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旋盤による切削加工を安定させる工具 シングルローラ・スパロール

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表面粗さとは?

 

ワーク1回転当たりでチップが送られた際の先端形状により成形される山谷の高さのことです。

 

表面粗さとは

 

以下の理論式に「使用するチップのノーズR」「想定する送り量」
を入力すると理論粗さを求められます。

 

表面粗さ理論値 計算式

 

 

切削加工では安定した寸法精度と表面粗さ精度が求められます。

 

目標の表面粗さにするための加工条件は以下の計算式を基に設定できます。

 

数式

 

 

 

数値を入力してください 。

 

F(mm/rev)・・・1回転当たりの送り量

 

ノーズR(mm)・・・・・切削工具先端R寸法

 

 

Rz 

 

ですが、実際の生産現場で、上記理論値通りの表面粗さになりますか?

 

 

 

 

 


 

加工条件と構成刃先

実際の表面粗さは、構成刃先の生成、脱落、できやすさ により 

理論値から乖離してしまいます

構成刃先

 

 

加工条件と刃先構成

送り速度の違いによる表面粗さ

​同じワークにおいて加工条件を変えた場合の表面粗さを左グラフに示します。

ワーク: φ30 SCM440 

切削チップ:超硬 ノーズR0.4

クーラント:未使用

加工条件

周速 : 50~250 m/min

送り : 0.05~0.3mm/rev

切込量 : 0.4mm ※一定

送り条件を変化させた場合の表面粗さ

条件1・・・F=0.05mm/rev

理論値 Rz0.8μm 実際Rz1.476μm

× 構成刃先発生!(理論値との乖離85%)

条件1

条件2・・・F=0.1mm/rev

理論値 Rz3.2μm 実際Rz3.548μm

× 構成刃先発生!(理論値との乖離10%)

条件2

条件3・・・F=0.15mm/rev

 理論値 Rz7.0μm 実際Rz7.215μm

〇 構成刃先発生なし(理論値との乖離3%)

条件3

条件4・・・F=0.2mm/rev

理論値 Rz12.5μm 実際Rz12.837μm

〇 構成刃先発生なし(理論値との乖離3%)

条件4

 

条件5・・・F=0.3mm/rev

 理論値 Rz28.1μm 実際Rz29.458μm

〇 構成刃先発生なし(理論値との乖離5%)

条件5

 

 

また、切削工具の摩耗により表面粗さは次第に悪化します。

工具摩耗により表面粗さ悪化

 

 

 


 

スパロールを用いた表面粗さを安定させる工法

 

旋盤で『粗』+『寸法仕上げ』+『表面仕上げ』の考え方

Rz3.2以下を旋削加工で安定化させるには以下の要件を満たす必要があります。

  • 構成刃先が発生しにくい最適な加工条件
  • 切り屑の適切な処理
  • 最適な工具の選定
  • クーラントの維持・管理

 

 

表面粗さ表

 

 

加工精度の要求が厳しい場合、寸法精度と表面粗さの最適条件は異なり、
どちらも一つの工程で行おうとすると、表面粗さの方が悪化しやすく
切削工具の寿命が著しく低下します。

そこで、加工を『粗』+『寸法仕上げ』+『表面仕上げ』の3つの工程に分けることを提案します。

切削工具で寸法精度を維持し、スパロールで表面粗さを確保する

 

 

 


 

siage

 

 

 

よくある疑問まとめて解決

Qツールポストへの取り付けは?

A切削バイトを取り付けるホルダに装着できます。タレットに1つ空きがあることをご確認ください。

 

 

 

 

Q切削加工とは違うの?

 

Aバニシング加工(塑性加工)と呼ばれる工法で、削りではありません。切削の山谷の「山」を押しつぶすことで、「谷」が隆起し表面を平滑に仕上げます。

径修正の仕組み

 

 

 

 

Q押し込み量(取り代)はどれぐらい?

Aツールによって違いはありますが、0.4mm(径)-押し込みます。ワークに力が伝わるように、内部に伸縮する機構があるので、ローラはワークに食い込みません。

 

 

 

 

Q加工後の径の変化量は?

Aワークの材質や肉厚にもよりますが、数ミクロン程度です。寸法をある程度仕上げたのち、スパロール加工をおすすめします。

 

 

 

 

 

問題解決事例1 不安定作業の機械化

問題点

長尺ワークのため、回転速度を上げられない。

(振動により仕上り寸法及び表面粗さが不安定になる)

既存工法

低速回転で切削し寸法精度を確保している。

ただし、低速回転では表面粗さが悪いため、

旋削加工後に、作業者がペーパー仕上げを行っている。

ワーク

 

採用sr16m

 

 

✔ 作業者による仕上がりのバラつきを無くし、表面粗さを安定させることができた

✔ 作業が自動化され、加工時間が短縮できた

危険作業の廃止

 

表面粗さの安定

 

作業の自動化

 

加工時間が短縮できた

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

問題解決事例2 切削チップの交換頻度低減

 

問題点

要求される表面粗さが厳しく、切削チップの寿命が短い。

既存工法

表面粗さ維持のために切削チップの早期交換が必要。

ワーク

 

 

 

採用sr5a

 

 

寸法仕上後にスパロール加工を追加したことによって・・・

表面粗さ悪化の改善

 

送り速度2倍

 

寸法安定性の確保

 

切削チップ寿命4倍

 

 

 

 

 


 

 

問題解決事例3 クランクシャフトの切削条件を最適化

 

問題点

ワークのバランスが悪く、回転数を上げられない。

低速回転で切削し寸法精度を確保している。

既存工法

研磨工程の追加が必要

 

ワーク

 

採用sr16m

 

 

寸法仕上後にスパロール加工を追加したことによって・・・

 

 
切削条件の最適化

 

表面粗さの安定を維持

 

 

 

 

 


 

問題解決事例4 研磨工程の集約

 

問題点

スクラッチ傷があるとNG

→全数目視検査が必要だった。

幅0.015mmの深い傷

 

採用sr5a

 

 

 

✔スクラッチが発生しない

✔切削条件は寸法仕上げに最適化でき、寸法精度が安定  

 
全数検査不要

 

歩留まりの改善

 

 

 

 

 

 


 

シングルローラ・スパロールのラインアップ

SR5A 【軸・端面】

sa5a外面(軸、段付き軸、端面)加工用です。​

SR16M 【軸・端面・テーパ・R面】

sr16m軸、テーパ軸、R面などの外面・端面加工用です。​

SR5C 【通し穴・止まり穴】

sr5c内面加工用です。軽量・コンパクトです。​

 

SR16C 【通し穴・止まり穴】

sr16c内面加工用です。軽量・コンパクトです。​

SR3Z 【外面溝側面】

sr3z溝側面部加工用です。 ​

SR3ZH 【内面溝側面】

sr3zh溝側面(内面)加工用です。​

 

SR24MW 【外面溝底面】

sr24mw溝底面(外面)加工用です。​

CEZF 【端面溝底面】

cezf溝底面(端面)加工用です。​

CEZH 【内面溝底面】

cezf溝底面(内面)加工用です。​

加工可能な材質

〇加工可能な材質

×加工不可能な材質

  鉄系・非鉄金属
  • アルミ
  • SUS
  • SCM
  • S45C
  • FC
  • ADC
  • 真鍮 など
  • 純チタン
  • マグネシウム
  • 木材
  • ガラス
  • セラミック
  • プラスチック など

 

 

 

 


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