小径部品加工の世界では、寸法精度が重要です。どんなに微細な作業でも、最終製品の仕上がりを左右する可能性があります。自動旋盤加工の小径部品加工において一般的な加工である前挽き加工にも課題が潜んでいます。
電子機器部品、自動車部品、医療部品などの部品を加工する場合、加工速度、品質、切屑制御などのバランスを適切に割り出すことが重要です。
前挽き加工では通常、マルチパス加工（軽い切り込みと通常の送り速度）とシングルパス加工（大きな切り込みと低い送り速度）の2つの戦略が採用されます。どちらも利点がある反面、大きな課題もあります。しかし、NTKの新しいソリューションである 「フロントマックス(TFX)」は、これらの課題に正面から取り組むことで加工に変化をもたらします。
マルチパス加工とシングルパス加工のジレンマ
マルチパス加工は、その保守的なアプローチから選択されることが多いです。通常の送り速度で軽めの切削を行うことで、オペレーターは切屑と仕上げ面の制御を維持することを目指します。しかし、この方法ではサイクルタイムが長くなり、全体的な生産性が低下しやすくなります。さらに、マルチパスにより加工表面に継ぎ目が現れることがあり、特にCNC自動旋盤（スイスツーリング）では切屑がガイドブッシュに詰まるリスクが高まります。
一方でシングルパス加工は、切込を深くし、送り速度を遅くすることで一度により多くの材料を除去し、効率を向上させることを目的としています。この戦略の利点はサイクルタイムの短縮と継ぎ目の発生がないことですが、切削抵抗の増加、工具のビビりの可能性、仕上げ面の悪化、予測不可能な切屑処理などの課題も生じます。多くの作業者が証言するように、これらの欠点により、品質を損なわないシングルパス加工の維持が困難になることがよくあります。
NTKのソリューション：フロントマックス(TFX)
NTKでは、シングルパス加工の欠点に取り組むべくフロントマックス(TFX)を発売しました。この革新的な前挽き加工ツールは、特に大型切込加工専用に設計されており、従来のインサートと比べ切屑処理能力に優れたブレーカを採用しました。TFXは、いくつかのユニークな機能を搭載することで表面仕上げ精度の低下や一貫性のない切屑処理精度どの主要な問題に対応します。
- 最新式の3Dチップブレーカ搭載：特別に設計されたチップブレーカにより、あらゆる切削条件において優れた切屑処理を実現し、ガイドブッシュや被削材に影響を与えるリスクを最小限に抑えます。
- ハイレーキ角：ハイレーキ且つシャープエッジの切れ刃形状により、高切込加工時の切削抵抗を大幅に低減。主軸負荷を最小限に抑えつつ、安定した切屑処理と良好な加工面を実現します。
- 縦置きクランプ構造：一般的な平置き構造に対し、Z軸方向に加わる切削抵抗に対して優れた安定性を発揮。加工中のインサートずれを抑制することで加工寸法の安定性をさらに高め、滑らかな仕上げ面に貢献します。
- ワイパーインサートもラインナップ：断続切削でもチッピングを防止することが可能となり、仕上げ面の改善には特に効果的ですが、送り速度を上げることで加工時間も短縮できます。
フロントマックス(TFX)のために DM4 と ST4 の2材質を用意しました。 DM4は耐熱性に優れるだけでなく、エッジの盛り上がりを低減し、加工面を強化するためステンレスや合金鋼など複数の被削材グループにわたって汎用性があります。一方でST4は卓越した耐酸化性によりステンレスに特化した材質となります。
シングルパス加工におけるフロントマックスの利点
フロントマックスは、最大5ミリのシングルパス加工で性能を最大限発揮します。仕上げ面精度を向上させるだけでなく、工具寿命も延ばし生産性を向上させます。フロントマックスは、サイクルタイムを短縮することで品質を犠牲にすることなく効率化を実現します。
また、DM4とST4を採用したことによりステンレスや合金鋼などの難削材にも対応し、様々な産業部品の加工で汎用性を発揮します。
バルブスプール加工の事例では、NTKのTFXインサートと他社製のインサートをシングルパス加工の条件下で比較しました。その結果、サイクルタイムが18秒から6秒に短縮され、工具寿命も3倍に向上し、コスト削減と生産性の向上を実現しました。
結論
生産性の向上と表面品質の向上を求める業界が増えるにつれ、適切な加工戦略を選択することが非常に重要になりました。
マルチパス加工は制御が容易な反面、サイクルタイムが長くなるため生産効率が低下する可能性があります。一方でシングルパス加工は加工速度が速い反面、品質や切屑処理に課題があります。
NTKフロントマックス(TFX)ではこれらの問題を解決し、優れた切屑処理、剛性強化、大切込みに最適な設計を実現しました。フロントマックスの採用により前挽き加工における課題を克服し、より高い加工効率と品質向上を実現します。NTKの革新的なソリューションを是非ご検討ください。