ラフィングエンドミルのメリットと工具特性
「ラフィングエンドミルのメリットと工具特性を教えてください」
クライアント企業から、このようなご質問をいただきました。
今回のFAQは、この点についてまとめてみます。
まず、加工現場でラフィングエンドミルといえば、下記リンク先のような工具を指して呼んでいます。
上の図にも書いておりますが、工具の外周には、丸などの頂点を持つ凹凸が波状に付いています。
これは、回転すると、ちゃんと凹のところに次の山の凸部が来るように設計されており、工具を回転させると、外周の刃の凹凸はまっすぐの直線に近くなります。
この外周刃の凹凸により、次のようなメリットが得られます。
- 切りくずがつながらずに、細かく分断される。
- 切削油が凹部に入り込み、切削中の工具にまとわりつきやすく、冷却・潤滑効果が高まる。
よく切削性を評価する要素として、次の３つが言われます。
- 工具の寿命
- 仕上がり加工精度
- 切りくずの対処のしやすさ
このまさに３番目の「切りくずの対処のしやすさ」において、ラフィングエンドミルは、細かく分断された切りくずがモリモリ出ることで、特に荒取り加工において、効果を発揮します。
では、チップ式のスローアウェイ工具での荒取り加工と何が違うのでしょうか？
このラフィングエンドミルを使うことの最大の効果は、外周刃が波状になっていることで、Z深さ方向（工具の軸方向）やXY方向（工具直径方向）で深く切り込む場合であっても、もし外周に凹凸のないスローアウェイ工具であれば、ビビリが発生してしまうような切削抵抗の高い加工であっても、ラフィングエンドミルであれば、ビビリを抑えて加工することができます。
ただし、この効果は、特に、Z深さ方向（工具の軸方向）の切り込み深さが浅い場合には、その効果は発揮しにくいと考えます。
理由は、外周刃の当たる範囲が少なくなるためで、そのような浅い切り込みの加工であれば、超硬スローアウェイチップによる高速送りで加工した方が、加工効率は高いと考えます。
これは、下記リンク先のような外周刃に凹凸のないソリッドエンドミルと、ラフィングエンドミルとの比較においても同様かと考えます。
では、上記の外周刃に凹凸のないソリッドエンドミルやチップ式のスローアウェイと、ラフィングエンドミルをどう使い分けると良いのでしょうか。
次のような場合で積極的に、ラフィングエンドミルを使われてはいかがでしょうか。
- XY方向（工具直径方向）の切り込み幅において、半径よりも多く切り込む場合。凹凸のないソリッドエンドミルやチップ式のスローアウェイは、半径以上切り込むと、とたんにビビリやすくなります。
_ - Z深さ方向（工具の軸方向）において、工具直径と同じくらい切り込む場合（その時、XY方向（工具直径方向）の切り込み幅も大きい場合）。凹凸のないソリッドエンドミルやチップ式のスローアウェイは、Z深さ方向（工具の軸方向）の深い加工は、ビビリやすかったり、そもそも刃長が足りなかったりもします。
_ - 外周から自由にアプローチできるような凸形状の３次元加工の場合。逆に凹形状でフラット形状のラフィングエンドミルを使う場合、Ｚ方向アプローチが厳しくなります。ボール形状のラフィングエンドミルなら加工できますが、側面の凹凸外周刃よりも、先端のボール部の凹凸効果は少なそうです。
_ - ワークに剛性がなく、ワーク自体に振動・ビビリが発生しやすいような形状の場合。スローアウェイ工具などの高速回転する工具では叩いてしまい、ビビッてしまう場合。
切削加工において、仕上げ加工は加工面や寸法などの品質が影響するので、スピードアップにどうしても制約を受けますが、荒取り加工は、いかに効率良く素材を除去していくか、ここが勝負になります。
さまざまな切削工具が開発されており、どの工具を選ぶか、わりと硬直的になってしまいがちですが、そもそもどういった効用があるのか、理解したうえで、使い分けたいものです。
※ 実際の加工においては、工具材種だけでなく、被削材の物性、機械剛性、工具の消耗状態、被削材のクランプ状態などの外的要因で、如何様にも状態は変化するため、実際の加工においては、自己責任のうえ、充分な確認・検証を行ったうえで、加工してください。
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金型・部品加工業 専門コンサルティング
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