 | 高速度鋼。 | 1 | 400-900 | 40400 | 40-50 | 0.05-0.3 | 0.3-2.5 | 切削油（エマルジョンまたは切削油） |
| 2 | 200-500 | 40368 | 30-40 | 0.03-0.25 | 0.3-2.5 | |||
| 超硬合金 | 1 | ≤2400 | 40400 | 20-30 | ≤0.15 | 0.3-2.5 | 切削油（エマルジョンまたは切削油） | |
| 2 | 250-700 | 40368 | 40471 | 0.05-0.1 | 0.3-2.5 |
| 機械加工のカテゴリー | ミーリング速度 (m/分） | 送り速度 (mm/r） | ロングチップ合金の切削深さ (mm） | ショートチップ合金の切削深さ (mm） |
| 1 | ≤3000 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| 2 | 800-1400 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| オペレーション | 工具の材質。 | 機械加工のカテゴリー | ミーリング速度 (m/分） | リードアングル (°) | サイドチルト角度 (°) | 送り速度 (mm/r） | ミーリング深さ (mm） | ヘリックスの角度 (°) | 冷却水 |
| 粗加工 | 高速度鋼 | 1 | 300-600 | 8 | 25 | 0.1-0.5 | 40229 | 30-40 | いいえ |
| 2 | 150-400 | 6 | 20 | 0.1-0.5 | 40229 | ≤30 | 水溶性クーラント。 | ||
| 超硬合金 | 1 | ≤2500 | 8 | 20 | 0.1-0.6 | 40229 | 30-40 | いいえ | |
| 2 | 300-800 | 6 | 15 | 0.1-0.6 | 40229 | ≤30 | いいえ | ||
| 仕上げ加工 | 高速度鋼 | 1 | ≤1500 | 12 | 30 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | 水溶性クーラント。 |
| 2 | 250-800 | 10 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | 水溶性クーラントまたはオイル。 | ||
| 超硬合金 | 1 | ≤3000 | 12 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | 水溶性クーラント。 | |
| 2 | 500-1500 | 10 | 20 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | 水溶性クーラントまたはオイル。 |
| 工具材料 | カッティングタイプ | ミーリング速度（m/min） | 点角度 (°) | ヘリックス角度 (°) | 送り速度（mm/r） | セカンダリーリリーフ角度 (°) | 冷却水 |
| 高速度鋼 | 1 | 100-120 | 140 | 45-30 | 0.02-0.5 | 17-15 | 水溶性クーラント |
| 2 | 80-100 | 120 | 35-20 | 0.02-0.5 | 15 | 水溶性クーラント | |
| 超硬合金 | 1 | 200-300 | 130 | 25-15 | 0.06-0.3 | 12 | クーラントまたは水溶性クーラントなし |
| 2 | 100-200 | 120 | 40466 | 0.06-0.3 | 12 | クーラントまたは水溶性クーラントなし | |
| 注 | 低速は次のような場合にお勧めします。 ボーリング 小さな穴 | 薄い板に穴を開ける場合は、ポイント角度を大きくするか、正のすくい角を持つドリルを使用することをお勧めします。 | 小さな穴をあける場合は、ねじれ角の小さいドリルを使用することをお勧めします。 | 小さな穴をあけるときの送り速度は小さくすべきである。 | セカンダリー・リリーフの角度を研磨する場合、適切な角度を選択することが重要である。 | 水溶性クーラントを使用する方がよい。 | |
| 標準スレッド | M3 | M3.5 | M4 | M4.5 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 | M16 |
| 穴径(mm) | 2.7 | 3.75 | 3.6 | 4.1 | 4.6 | 5.5 | 7.3 | 9.1 | 11 | 12.8 | 14.8 |
| 工具 | 工具材料 | ミーリング速度 (m/分） | 送り速度 (mm/r） | 点の角度 (°) | ヘリックス角度 (°) | セカンダリーリリーフ角度 (°) | 冷却水 |
| 交換可能なボーリングカッター | 高速度鋼。 | 25-40 | 0.2-0.3 | 140 | 30-20 | 8 | 水溶性クーラント |
| 超硬合金 | 60-100 | 0.1-0.3 | 120 | 20-15 | 6 | 水溶性クーラント | |
| トライアル・ボーリング・カッター | 高速度鋼 | 25-40 | 0.2-0.3 | – | 30-20 | 8 | 水溶性クーラント |
| 超硬合金 | 60-100 | 0.1-0.3 | 20-15 | 6 | 水溶性クーラント | ||
| 拡張ボーリングカッター | 高速度鋼 | 20-30 | 0.3-0.6 | 60-120 | – | 6 | 水溶性クーラント |
| 超硬合金 | 50-70 | 0.2-0.5 | 60-120 | 6 | 水溶性クーラント | ||
| ボーリングバー | 高速度鋼 | 25-40 | 0.05-0.6 | – | 30-20 | 12 | クーラントまたは水溶性クーラントなし |
| 超硬合金 | 60-100 | 0.05-0.6 | 20-15 | 10 | クーラントまたは水溶性クーラントなし |
| 工具 | 工具の材質。 | 面取り (°)。 | リード角（°）。 | リーミング速度（m/min）。 | リーマ穴径（mm）に対する送り速度（mm/r）は以下の通りである： | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||||
| ハンドリーマー。 | 高速度鋼。 | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | |||
| 超硬合金。 | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | ||||
| ホブ | 高速度鋼。 | 30 | 0 | 40471 | 0.1-0.2 | 0.2-0.4 | 0.3-0.5 | 0.4-0.8 | |||
| 超硬合金。 | 30 | 0 | 20-50 | 0.2-0.3 | 0.3-0.5 | 0.4-0.7 | 0.5-1.0 | ||||
| 偏差値。 | リーマ穴径（mm）の許容偏差（mm/r）は以下の通り： | ||||||||||
| 下穴の直径が足りない。 | 高速度鋼。 | ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||
| 超硬合金。 | ≤0.2 | 0.1-0.3 | 0.1-0.3 | 0.2-0.5 | |||||||
| 0.06-0.1 | 0.1-0.2 | 0.1-0.3 | 0.2-0.4 | ||||||||
注記：使用するクーラントは、灯油とテレビン油の混合油（5：4）、または粘度33°E程度の鉱油、または高品質の油である。ドライ・リームの穴の品質はあまり高くない。
MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。
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