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ランディングギアビーム

​​​航空機の胴体にはチタン合金製の構成部品がいくつかあります。ランディングギアビームは底部が薄い形状の部品の一例です。

 


航空機の構造部品の加工では、薄い床や壁、深いポケットやタイトなコーナ等しばしば厳しい加工条件があります。

構造部品の加工における一般的な課題
  • 低い生産性
  • びびり
  • 工具と加工部品のたわみ
  • 工具寿命が短い
  • 切りくず詰まり
  • 時間のかかる加工

安定した高送り側面フライス加工

工具の食いつきが大きく難しいフライス加工では高い加工熱が発生し、工具にとって非常に厳しい過度の切削抵抗の原因となります。より安定した加工方法とするには、切込み (ap) を大きく、切削幅 (ae) を小さくプログラミングし、同時に切削抵抗を制御するために最大切りくず厚さをコントロールする必要があります。これにより、切削速度と送りを上げた高送り加工が可能になり、高い切りくず排出量が得られます。


高送り側面フライス加工を使用すると、安定した加工と良好な切りくず排出量 (Q) を達成することができます。

グラフは、切削幅 (ae)、切込み (ap)、切りくず厚さ (hex) によって、Q がどのように変化するかを示したものです。

切りくず排出量
切削速度、 vc
hex
 
径方向の食いつきが小さければ小さいほど、切りくず排出量は多くなります  径方向の食いつき

耐熱合金 (ISO S) 用CoroMill® Plura HFSの詳細はこちら

CoroMill® 316の詳細はこちら



底部が薄い部品の加工では、Z方向にかかる切削抵抗が底部を押し下げます。この力により、ポケットの変形が生じやすくなります。

切削抵抗の分散に関わる要因:

  • 切込み刃の数 (z)
  • 径方向切込み (ae)
  • 軸方向切込み (ap)
  • ねじれ角

一般的な課題:
  • 切削抵抗の制御
  • 底部のたわみ
  • 部品の歪み
  • びびり
  • 加工面品質
  • 治具
  • 加工の残留応力

底部が薄い部品の加工における課題を克服するために、サンドビック・コロマントは以下のような専用の加工戦略を開発しました。

  • 螺旋ツールパスで部品剛性を最大限に高め、底部の変形を抑制
  • 取代の最適化により、仕上げ加工時の径方向の切削抵抗を最小限に低減
  • コーナ部のスライシング加工
  • ap/aeの関係の最適化により、切削抵抗および部品の変形を最小限に低減



 

チタン合金のフライス加工専用チップ材種

S30TおよびS40Tは、さまざまなCoroMill® カッターで使用でき、正面フライス加工、肩削り加工、ロングエッジ加工、プランジ加工、高送りフライス加工、倣い加工および溝フライス加工に対応しています。これらのチップ材種により、長寿命かつ信頼性の高い、新しいレベルの加工性能が得られます。

 
 

高い切削速度と長い工具寿命を実現する材種S30T

S30Tは高生産性のチタン合金フライス加工専用に開発された材種です。超微粒子超硬母材と耐摩耗性の高いPVDコーティングの特性の組み合わせにより、 耐疲労亀裂とマイクロチッピングに対する耐性に優れた、非常にシャープな刃先を提供し、高い切削速度でも刃先を長時間のあいだ欠損なく維持できます。 

 

不安定な加工条件に対応する材種S40T

S40Tは不安定な加工条件用に開発された材種で、高じん性の超硬母材と薄膜CVDコーティングを組み合わせたものです。びびりに強く、その他の厳しい加工条件でも長時間加工が可能です。摩耗の進行が遅いため、刃先が欠損しにくく、安定した加工性能を発揮します。

チタン合金のフライス加工用材種S30T

 

 

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2Dポケットの仕上げ加工

2Dポケットの仕上げ加工には、専用の超硬ソリッドエンドミルが最適な選択肢です。

チタン合金用として開発されたこれらのエンドミルにより、びびりがない、高い切りくず排出量の深いポケット加工が可能です。

他にも、高い切削条件での高精度および長い工具寿命といった利点があります。

 

コーナのフライス加工-スライシング加工

CoroMill Pluraとスライシング加工は、チタン合金製部品のコーナの加工に最適な組み合わせです。マルチパスにより被削材を効果的に削り、径方向切込み比率/食いつき角と切削抵抗を確実に一定の低い値に抑えます。

コーナのスライシング加工

 

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その他の動画
 
 
 

正面荒フライス加工

時計回りのロールイン加工を行います(反時計回りでは、切りくず厚さが厚くなる問題が解決されません)。ロールイン加工では抜け際での切りくず厚さが常にゼロになるため、高送りと長い工具寿命が可能になります。丸チップカッターでは、アプローチリ角と切りくずが薄くなる効果により、最高の生産性と工具寿命得ることができます。CoroMill® 300とS30TおよびS40Tの組み合わせは、スルークーラントおよびクロスピッチオプションに対応し、チタン合金の加工に最適です。使用可能なチップサイズは、最大20 mm(ミリ表示)または1.0"(インチ表示)です。 


切削の入り際

 

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その他の動画


チタン合金のフライス加工用材種S30T







 

2D倣いフライス加工

サンドビック・コロマントは、この加工向けに荒加工から仕上げ加工までのトータルソリューションをご提供します。荒加工では、CoroMill® 690とチタン合金専用材種のS30TおよびS40Tが最適な組み合わせです。チップ底面の軸方向の溝によるチップ固定システムがチップの動きを抑制し、安全に高い切りくず排出量が得られます。この設計により、切削抵抗が低減され、消費動力も最小限に抑えることができます。各クーラント穴はねじが切ってあり、高圧クーラント対応の小径ノズルが装着可能です。

CoroMill 690
 

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その他の動画:

チタン合金のフライス加工用材種S30T



CoroMill® 690と新材種S30Tを組み合わせた加工事例

加工部品:​パイロン
加工内容:肩削り荒加工
被削材:Ti-6Al-4V、350 HB、鍛造、高硬度材
工具:他社品 / R690-10 Dc 80 int
クーラント:高圧クーラント

他社品

S30T

切削速度 vc (m/min)
​73
​60
回転数 (rpm)
​290
​238
テーブル送り Vf (mm/min)
​232
​232
刃数 z
​5
​5
​刃当たり送り fz
​0.16
​0.19
最大切りくず厚さ hex (mm)
​0.12
​0.16
​軸方向切込み ap (mm)
​45
​45
径方向切込み ae (mm)
​10
​10
工具寿命(分)
​60
​84
工具寿命(加工ワーク数)
​10
​14

結果:CoroMill 690と材種S30Tの組み合わせの加工能力は、他社品と比べて40 %以上も上回りました。

 


 
 

仕上げ加工には、サンドビック・コロマントの仕上げ用ロングエッジカッター(別名、ドリームカッター)を推奨します。これにより、Ra 0.6~1.2の加工面粗さが得られ、加工面上の段差が緩やかな波状になります。

平均的な平面度は山から谷までで0.025~0.038 mmです。
 

 

 

 

高圧クーラント

 

刃先へのクーラント噴射で円滑な生産が可能
 

大量のチタン合金を加工する場合は、常にできれば高圧でクーラントを使用することを推奨します。チタン合金のフライス加工で高圧クーラントを使用することにより、通常のクーラント圧と比べ、工具寿命が2倍に伸びます。溶着した切りくずが吹き飛ばされ、工具損傷の原因となる切りくずの再切削を防止します。

 推奨事項:
  • スピンドルおよび工具の内部給油
  • クーラントの流量と圧力はクーラント穴のサイズと数および加工方法を考慮
  • クーラント圧を上げるためにノズルは小さいサイズにする
  • 推奨クーラント圧:70 bar以上
  • 推奨流量:50 リットル/分
 


高圧クーラント

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2Dポケットの荒加工-ソリューション1

2Dポケットの荒加工には、ヘリカルランピング加工を適用します。小さい切込みと最大1.0 mmの刃当たり送りでCoroMill 210高送りカッターを使用することにより、軽快かつ速い送りと卓越した切りくず排出量が得られます。この方法は、すべてのマシンコンセプトと構造に適しています。

このヘリカルランピング加工の利点は、使用工具数の削減(ドリルが不要)と柔軟性で、広範なサイズのポケットを加工することが可能です。同じプログラミング方法を使う代替工具には、CoroMill 300およびCoroMill 200などの丸チップカッターがあります。

 


2Dポケットの荒加工-ソリューション2

2Dポケットの加工では、11 mmチップとチタン合金用新材種S30Tを備えたCoroMill 390ロングエッジカッターを使用してスパイラル加工を行うことにより、卓越した切りくず排出量が得られます。ポケット加工の際は切削弧を小さく保ち、穴あけ加工やヘリカルランピング加工で大きな穴を作成し、ロールイン加工で切削を行って、大きなコーナRをプログラムすることにより、コーナでのびびりを回避します。

CoroMill 390の詳細はこちら




 

 

連続ランピング加工

 

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CoroMill 210
 

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CoroMill 300

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 スパイラル加工

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