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フライスカッターのたわみとその解決策

2025年4月2日

たわみとは、負荷がかかった状態での切削工具の変位を指し、工具の曲がりや破損につながる可能性があります。この現象は、工具寿命の短縮、表面仕上げの劣化、寸法精度の劣化、さらにはワークピースの完全な破損につながる可能性があります。

分かりやすい例えとして、飛び込み台が挙げられます。飛び込み台は人が乗っていない時は真っ直ぐですが、飛び込み手が端に向かって進むにつれて徐々に曲がっていきます。同様に、切削工具も切削力によってたわみが生じます。

たわみの一般的な兆候は次のとおりです。

工具のオーバーハングとは、工具ホルダーから突き出た工具の長さを指します。オーバーハングが長いほど、工具のたわみのリスクが高まり、工具の剛性が低下します。

工具のオーバーハングが長すぎると、工具シャンクのクランプ面積が狭くなり、工具全体の剛性が低下し、振動が発生しやすくなり、破損につながる可能性があります。最適な切削条件を得るには、工具を可能な限りしっかりとクランプし、オーバーハングを最小限に抑えることが重要です。

工具のたわみを最小限に抑えるためのもう一つの重要な戦略は、ロングフルートエンドミルそしてロングリーチエンドミル特定の加工アプリケーションに適したツールを選択します。

下の図は、工具先端の力と刃長の関係を示しており、工具先端のみが切削に関与しているときにたわみが最小限に抑えられることを示しています。工具寿命を延ばすためのベストプラクティスは、可能な限り最大の工具径を選択するそして工具の突出量と切削長さを減らす剛性を最大限に高めます。

ロングリーチエンドミルは、通常、次のような場合に使用されます。工具ホルダーはフィーチャの奥深くまで到達できないが、工具の非切削部分は刃先の後ろにあるシャンクの直径は、ワークとの擦れ（「工具擦れ」とも呼ばれる）を防ぐため、主工具径よりもわずかに小さくなっていることが多い。

ロングリーチエンドミルは、その汎用性と耐久性により、機械加工セットアップで最も一般的に使用されるツールの 1 つです。

ロングフルートエンドミルは切削長さが長く、主に深いスロット内のシームレスな側壁加工または仕上げ作業コア径は切削長さ全体にわたって一定であるため、深いキャビティを加工するときに曲がりやすくなります。

送り速度が高い場合、刃先が短すぎるとテーパー加工が発生する可能性があります。ロングフルートエンドミルは深溝加工に非常に効果的で、特に以下の用途に有効です。高効率加工優れた切削片排出能力により、標準的なエンドミルよりも優れた技術を実現します。

工具のたわみを計算する際、直径は重要な要素です。長い刃の工具の場合、コア径それよりも切断直径たわみを決定する際に考慮する必要があります。

これは、刃先が溝底で構造的な支持を提供しないため、曲げ抵抗は主にコア径に依存することを意味します。突出し量が大きい工具の場合、たわみ計算では以下の点を考慮する必要があります。コア径からオーバーハング長さまでそして、ネック直径その先へ。

これらのパラメータを最適化すると、工具のたわみを無視できる範囲内に抑えることができ、加工精度と安定性が向上します。