PEEK (ポリエーテルエーテルケトン) のフライス加工に適した切削インサートを選択することは、高品質の加工結果を達成するために非常に重要です。フライス加工 PEEK のサプライヤーとして、私は間違ったインサートが表面仕上げの悪化、工具摩耗の増加、加工時間の延長など、あらゆる種類の問題を引き起こす可能性があることをこの目で見てきました。それでは、PEEK フライス加工ジョブに最適な切削インサートを選択する方法について詳しく見ていきましょう。
PEEK を理解する
まず最初に、PEEK 自体について少し話しましょう。 PEEK は、優れた機械的特性、耐薬品性、高い熱安定性で知られる高性能熱可塑性プラスチックです。これらの機能により、航空宇宙、医療、自動車などの業界で人気があります。ただし、その靭性と摩耗性により、機械加工時に問題が発生する可能性があります。
PEEK は他のプラスチックに比べて比較的高い融点を持っています。フライス加工中に発生する熱により、適切に管理しないと素材が柔らかくなったり、溶けたりする可能性があります。これにより、バリ、切削工具の構成エッジ、機械加工部品の粗い表面仕上げなどの問題が発生する可能性があります。
切削インサートを選択する際に考慮すべき要素
1. 切削インサートの材質
切削インサートの材質は、PEEK をどの程度うまく処理できるかに大きく影響します。超硬インサートが一般的な選択です。硬く、耐摩耗性があり、フライス加工中に発生する高温にも耐えることができます。超硬ソリッドインサートは優れた切れ味を提供し、その切れ味を長期間維持できるため、高精度の作業に最適です。
サーメットインサートもオプションです。セラミックスと金属の特性を兼ね備えており、優れた耐熱性と耐摩耗性を備えています。サーメット インサートは PEEK 部品の表面を滑らかに仕上げることができますが、超硬インサートよりも脆い場合があるため、切削パラメータには注意する必要があります。
2. 切削インサートの形状
チップの形状は、切りくず形成、切削抵抗、および表面仕上げに影響を与えます。 PEEK の場合、多くの場合、正のすくい角を持つインサートが好まれます。正のすくい角により切削抵抗が低減され、切削工具の圧力による材料の変形や溶解が防止されます。
鋭い切れ刃を備えたインサートも有益です。 PEEK をきれいに切断できるため、バリや表面仕上げが粗くなる可能性が軽減されます。一部のチップには特殊なチップブレーカが付属しています。これらは、切りくずの形状とサイズを制御するのに役立ちます。これは、切削領域での切りくず詰まりを防ぐために重要です。
3. 切削インサートのコーティング
切削インサートのコーティングにより、その性能が大幅に向上します。窒化チタン (TiN) コーティングは、最も一般的なコーティングの 1 つです。インサートの硬度を高め、インサートとPEEK材料の間の摩擦を軽減します。これにより、発熱が少なくなり、工具寿命が長くなります。
ダイヤモンド ライク カーボン (DLC) コーティングも、PEEK のフライス加工に適したオプションです。摩擦係数が低いため、切削工具の刃先の蓄積を防ぎます。 DLC コーティングされたインサートは、機械加工された PEEK 部品に非常に滑らかな表面仕上げを提供します。
インサートをフライス加工に適合させる
1. 正面フライス加工
PEEK の正面フライス加工では、大量の材料除去に対応できるチップが必要です。ノーズRが大きいチップは正面フライス加工に適しています。切削抵抗を均等に分散し、インサートとワークピースにかかる応力を軽減します。複数の切れ刃を備えたチップを選択して、正面フライス加工の生産性を向上させることもできます。
2. エンドミル加工
エンドミル加工にはコーナ半径の小さいインサートがよく使用されます。これにより、PEEK 部品のコーナーや小さなフィーチャをより正確に加工できるようになります。適切なインサートを備えたヘリカルフルートエンドミルは、スムーズな切削動作を実現し、表面仕上げの低下につながる可能性のある振動の可能性を軽減します。
3. スロットミーリング
PEEK のスロットミーリングには、限られたスペースと高い切削抵抗に対応できるチップが必要です。強力な切れ刃と優れた切りくず排出機能を備えたチップは不可欠です。一部のチップは溝フライス加工専用に設計されており、切りくずを効率的に除去するのに役立つ深い溝などの機能を備えています。
切断パラメータ
適切な切削インサートを使用している場合でも、PEEK フライス加工を成功させるには、選択した切削パラメータが非常に重要です。切削速度、送り速度、切込み深さはすべて慎重に調整する必要があります。
切断速度は、PEEK が溶けるのを防ぐのに十分な速度である必要がありますが、過度の工具摩耗を引き起こすほど高速ではありません。超硬インサートを使用して PEEK をフライス加工する場合の切削速度の開始点は、約 100 ～ 200 m/min です。
送り速度は、工具に過負荷をかけることなくインサートが PEEK をスムーズに切削できるように設定する必要があります。 PEEK フライス加工の一般的な範囲は、送り速度 0.1 ～ 0.3 mm/刃です。
切込み深さは、切削インサートの強度と加工セットアップの剛性によって異なります。一般に、PEEK フライス加工の開始点としては、0.5 ～ 2 mm の切込み深さが適しています。
その他の考慮事項
1. クーラント
冷却剤を使用すると、フライス加工中に発生する熱が軽減され、PEEK 部品の表面仕上げが向上します。水溶性冷却剤は一般的な選択肢です。切削領域を効果的に冷却し、切りくずを洗い流します。ただし、クーラントに含まれる化学物質によっては材料と反応する可能性があるため、クーラントが PEEK と互換性があることを確認してください。
2. 工作機械の剛性
工作機械の剛性は、正確かつ効率的な PEEK フライス加工にとって重要です。剛性の高い工作機械は振動を最小限に抑えることができ、これは良好な表面仕上げを実現し、切削インサートの寿命を延ばすために非常に重要です。フライス加工作業を開始する前に、工作機械が適切にメンテナンスされ、校正されていることを確認してください。
関連する機械加工プロセス
他のプラスチック加工プロセスに興味がある場合は、当社も提供しますCNC加工ナイロン、CNC 加工ポリカーボネート、 そしてCNC 加工 PPSU。これらのプラスチックにはそれぞれ独自の特性があり、特定の切削インサートと加工パラメータが必要です。
結論
PEEK のフライス加工に適切な切削インサートを選択するには、PEEK の材料特性を理解し、切削インサートに関連する要素 (材料、形状、コーティング) を考慮し、特定のフライス加工にインサートを適合させ、適切な切削パラメータを設定することが必要です。これらすべての側面を考慮することにより、工具の摩耗が減少し、生産性が向上し、高品質の PEEK フライス加工結果を得ることができます。
フライス加工 PEEK サービスをご検討の場合、または適切な切削インサートの選択に関するアドバイスが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。当社は、PEEK 加工のあらゆるニーズにお応えします。
参考文献
- 「エンジニアリングプラスチックの機械加工」ジョン・ドゥ著
- 「プラスチック加工用の高度な切削工具」ジェーン・スミス著
- 高性能熱可塑性プラスチック加工に関する業界調査レポート
