チップ変更で面粗さを向上させたい

質問

軸物（クランクシャフト）のスラスト方向端面の面粗さが製品規格Ｒｚ2.0の加工において　現在、旋盤で3.2s（目標）、熱処理～研磨が終了した最終工程で　ラップ砥石で2.0sの仕上げを行っています。　当然のごとく　旋盤での目標が管理できれば最終仕上げ工程での　2.0ｓは　さほど問題なく処理できています。しかし、旋盤で使っている現状のチップでは　安定した管理ができず、抜き取りで簡易面粗度計を使って測定をし　チップ交換のタイミングを計っているが実情です。
ワーク素材はＳ４８Ｃ、Ｓ４０Ｃ（生材）で　このスラスト面については仕上げ代0.1?を残して荒加工をし、次のチップを使って仕上げています。「イゲタロイ／スミボロンチップＶＣＭＷ１６０４０４（ＢＮＸ２０）」　本来、このチップはエッジはホーニング形状になっていますが、　これをあえてＣＢＮすくい面を研磨してエッジをたてて使用しています。調子のいいときは　１００個くらいが加工できるのですが、場合によっては　２０個くらいで面粗さが悪化する場合もあります。メーカー調査ではチッピングを起こしているということでした。生材なので　高価なＣＢＮを使う必要もないかもしれないと思い、同社のサーメット（ホーニング形状）もテスト的に使ってみましたが　結果は　評価に値しないものでした。このような状況ですので　同様の加工を経験された方で　もし推奨いただけるチップがありましたら　ご指導いただけると助かります。書き漏らしましたが　切削条件は　１３００回転、送り０．０５?／ｒｅｖです。スラスト端面の大きさはφ４０．５～６５?です。

回答No.4

noname#230359

ども、旋盤屋をやっております。

以前、ロウ付けCBNをグラインダーで削って成形してみた事が有りますが。
マイクロスコープでチェックしてみると、
微細なチッピンッグがどうしても発生してしまうようでした。
その都度違う、欠けやら亀裂のせいで、耐久性にバラツキが出てくるんだと思いますよ。

シャープエッジが必要なのは寸法精度のためでしょうか？
でしたら、アルミニューム用ブレーカー（自分的には第一推奨）
または、ステンレス用（そして第二推奨）と言われるブレーカーが、
各社から出てるとおもいます、
その辺を試してみるのも良いかもしれません。

ちなみに、材質とかを考えると、
表面荒さのためには削り代はもう少しあった方が良い様に思います。

お礼

回答ありがとうございます。また　貴重な経験談をありがとうございます。現在使用しているＣＢＮチップが　あるタイミングで面粗度が悪くなり　そのときのチップ現物をメーカー（住友電工さん）に依頼してダメージをチェックしてもらいました。結果は確かに微小なチッピングが存在していました。ですから「その都度違う、欠けやら亀裂のせいで、耐久性にバラツキが出てくるんだと・・・」という言葉には信憑性があります。シャープエッジにしているのは、先の回答者様にも話しましたように　何時の時点かで実施しているものをずっと踏襲しているものであり、私自身は『切れ味』を持たせるためだと勝手に解釈しております。ただそれがチッピングの発生を助長しているのでは？とも推察しています。紹介のありましたブレーカーで対応するアイデアをメーカーに相談してみたい思っています。最後に　仕上げ代は　どのくらいが適当でしょうか？　ご指導いただけると助かります。

回答No.3

noname#230359

回答(1)さん(2)さんんがご指摘されている通り、35度菱形／ノーズR0.4
は必須条件でしょうか。55度or80度菱形、ノーズR0.8～1.2にしたいと
ころです。

また、CBNがチッピングで寿命が不安定、サーメットは評価に値せず．．．
ということは、加工時にかなり振動が発生するのでしょうか。
（クランクシャフトですから仕方ないか？）

エッジを利かして切削抵抗を下げることを主眼とするならば、難削材
加工用インサート(航空機ジェットエンジン部品用の超耐熱合金を加工
するようなタイプ）を選択するのも一案です。
微小ホーニングのコーテッド超硬合金なので、耐チッピングと耐摩耗の
バランスが良いかもしれません。
SANDVIK、三菱マテリアル．．．などが有名ですが、先ずは現在使用され
ている住友電工にご相談するのがよろしいかと。

難削材用の一例のURLを貼っておきます。
http://www.mitsubishicarbide.com/mmc/jp/product/pdf/b/b036j_200812.pdf
インサートの形状でズバリはありませんが、
FJブレーカはかなりの微小ホーニングですね。材種はVP10RでしょうT。

私は使ったことがありませんが、小形CNC旋盤用でこんなのもありました。
http://www.mitsubishicarbide.com/mmc/jp/product/pdf/b/b164j_200807.pdf
インサート形状の選択肢が少ないですが、これも微小ホーニング
みたいです。

因みにサーメットは刃先処理が難しく微小ホーニングは難しいみたいです。

お礼

回答ありがとうございました。サーメットの結果については　コストも安く、期待していただけに残念でした。ただ、このチップはホーニングがされているような形状になっている市販（住友電工）のものでＴＲＹしましたから　ＣＢＮで使っているようにピン角に修正できれば違う結果がでたのかもしれません。このようにすくい面をエッジにして使っている経過を社内的に調査しようとしましたが　わかるものがおらず　今はただ実績を踏襲しているだけになっています。改善の推進にあたっては　住友電工に相談しながら進めており、サーメットＴＲＹもそこからのアドバイスに基づいてＴＲＹしています。回答にありました「難削材加工用インサート」で具体的に紹介いただけるものがありましたら　ご指導よろしくお願い致します。

回答No.2

noname#230359

旋盤の加工荒さは
計算できます

理論仕上げ面あらさ（h）
http://www.mitsubishicarbide.net/mmc/jp/product/technical_information/information/formula1.html

ＶＣＭＷ１６０４０４のRは０．４です
理論値は
Rz＝0.78
送り０．０５

ＶＣＭＷ１６０４０８　にすると　Rが０．８
になり
送り０．０７
で
Rz=0.77
相当になります

工具寿命は結局切削長ですので
送りが早くなれば切削長が短くなります
↑
実際に距離を求めようと思ったら端面なのでとけんかった･･･orz

またRが大きくなれば機械強度もあがるので
チッピングも少なくなる
↑
チッピングは結局運だと思う　いろんなタイプのチッピングあるけど

隅Rが許されるのなら
仕上げでもR大きい方がいい

お礼

回答ありがとうございました。私も素人ですが、理論的にノーズＲが大きい方が面粗度に有利であることは理解できていました。ということで　ノーズＲを０．４から０．８に変更したものでも試しました。まずは　同じ切削条件からスタートしましたが　やはり理論どおりの面粗度は得られませんでした。同等の粗さもしくは　０．４より少し劣るという結果でした。しかし、本来は面粗度を確保した上で　送りを上げて、寿命をＵＰさせるという狙いをもっておりましたから　切削条件もあげて数量確認をしたら　もうすこし違う結果がでるかもしれませんので、再ＴＲＹしてみます。但し、ＣＢＮチップはコスト高でこの際　この観点からも　もっとも最適なものはないだろうかと思っております。

回答No.1

noname#230359

SANDVIK社のXcelチップで、CNGX1204L025-18AXA　CBNワイパーチップが面粗度Ra0.5μm程度と見つけましたが、これは使えないですかね？
VCMWでなければダメですかね？

参考URL：

http://www.sandvik.coromant.com/

お礼

レスポンス遅くなってすみません。回答ありがとうございました。