アンダーカット加工の技術とベストプラクティスをマスターする

標準的な加工技術では、複雑な形状を加工できない場合があります。そのような場合には、アンダーカット加工が必要になります。この方法を習得すれば、並外れた精度、部品の品質、性能が得られます。

このブログ記事では、さまざまなアンダーカット加工ツール、タイプ、およびこの加工のベストプラクティスについて説明します。

コンテンツの表

アンダーカット加工とは何ですか？

これは、加工対象物の表面下に凹状の形状を形成するために用いられる製造プロセスです。このCNC技術では、多軸加工センターと専用工具を用いて、加工が困難な箇所から材料を除去します。

この技術は、医療部品や航空宇宙部品の連結部品や O リング溝など、複雑な内部形状を作成する際に必要になります。

機械加工におけるアンダーカットの種類

a. 内部 vs 外部

内部アンダーカットとは、部品の内側に作られる空洞や内部ねじなどの特徴のことです。これらの特徴は、ツールが簡単に到達できないため、加工がより困難になります。

一方、外部アンダーカットは、表面の突起や外部ねじ山のように、表面の外側に作成される特徴です。工具が簡単に到達できるため、加工が容易です。

b. 一般的な幾何学的プロファイル

i. Tスロットアンダーカット

これらのアンダーカットは、平らなベースと長い側面を含む T 字型のデザインです。調整可能で安全な接続が必要な取り付けスロット、固定具、インターロック部品に使用されます。

ii. キー溝のアンダーカット

キー溝アンダーカットは、シャフトまたは穴の内側にキーを保持します。この設計により、プーリーやギアなどの機械システムでトルクが適切に伝達され、相互接続された部品間の回転運動が停止します。

iii. ダブテールアンダーカット

これらのアンダーカットは、上部が狭く、下部が広い逆台形の形状をしています。航空宇宙または金型部品では、安全な接合のためにこの設計が主に使用されます。

iv. Oリング溝

これらは、O リングを保持して表面間の強力なシールを形成するための正確な寸法の溝です。これらのアンダーカットは、圧力を維持し、漏れを防ぐために重要な空気圧システムや油圧システムで使用されます。

v. 球状アンダーカット

これらのアンダーカットにより、球の一部に似た球面または 3D 表面が作成されます。ベアリングやボールジョイントでは、回転運動を向上させるために、これらがよく使用されます。

アンダーカット加工の技術とツール

a. 特殊カッター

i. ロリポップカッター

これらの特殊工具には、細い首と丸い先端が付いています。30 ～ 60 度の切断角度で、アクセスしにくい領域に届きます。丸いヘッドは深い角にも届き、精密な仕上げと滑らかな輪郭を実現します。航空宇宙製造では、これらのカッターは精密部品や複雑な内部形状を作成するために必要です。

ii. ダブテールカッター

これらのカッターは、特徴的なアリ溝形状の溝を形成する角度の付いた刃先を備えています。幅広の底部と狭い上部からなる設計により、セルフロック式の接合部を実現しています。角度は45度と60度の標準サイズから選択可能です。これらのカッターは、手動加工とCNC加工の両方でスムーズに動作し、耐久性と精度に優れた切削加工を提供します。

iii. Tスロットおよびキー溝カッター

T スロットカッターには、互いに連結された水平の平らな刃が付いています。これらの刃は 3 辺すべてから切断でき、幅は 40 ～ XNUMX mm です。機械ベッドで安全な固定具を作る場合に特に便利です。

キー溝カッターは、刃先が対称になっているカッターです。これらの刃先は、半径方向の力をバランスさせ、シャフトのキー溝を正確に加工できるようにします。また、2 つの刃の設計により、チャタリングが軽減されます。

iv. アンダーカットエンドミル

これらの超硬工具は、270 度の丸みを帯びた刃先が特徴です。剛性を高めるために、テーパーネックまたはストレートネックを選択できます。この設計により、限られたスペースでのアンダーカット、多軸加工、バリ取りが可能になります。医療部品メーカーは、これらの多用途工具に大きく依存しています。

b. ツールコーティングと材料

i. 超硬合金 vs. HSS

超硬工具は、硬度、耐熱性、切削速度に優れているため、粗い研磨材や硬い材料の加工に優れています。

HSS工具には、柔らかい材料との相性が良く、研ぎやすいなど、多くの利点があります。特に剛性の低い作業環境では、低速作業にHSS工具を使用することをお勧めします。

ii. TiN/TiAlNコーティング

ツールメーカーは、切削結果を改善するためにチタンアルミニウム窒化物 (TiAlN) およびチタン窒化物 (TiN) コーティングを使用しています。TiN は一般的な機械加工作業に適していますが、TiAlN は高温条件でより効果的です。両方のコーティングにより、摩擦が低減し、耐摩耗性が向上し、ツールの寿命が延びます。

アンダーカット加工のベストプラクティス

a. 適切なツールの選択

アンダーカット加工の成功は、適切なツールの選択に大きく依存します。ツールを選択する際には、材料の種類、アンダーカットの形状と深さの 3 つの要素を念頭に置く必要があります。曲線や丸みのあるアンダーカットにはロリポップカッター、角度のある連結機能にはダブテールカッター、水平溝の加工には T スロットカッターを使用します。

b. チップの除去

効率的な切りくず除去は、不要な発熱、表面欠陥、工具の過度な摩耗といった多くの問題を防止します。狭い場所から切りくずを除去するには、高圧空気またはクーラントシステムを使用してください。高度なフルート形状を持つ工具を選択し、適応型CAM手法を導入することで、安定した切りくずの流れを維持できます。

c. 固定具とワーク保持

困難なアンダーカット作業では、ワークピースの完全な安定性も不可欠です。カスタマイズされたクランプ、ジグ、またはソフトジョーを使用して、加工中の動きを防ぎ、ツールプレートまたは多軸固定具を使用して、困難な領域への到達性を高めます。この操作全体を通して、ワークピースを配置する際のアクセス性に注意することが重要です。

d. 表面仕上げ

最高の表面仕上げを得るには、送り速度とスピンドル速度に対処する必要があります。この方法では、滑らかで小さな正確なカットを行うことができるため、細かい仕上げ作業中は送り速度を低く保ちます。高速切削は熱を発生させ、表面品質に影響を与える可能性があることに注意してください。

e. 品質管理

レーザースキャナーとCMMを使用して、寸法とアンダーカット公差を検査します。表面仕上げを定期的にチェックして、異常がないか確認します。さらに、複数の生産工程で同じ品質を維持するために、プロセスをリアルタイムで監視し、工具の摩耗状況を追跡します。

一般的な課題の克服

アンダーカット加工では、ツールのアクセス性が限られていることが大きな課題です。そのため、凹んだ領域や制限された領域に到達するには、多軸 CNC システムを使用します。複雑な形状の正確な加工と衝突回避を確実にするために、アプローチを慎重に計画してください。

研磨材と大きな切削力により、工具の破損や摩耗のリスクが高まります。そのため、これらの問題を回避するには、適切なコーティングが施された超硬工具を選択してください。
材料のばらつきや切削パラメータの誤りにより表面仕上げが損なわれる可能性があるため、送りを最適化し、正確なツールパスを作成して滑らかな表面を実現します。
複雑なアンダーカット形状はプログラミングを困難にし、エラーの可能性を高めます。これを回避し、正確なツールパスを生成するには、高度な CAD または CAM ソフトウェアを使用して、加工プロセス全体を刺激します。

総括する

現代の製造業では、複雑な部品を高精度で製造するためにアンダーカット加工が必要です。高度な技術と特殊なツールを使用することで、最高の結果を得ることができます。アンダーカット加工は、プログラミングの複雑さやツールのアクセシビリティなどの一般的な問題を解決するのに役立ちます。

CNCアンダーカット加工サービスが必要な場合は、hMakingが最適な選択肢です。いつでもお気軽にお問い合わせください。

アンダーカット加工の習得_テクニックとベストプラクティス