カスタム超硬インサート製造サービス

超硬インサート設計の重要な側面

1. 幾何学:
   
   • 形状:インサートにはさまざまな形状（三角形、四角形、円形、菱形、ひし形など）があり、それぞれ特定の用途に適している。例えば
     
     • ラウンドインサート:高送りフライス加工や輪郭加工に最適。
     • スクエアインサート:強力な切れ刃で汎用フライス加工や旋削加工に使用される。
     • 三角形のインサート:旋削用として一般的で、複数の切れ刃で汎用性がある。
   • レーキ角度:切削面の角度は、切りくずの形成と切削力に影響する。正のすくい角は切削力を低減し、軟らかい材料に使用され、負のすくい角は硬い材料や重切削に強い切れ刃を提供します。
   • クリアランス・アングル:チップの逃げ面と被削材がなす角度は、摩擦を防ぎ、スムーズな切削を可能にします。通常5°～15°で、用途により異なる。
   • ノーズ半径:チップ先端の丸みは、仕上げ面と強度に影響する。小さなRは精密で軽い切削に使用され、大きなRは重い切削に対応するが、振動が増加する可能性がある。
2. チップ・ブレーカーの設計:
   
   • チップブレーカーとは、チップの上面にある溝や形状のことで、切りくずの形成を制御し、切りくずをワークから遠ざけることで損傷を防ぎ、安全性を向上させます。材質や切削条件によって設計が異なります：
     
     • 小型チップブレーカー:低送りと柔らかい材料用。
     • 頑丈なチップブレーカー:高送りとステンレス鋼のような強靭な材料用。
     • チップブレーカーの形状は、特定の送り、切り込み深さ、および材料の種類（スチール、アルミニウム、チタンなど）に合わせて調整されます。
3. 素材とコーティング:
   
   • ベース素材:炭化タングステンが中心硬度を提供し、コバルト（通常6-12%）が靭性を強化する。炭化物の粒度（サブミクロンから粗粒）は、硬度と靭性のトレードオフに影響します。
   • コーティング:化学的気相成長法（CVD）や物理的気相成長法（PVD）のような技術でコーティングを施すことで、耐摩耗性を高め、摩擦を減らします。一般的なコーティングには次のようなものがあります：
     
     • 窒化チタン（TiN）：汎用、耐摩耗性。
     • 炭窒化チタン（TiCN）：高速切削用。
     • 酸化アルミニウム（Al2O3）：高温用途向け。
     • ダイヤモンドライクコーティング：アルミニウムなどの非鉄素材用。
   • マルチレイヤー・コーティングは、素材や条件を選ばない汎用性のある特性を兼ね備えている。
4. 取り付けとクランプ機能:
   
   • インサートは、ツールホルダに確実に取り付けるための穴、面取り、または皿加工が施されています。一般的な取り付けスタイルは以下の通りです：
     
     • ねじ込み式:ねじ取り付け用の中央の穴。
     • クランプオン:穴のないクランプで保持され、多くの場合ネガ・レーキ・インサート用。
   • チップのベース形状（フラットまたは位置決め機能付き）は、切削中の正確な位置決めと安定性を保証します。
5. エッジの準備:
   
   • 刃先は、特に断続切削や硬い材料の場合、刃先の強度を高め、チッピングを防ぐため、ホーニング（わずかに丸みをつけること）や面取りが施されることがある。
   • 鋭利な刃は、柔らかい材料や仕上げ加工に使用され、切削力を最小限に抑え、表面仕上げを向上させる。
6. インサート・サイズと厚さ:
   
   • インサートは、内接円（IC）の直径または刃の長さに基づいてサイズが決められ、切削深さと安定性に影響する。例えば、重切削加工には、より大きなIC（例えば、12 mm）が使用される。
   • 厚さは剛性に影響し、厚いインサートは高荷重の用途に適している。

設計基準とコーディング

• ISO/ANSI規格:インサートは、形状、サイズ、公差、特徴などを表すコード体系で標準化されている（ISO 1832など）。例えば CNMG 120408 を示す：
  
  • C:形状（ひし形、80°）。
  • N:クリアランス角（0°、ニュートラル）。
  • M:耐性クラス。
  • G:チップブレーカーと取り付けスタイル。
  • 12:ICサイズ（12mm）。
  • 04:厚さ（4mm）。
  • 08:ノーズ半径（0．）
• これらのコードは、マシニストが特定の工具、材料、および操作のためにチップを選択するのに役立ちます。

用途と設計上の考慮点

• 素材別デザイン:インサートは、鋼、鋳鉄、アルミニウム、超合金などの材料に最適化されています。例えば
  
  • アルミニウムは、材料の蓄積を防ぐため、鋭利なエッジと研磨された表面を必要とする。
  • 焼入れ鋼には、負のすくい角と堅牢なコーティングを施した強靭なチップが必要です。
• 切断条件:速度、送り速度、切り込み深さを考慮した設計。高速加工では、PVDコーティングされたチップを使用し、重荒加工では、厚いCVDコーティングされたチップを使用します。
• 持続可能性:近代的な設計では、廃棄物とコストを削減するために、マルチエッジインサート（例えば、6つの使用可能なエッジを持つ三角形のインサート）に重点を置いている。