外径仕上げ加工についてご指導お願いします。

Question

今年からNC旋盤加工を始めた初心者の質問です。

S45C　φ35　L=140の材料にて、外径加工φ13f7 深さ130mmの面粗さ6.3sの仕上げ加工をしているのですが、外径寸法のばらつき、ビビリ、ムシレによる面相の低下に悩んでおります。機械はマザトロールQUICK TURN NEXUS 200-?。

チップはポジバイトのVBMT 16 04 04-PF GC4215を使用し、VC50～180、F0.05～0.1　仕上げ代0.05～0.15です。

工具メーカーの人に対ビビリ性能で薦められて購入したポジバイトですが、外径寸法にばらつき（補正で追い込んでも狙った寸法がでません）が見られましたので、ネガバイトのDNMG 15 04 04-PF CT5015で加工したところ、外径寸法のばらつきは落ち着きましたが面相の低下とビビリに悪戦苦闘します。

手持ちの外径仕上げバイトはポジのVBMTとネガのDNMGしかありませんので双方のバイトの良好な切削条件をご存知の方、ご指導お願い致します。

Accepted Answer

S45Cで小径の10Dはなかなか厳しい加工ですね。
把握は出来るだけ掴み、チャック圧は10kgほど、芯押し圧は4～6kg辺りで段取りを組むと思います。
荒加工は、幸い原材料径がそこそこあるので2段階くらいで加工すると思います。
130Lですから、65Lくらいづつ加工して反力と変逆を極力抑えて仕上げへの影響を減らしたいところです。
バイト形状はVBMTでも良いと思いますが、チップは0.2Rコーナーでサーメットコーティングが良いと思われます。
ブレーカーは掘り込みが深く、ホーニング幅の極力少ないものを選び、切削抵抗を減らすと良いかも知れません。
イゲタロイで言うところのFXや、FYブレーカーなどを良く使用しています。
荒加工についても、超硬コーティングはあまり使わず、京セラのPV90をよく使います。
周速で言えば200m/minくらいで加工できそうですが、仕上加工は状態を見ながらということになりそうです。
テーパーは多少でると思いますので、先と奥でXの補正を変えられるように設定すれば何かと便利です。

回転については各マシンによって上限があるので「出来るだけ回す」と解釈してもらっても良いと思います。
サーメットコーティングのPV90(GSブレーカー）は切削抵抗が少なく切りくず離れが良いので良く使っています。
超硬に比べて周速も速く取れますし。
ブレーカー（切れ刃先）の仕上げは経験上ですが、鋭く切れるように見えるものほど長モノ加工には向いていると感じます。
荒バリバリと切りくずを飛ばして、仕上げは抵抗を少なくスムーズに切削するのがコツかなと。
これだけ小径長モノだとちょっとしたことでもビビリや安定性が失われるので今のうちに勉強しておくと後に困らないでしょう。
芯の高さ、刃の切れ味、周速、送り、材質のマッチング、芯押し台と主軸の同心、共振の関係などなど。
一つずつかいけつしていってください。

個人的に良くやる方法は、荒加工にDNMG150404GS PV90という京セラのチップと、仕上げはVBMTのバイトにあうチップでサーメットコーティングの0.2Rを探すと言う事になります。
僕は仕上げはTNMG160402-FX T2000Z（ネガバイト　三角形 イゲタロイ）を使ったりしています。
VBMTバイトが会社に無いせいもありますが....
長モノは反力を極力抑えること（荒加工時あまり大きな取り代を取らない）ことと、共振（ビビリ、品物自体の微振動）をいかに抑えるかにかかっていると思います。

Answer

M級のCVDコーティングでは、たぶん6.3Sは出ません.
しかも、GC4215は耐摩耗性については申し分ないものの、
アルミナ層がその下のGC4225よりもさらに厚めなため
刃先の丸みがより大きく、
取り代0.05なんてのは食い付きを悪くするだけです.
GC4215だと、推測するに片肉0.1が最低ラインだと思われます.
PFブレーカという事を考えると、
できれば、片肉0.2くらいは最低でも引っ掛けたいところですね.
切込量の重要さは、サンドビックの講習会でよく言われる事なので、
サンドビックの営業も知っているハズですよ.
チップ形状に対して必要以上に切り込みを小さくすると、
刃先が食い付かずに被削材を押し潰す様な事になり、
結果は必要以上に悪くなります.
片肉0.05ともなると、まともに削れるのはG級品くらいだと思います.
送りに関しても似た様な事が言えます.

また、ノーズR0.4なら、6.3Sを実現するには普通はサーメットでしょう.
超硬でも出ない事はありませんが、コツが要ります.
G級の方が面粗度を出すのは楽ですね.
ただ、サーメットは、とくにG級だと
数をこなそうとすると、磨耗による寸法の変動が大きいです.

S45Cの場合、CVDコーティングを使い、
高めの切削速度で高送りを掛けると、
仕上がりの色艶は比較的良くなります.
ですが、それで面粗度を向上させようとしたら、
ワイパーチップが必須なのではないかと思います.
このワイパーチップは送りに対して垂直の方向に力が掛かりますので、
心押ししなければならない様な、
突き出しの大きいワークには不向きでしょう.

工具の選択を含め現状の切削条件というのは、
個々のそれぞれが何かしら、他のどれかに対して
不適格な部分を持っている様な感じなので、
(早い話がアベコベ?で、良い結果が出るハズがない?様な感じなので)
どこをどう直せば目指す方向に向かうというのは言えませんが、
とりあえず考え方のヒントだけ書いておきますね.

それと、PFブレーカは確かに“鋼の仕上げ用”という触れ込みですが、
これは一般的な仕上げ加工です.(P:鋼向け、F:仕上げ向け)
高精度の仕上げに適しているかと言えば、
必ずしもそうとは言えない部分があります.
仕上げ専用ブレーカとしてはUFブレーカの方が汎用性があり、
また、UMブレーカなんかも実は仕上げには意外と有効だったりします.
このU○系のブレーカはサンドビック自体は「補助用」と位置付けていますが、
私としては、むしろこちらが基本形の様な気がしています.

Answer

Φ13でＬ130ですとワーク剛性が相当低いはずです。
テールは打ってますよね？
チャックのみのクランプですとまともな加工はできません。

チャックは三爪でしょうか？
条件を見ますとクランプ代が10ｍｍしかない為、把握力もあったほうが良いので可能であればコレットチャックがよいと思います。

材料は生材でしょうか？調質程度であれば良いのですが、焼きいれレベルの硬度ですと厳しい気がします。

後は切削加工はナタで材料を割るのと同じですので切り込みはあまり減らさないほうが粗さは出ますが、切込みを増やすと抵抗が大きくなり寸法のバラつきや真円度の低下などが起こりますので、設備や加工条件にあわせて落としどころを見つける事が必要になります。

Answer

こんにちわ。

外形１３ｍｍで長さ（深さ）１３０ｍｍだと、１０Ｄですよね。
普通のＮＣ旋盤は３Ｄまではマニュアル通りの加工で、５Ｄまでは少し考えた加工で、５Ｄ以上は試行錯誤が必要ですね。

試行錯誤のアドバイスのひとつは１０Ｄを加工内容で１０から少なくすることと抵抗の少ない刃物を探す事です。

頑張って下さい。

Answer

＞φ35　L=140の材料にて、外径加工φ13f7 深さ130mm

深さ130mmが良く分らないが

ヒビリについて　
チャック・爪・ワーク・機械 など 何等かの原因で刃先に振動が起こる為にビビる。

対策、回転中にアンバラスが発生していないか確認
　　　チャッキング剛性・ワーク剛性が十分か？

ムシレについて
刃物が切れない状態で起こる

対策　切れの良い刃物を選定する。

その他
機械自体が振動源ではどうにもならない
機械側の状態を確認する事
設置状態(基礎・レベルなど)が悪いと高回転時に振動が発生することもある。

バイトは 「とくほん」さんが言うように高さの確認が大事
JISでは25角の市販バイトは寸法公差 h13 です（0～-0.33)。

以上が基本です。
後は「KIYOＨＩＫＯ 」さんの回答通り 試行錯誤 です。

Answer

S45Cがあやしいので、一度やすり（コーナー部で少し傷付ける）を掛けて
みてはいかがでしょうか？
滑るようでしたら、S45Cの硬度も関係してきます。

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