効率的な新しい切削工具ソリューションで工具を冷却

金属切断における主なタスクの 1 つは、切断中に発生する膨大な熱を効率的に取り出すことです。 これは、特に刃先とワークピースが継続的に接触する旋削加工においては課題です。

旋削加工によって発生する熱の大部分はチップ内で放散されますが、切削ゾーンの温度が上昇し、その熱は材料、送り、回転数によっては 1000 ℃を超える温度に達することがあります。 これにより、熱プロセスが活性化され、切削工具の摩耗が早くなります。 極端な場合には、ツールが短時間で燃え尽きることもあります。 プロセスに合わせてより積極的な形状と切削速度を適用すれば、表面的な解決策が得られる可能性がありますが、これは長期的なコストの原因となるか、生産性の低下のいずれかになります。

一般的に使用される外部冷却方法である切削ゾーンの浸水は、適用が正確ではなく、その真の効果は限られています。 実際、比較的不正確で制御されていないクーラントやオイルが切削プロセスに流入すると、刃先ではなく切りくずが冷却されます。 多くの場合、切断点での高い温度差が熱衝撃を引き起こし、刃先に致命的なダメージを与えます。

工具メーカーの ARNO Werkzeuge は、切削ゾーンを浸水させる代わりに、上部と下部から 2 つのチャネルを介して切削点にクーラントを直接供給することに成功した ARNO 冷却システム (ACS) など、より良い解決策があると述べています。

ARNO Werkzeuge は、現場で実証済みの ACS システムを 2 つのバリエーションで開発しました。 ACS1 バリアントでは、クーラント ジェットがクーラント チャネル内のインサート シートに沿って案内され、切削ゾーンに直接出ます。 その後、クーラントが効果的に切りくずの下を通過し、切りくずを切削ゾーンから最適に洗い流します。

ACS2 バリアントでは、インサート シートのクーラント チャネルが、底部から工具側面に向かう 2 番目の流れが最適化されたクーラント ジェットと結合されます。 最新の開発では、このクーラントチャネルに三角形の出口を備え、インサートの全幅から刃先までクーラントを供給します。

内部ガイドされたクーラント ジェットは常に正確に切削ゾーンと工具側面に到達します。 また、刃先に材料が蓄積するリスクや、それに伴う刃先の崩れのリスクも最小限に抑えられます。

積層造形の進歩

ARNO は、積層造形 3D プリンティング法を利用して、高度な技術のパーツオフ モジュールを製造しました。 この方法では、三角形の冷却剤出口を作成して、冷却剤ジェットを制御して、最小限の消費で最大の冷却を実現し、工具側面の最も遠い端を「浸水」させることができます。

これらの最適化された冷却条件により、インサート幅の縮小など、さらなる最適化も可能になります。

ACS2 は、チップの下にクーラントを供給し、切削ゾーンからチップをより簡単に洗い流します。 切りくずが短くなり、刃先インサート状態が蓄積する傾向が大幅に軽減されます。 この冷却方法により温度が約半分に低下することが測定により確認されています。 その結果、工具にかかる応力が大幅に軽減され、逃げ面摩耗が大幅に減少します。 工具を保護するために切削速度と送り速度を下げる代わりに、速度を上げることもできる、と同社は述べています。

工具寿命が大幅に伸びるため、生産性が向上します。 ユーザーは、ツールが最大 3 倍、または少なくとも 2 倍長持ちすると報告しています。 ツールの交換が減り、最終的には運用担当者の作業負担が軽減されます。 言うまでもなく、マシンのダウンタイムが大幅に短縮されました。

また、ツール交換時でもチューブや干渉エッジを使用せずに内部冷却を維持することができます。 旋削作業であっても、直接冷却する必要はありません。 適切なツールホルダーを使用すると、統合されたチャネルによって切削ゾーンの近くにクーラントが供給されます。 プラグアンドプレイシステムが常に適合するため、複雑な調整は必要ありません。 オプションで、メーカーはツール ホルダーに適合する VDI 保持ツールを提供しており、パイプやホースの接続なしで冷却剤をホルダーに供給します。