超硬フライスカッター

   水上の空母であれ、空の戦闘機であれ、あるいは最近打ち上げられた100億ドルのウェッブ宇宙望遠鏡であれ、非常に強力な切削工具があり、すべてそれを使って加工する必要があります。タングステン鋼のフライスです。タングステン鋼は非常に硬く、手作業による大量生産で製造される鋼の中で最も硬いタイプです。炭素を除くほぼすべての鋼を加工できます。非鋼は硬質合金としても知られ、主に炭化物と焼結コバルトで構成されています。炭化タングステン粉末はタングステン鉱石から製錬されます。中国は世界最大のタングステン鉱山国であり、タングステン確認埋蔵量の58％を占めています。

    タングステン鋼フライスを製造するにはどうすればよいですか?現在、粉末冶金技術が一般的に使用されています。まず、タングステン鉱石からタングステン粉末を作り、その粉末を機械で設計された型にプレスします。プレスには1000トン近い重さの研削盤が使用されます。タングステン粉末は通常、高度な均等浸漬成形法によって成形されます。粉末と金型壁の間の摩擦は小さく、ビレットは均一な力と密度分布を受けます。製品のパフォーマンスが大幅に向上します。

  タングステン鋼フライスは円筒形なので、プレスされたタングステン鋼は円柱になります。現時点では、タングステン鋼は粉末のブロックを可塑剤で貼り合わせたものにすぎず、その後焼結する必要があります。

  これは、圧縮されたタングステン粉末ロッドを装入し、それらを一緒に押して主成分の融点まで加熱し、粉末粒子の凝集体を粒子の崩壊に変える大型の焼結炉です。

  具体的には、まず、低温で仮焼成した後、成形剤を除去し、中温で結晶化焼成を行い、高温で焼成を完了する。焼結体の密度が増加し、冷却中にエネルギーが集められ、材料に必要な物理的および機械的特性が得られます。焼結は粉末冶金において最も重要なプロセスです。

室温まで冷却したタングステン鋼合金を取り出し、センタレス研削の次のステップに進みます。ハートレス研削はタングステン鋼の表面が非常に粗くて硬い研磨プロセスです。したがって、研削可能なダイヤモンドは、2つのダイヤモンドブラシホイールによって材料表面を連続的に研削することになります。このプロセスでは大量の熱が発生するため、冷却剤の継続的な表面処理が必要です。完成後はタングステン鋼棒材の完成品となります。棒材の製造は単純そうに見えますが、実際には、タングステン粉末の最初の調製から、制御された焼結による高品質粒子の形成まで、高度な技術内容を含んでいます。

  このとき、作業員はタングステン鋼棒の角の欠けや損傷がないか、長さの誤差や汚れがないかを検査してから梱包して販売します。タングステン鋼の密度は非常に高く、このような箱の重さは成人男性の重さになります。トラックに積み込んで工具加工工場に輸送し、タングステン鋼棒をさらにフライスに加工することができます。

  私の株州ワットを例に挙げると、工具工場がタングステン鋼の棒材料を受け取ると、最初のステップはタングステン鋼を露出させ、欠陥製品がないかチェックすることです。不良品はすべて取り除き、メーカーに返品させていただきます。タングステン鋼フライスにはさまざまな加工環境に対応するため、工具工場が工具の研究開発も担当しています。

  お客様からご提供いただいた加工条件や材質をもとに、エンジニアがお客様のニーズに合わせた工具形状を設計いたします。フライスカッターのクランプを容易にするために、材料の尾部を面取りします。面取りされた尾部が台形であることがはっきりとわかります。ツールホルダーはCNC工作機械を接続するブリッジであり、ツールホルダーに簡単に取り付けることができます。面取り後、専門的に言う高低面の垂直方向のみの段差となるバー材を切断して挿入していきます。

  ここでは、旋削と同様の方法で棒材の大まかな外形を加工しますが、切削加工においてもクーラントによる継続的な冷却が必要です。

  フライス製造において刃先加工は主な工程であり、切削加工機は工具加工工場の主要設備である研削盤です。輸入された 5 軸 CNC グラインダーは非常に高価で、通常は 1 台あたり数百万ドルかかります。研削盤の数は切削工具の生産量を決定し、研削盤の性能は切削工具の品質にも影響します

  例えば、研削盤の剛性が強ければ加工時の振動が小さく、製造されるフライスは高精度になるため、研削盤にとって精度は非常に重要です。研削盤には多機能があり、作業効率が大幅に向上します。これらの機械はあらゆる種類の工作機械を備えており、索道圧力の自動調整、材料の積み下ろしが可能で、たとえ監督なしでも 1 人で複数の工作機械を監視できます。

  使用中の最初のステップは、ロッドのジャンプを確認することです。ジャンピングテストに合格した後、ロッド本体の排出溝、刃先、フライス刃各部をブラシホイールで研削し、グラインダーで加工します。同様に、ダイヤモンド砥石も大量の切削油を使用して使用されます。直径 4 ミリメートルのタングステン鋼フライスカッターは、通常、完了するまでに 5 ～ 6 分かかります。しかし、これも研削盤によって決まります。一部の研削盤は多軸で高効率を備えており、複数のタングステン鋼フライスを同時に加工できます。加工後、タングステン鋼棒がフライスに変形し、フライスがまだ半完成品であることがわかります。お客様の注文に応じて切削工具はパレタイズされ、超音波洗浄室へ送られます。切断後は、不動態化を容易にするために、まず切削工具を洗浄してブレード上の切削液と油の残留物を除去します。

  洗浄しないと後工程に影響を及ぼします。次に、不動態化処理を行う必要があります。パシベーションは文字通り不動態化と訳され、刃先のバリを除去することを目的としています。刃先のバリは工具の摩耗を引き起こし、加工されたワークの表面を荒らす可能性があります。このようなサンドブラスト不動態化では、圧縮空気を動力として使用し、高速ジェット材料をツールの表面にスプレーします。不動態化処理後の刃先は非常に滑らかになり、欠けのリスクが大幅に減少します。ワークピースの表面平滑性も向上します。特にコーティング工具の場合は、コーティングを工具表面により強固に付着させるために、コーティング前に刃先に不動態化処理を施す必要があります。 

  不動態化後、再度洗浄する必要があります。今回の目的は、ツール本体に残った粒子を洗浄することです。この繰り返しの工程により、工具の潤滑性、耐久性、寿命が向上します。一部の工具工場ではこの工程がありません。次に、ツールはコーティングに送られます。コーティングも非常に重要なリンクです。まず、ペンダントにツールを取り付け、コーティングするエッジを露出させます。当社では、コーティングされた材料を物理的方法で蒸発させ、ツール表面に蒸着する PVD ​​物理蒸着を使用しています。具体的には、まずフライスを真空にし、必要な温度までベーキングおよび加熱し、200V～1000Vの電圧でイオンを照射し、機械をマイナスの高電圧で5～30分間放置します。次に、電流を調整してメッキ材料を可溶にし、多数の原子や分子を蒸発させて液体メッキ材料または固体メッキ材料の表面に残すか、昇華させて最終的に身体の表面に堆積させます。蒸着時間が終了するまで必要に応じて蒸発電流を調整し、冷却を待ってから炉から出ます。適切なコーティングにより、工具寿命が数倍に延び、加工されるワークの表面品質が向上します。

  ツールコーティングが完了すると、基本的に主要な工程は全て完了となります。この時点で、タングステン鋼フライスを工作機械に取り付けることができます。新しくコーティングされたフライスを梱包室に引き込み、梱包室で再度フライスを注意深くチェックします。アニメ顕微鏡を通して、刃先が折れていないか、精度が要件を満たしているかを確認し、マークに送り、レーザーを使用してハンドルに工具仕様を彫刻し、タングステン鋼フライスを箱詰めします。当社のフライス出荷量は通常数千トン、場合によっては数万トンであるため、自動包装機は使用できません。少量であれば、多くの人的資源と財政的リソースを節約できます。インテリジェント無人工場は今後のトレンドです。 

  タングステン鋼フライスをゼロから成長させるのを防ぐには、多くのプロセスが必要です。 近年、工具業界の急速な発展に伴い、多くの工具会社が国内でまだ完全に管理されていない技術点の独自の研究開発を開始しています。コーティング技術や5軸精密研削盤などの技術が普及し、徐々に輸入品に置き換わる傾向を示しています。