加工時の面粗さの原因
粗い機械加工面は、主に次の理由によって引き起こされます。
1 つ目は残留領域です。これは、切削後に工具の主刃先と副刃先が加工面に残る領域です。
2つ目はスケールバリです。 低炭素鋼、中炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの一部のプラスチック金属は、高速鋼工具で低速または中速で切断すると、機械加工面に魚鱗のようなバリが生成されます。スケールバリと呼ばれます。 ウロコやトゲの発生は、部品の表面粗さを増大させます。
次に、切りくず堆積があります。これは、切削プロセス中に切れ刃の表面に切りくずが蓄積することによって形成されます。 切りくずの堆積があると、突出した部分が切れ刃ではなくワークに食い込み、加工面に深さの異なる溝を描くことがあります。 チップ腫瘍が脱落する際、チップ腫瘍の破片の一部が加工面に付着し、微細なバリが発生する場合があります。 これらの条件はどちらも、部品の機械加工面の粗さを増加させます。
最後に振動です。 切削中、加工システムは剛性不足のために周期的な振動を発生させ、加工面にスジやリップル マークを傷つけ、表面粗さの値を大幅に増加させます。
加工面粗さに影響する要因
機械加工において、残留領域、切りくずの蓄積、スケールのとげ、びびりの原因となる要因は何ですか? 見てみましょう：
第一の要因は切削量です。 切削パラメータには、送り速度と切削速度が含まれます。その中で、送り速度は残余領域に最も大きな影響を与え、送り速度の増加は残余領域の増加につながります。 表面粗さに対する切削速度の影響は、主に鱗棘と切りくずの生成に反映されます。 切削対象物がプラスチック金属で、切削速度が非常に遅い場合、切りくずが蓄積しにくくなります。 切削速度が非常に高い場合は、塑性変形を減らして鱗棘の発生を抑えるのに役立ちます。 したがって、どちらの場合も、成形品表面の粗さが減少します。 脆性材料を切削する場合、材料の変形が小さいため、切削速度の影響は小さく、表面粗さの値も減少します。
2 番目の要因は、ツールの形状パラメータです。 工具の幾何学的パラメータには、主に刃の形状と工具の角度が含まれます。その中で、工具先端の円弧半径、主偏向角度と補助偏向角度は、残留領域と振動に大きな影響を与えます。 一般に、工作機械の剛性が十分である前提で、工具先端の円弧半径が大きくなり、主振れ角と副振れ角が小さくなると、面粗さの値は小さくなります。 ただし、工作機械の剛性が低すぎたり、工具先端の円弧半径が大きすぎたり、主たわみ角が小さすぎたりすると、過剰な切削抵抗による振動が発生し、表面粗さの値が大きくなります。
3 つ目の要因は、切削に使用する工具の材質です。 刃先の円弧半径の大きさと切れ味が持続する時間は、工具材質によって異なります。 高速度鋼などの一部の材料の切削工具は研ぐことができますが、保持時間が短いため、低速で切削すると表面粗さが小さくなります。 ただし、超硬合金などの一部の材料では、研削後の刃先の円弧半径が大きくなり、高速では切削面粗さの値が小さくなります。 加工ニーズに応じて適切な工具材料を選択すれば、加工面の粗さを低減できます。
4 つ目の要因は、ワークの材質です。 加工材料の可塑性が高く、硬度が低いほど、デブリノジュール、スケールのとげ、低温硬度などの現象が発生しやすくなり、表面粗さが大きくなります。 したがって、高炭素鋼、中炭素鋼、焼入れ焼戻し鋼の切削面粗さは、低炭素鋼の切削面粗さよりも小さくなります。 鋼ワークの表面粗さは、鋳鉄ワークの表面粗さよりも小さくなります。