July 14, 2025
加工 の 切断 深さ: 公式,限界,最適化
について切断深さ (DOC)機械加工のあらゆる作業において重要なパラメータであり,材料除去率,道具の寿命,表面仕上げ,および全体的な機械加工効率に直接影響する.切削ツールで1回のパスで除去された材料の厚さを表す生産性と部品の品質とコスト効率をバランス取ることで,DOCを理解し,効果的に管理することは,成功の機械加工結果を達成するために不可欠です.
切断深さは線形的な測定です. ターニング作業では,通常,元の作業部件直径と最終加工直径の差の半分です.切断の軸深さ (ツールの軸に沿って),よく表記されるa はpわかった切断深さ (道具の軸に垂直で,しばしばa はeわかった) DOCの直接計算は幾何学に基づいた単純ですが,その影響は,材料除去率 (MRR) と切断力に関連するより複雑な公式を通じて感じられます.
について物質除去率 (MRR)加工生産性の主要指標である.回転用には,MRRは以下のように近似することができる.どこにDa はvgわかった平均直径fフードレートで,N軸の速度です.
粉砕において,MRRは通常以下のように表される.どこにw切断の幅 (切断の半径深さ)a はeわかったについて)DOC切断の軸深さ (a はpわかった) とvfわかったフードレートです
切断深さを増加させると,1時間単位で除去される材料の量が大幅に増加します生産性を向上させる強力なレバーになりますしかし,この増加は,切断力と電力消費に直接影響するので,結果がないわけではありません.
について切断力 (F についてcわかった)精密な式は材料の性質と道具の幾何学によって異なりますが,一般的な関係により,DOCの上昇は切断力の上昇につながります.この力によって,加工作業に必要な電力が決定され,切削ツールと機械自体の両方にストレスをかけることができる.P) は以下のように推定できます.どこにvcわかった切断速度とザ機械の利用可能な電力を超えたり 道具の強さを超えたりすると 望ましくない結果が生じます
MRR を 増強 する 魅力 に かかわらず,切断 深さ は 任意 に 増加 する こと は でき ませ ん.いくつかの 重要な 要因 は 実用 的 な 限界 を 課し て いる.それら を 無視 する なら,道具 の 破裂 に 繋がる こと が あり ます.表面の仕上げが不十分機械の損傷や 容量を超えた部品
1機械の能力:機械の硬さとパワーが主要な制約である. 低電力機械は,深すぎた切断をしようとすると過剰に停止または振動する.頑固 で ない こと は,しゃべり に 繋がる機械は,構造的整合性とスピンドルパワーに基づいて推奨される最大DOCを持っています.
2切削ツール強度と幾何学:切削道具は,特定の力容量のために設計されています.これらの限界を超えると,特に小直径または複雑な幾何学を持つ道具では,すぐに道具の破損を引き起こす可能性があります.道具の材料厚さ,コーティング,および幾何学 (例えば,ヘリックス角度,レイク角度,角半径) も,より大きな切断深さによって生成されるより高い切断力に対してその強さを決定します.角半径 が 大きく,道具 材質 が 強く,通常 より 深い 切断 に 耐える.
3工件物の材料の性質:硬い,頑丈な,またはより磨削性の高い材料は,特定のDOCのためにより高い切断力とより多くの熱を生成します.柔らかい材料と比較して DOC値が低い硬化に易しい材料は,後続的な通過がますます困難になるため,DOCも制限されます.
4部品の幾何と硬さ:薄壁または細い作業部品は固有の硬さ制限があります.そのような特徴にあまりにも深い切断を取ると,部品が過剰に曲がったり振動したりして,寸法不正確性につながる可能性があります.表面の仕上げが不十分固定装置も重要な役割を果たします.よく設計された硬い固定装置は,作業部品の硬さに関する問題を軽減し,少し深い切断を可能にします.
5表面仕上げの要件:大型のDOCは粗工作業に効率的であるが,最終的な表面仕上げに悪影響を及ぼすことが多い.より大きなチップ負荷 (より深い切断の結果) は,より顕著なツールマークを残す可能性がある.仕上げ用パス用表面の質が向上するために,より浅いDOCが通常使用されます.
6チップ避難特に狭い空間や特定の道具の幾何学では,チップの脱出が制限要因となり得ます.効果的に除去できない場合ツールの磨きや 仕上げの不良, ツールの破損を 引き起こします
DOCを最適化するには,生産性,ツール使用寿命,部品品質,コストの戦略的なバランスが必要です.すべての状況に最適なDOCは1つだけありません.特定の加工目的によって異なります.
1. 硬さを優先する: DOCを最大化する (粗硬化):材料の除去速度が極めて重要である粗工作業では,機械,ツール,過剰な振動やツールの破損なしで処理することができますこれは,DOCを増やすことが MRR に関しては,通常必要なパス数を減らすため,フィードレートや切断速度を増やすよりも効率が良くなるからです.さらに,より大きなDOCは,切断縁のより大きな部分に磨きを広げる多くの浅い通路と比較して 道具の寿命を延長する可能性があります
2ツール・ウェアとライフについて考えてみましょうより大きなDOCは,切断力を減少させることもできますが,切断力と生成された熱も増加させ,道具の磨きを加速させることもできます.高価で交換が難しいツールでは,道具の寿命を延ばすには DOC がわずかに減少した方が好ましいかもしれない.このバランスを調整するには,道具の着用パターンを監視することが重要です.
3物質特性の口座:硬い材料や磨削材料を加工する際には,DOCで注意してください. 保守的な値から始め,切断力,電力消費量,そして振動熱感のある材料では,過剰なDOCは,作業部品の熱変形または道具の縁の形成につながる可能性があります.
4アダプティブ制御システムを使用します高度なCNC機械は 切断力やスピンドル負荷のリアルタイムフィードバックに基づいて DOCやフィードレートなどのパラメータを動的に調整できる 適応制御システムを備えていますツールに恒常的な負荷を維持するために,自動的に切断条件を最適化することができますMRRを最大化し,過負荷や雑談を防ぐ.
5マルチパス戦略を活用する材料を大量に除去し,細工を要する部品では,一般的な戦略は複数のパスを使用することです: *ローフ・パス大量 の DOC を 使い,MRR を 優先 し て 大部分 の 物質 を 素早く 取り除く *.半完成パス:適度な DOC を使って,形状を磨き,表面を準備してください. *終点パス:表面の仕上げと寸法精度を達成するために,非常に小さなDOC (しばしばインチまたはミリメートルのわずか数千分の数) を,より高い切断速度と適切なフィード速度で使用します.この最小切断力と最終段階の正確な材料の除去を保証.
6線形対軸形DOC (磨き) を最適化する:切断深度の最大化 (a はpわかった) または半径切断深さ (a はeわかった割引や完全雇用の削減には,a はeわかった周辺フレスリングでは,より小さいa はeわかった(半径チップの薄化) は,より高いフィード速度を可能にし,道具の寿命を延長することができます.a はpわかった材料の除去を最大化することができる.現代の切削戦略は,MRRを最大化し,ツールエンゲージメントを最適化するために,より小さな放射性DOCをより大きな軸性DOC (高効率のフライリング) と活用する.
結論として,切断深さは多面的な加工パラメータで,生産性,ツール長寿,部品品質に直接影響します.その最適化には 機械の能力の全体的な理解が必要です戦略的に切断深さを選択し調整することで,機械工とエンジニアはより高い効率を有効にすることができます.部品の品質を向上させる製造コストを削減する.
