製造中の冷間鋳鉄製カムシャフト
よくある問題点：断続切削が顕著なために、頻繁に粗削り刃先損傷が発生し、サイクル挙動が不安定になる。
工程の方向性：カムローブの荒加工には一体型ろう付けCBNインサートを優先的に使用し、その後、荒加工時の妥協点が最終表面に持ち込まれないように、半仕上げ用インサートと仕上げ用インサートの割り当てを分けてください。
カムシャフトの硬質旋削加工では、 HRC58～64程度の硬度を持つ冷間鋳鉄や浸炭焼入れ鋼を加工する際に、切削刃に様々な要求が生じます。カムローブは断続的な切削を周期的に発生させ、ジャーナルは安定した寸法精度を要求し、逃げ溝は切削負荷を狭い領域に集中させます。UHDは、あらゆる加工に同じインサートタイプを使用するのではなく、加工領域と加工目標に合わせてインサートの構造、刃先の信頼性、摩耗特性を最適化する、プロセスベースのCBNインサート構成を採用しています。
カムシャフトは、1つのワークピース上で複数の切削条件を併せ持ちます。カムローブの形状変化により、切削刃に繰り返し負荷がかかり、また、硬化材は摩耗と熱負荷を増加させます。仕上げ加工では、工具の摩耗が徐々に進行するだけでも、形状精度、波状度、表面の均一性に影響を与える可能性があります。逃げ溝加工では、さらに局所的なリスクが加わります。集中した力が、刃先の欠け、溝寸法の不安定性、または異常摩耗を引き起こす可能性があります。
カムローブの形状は切削刃に周期的な衝撃を与えるため、荒加工時には切りくず抵抗が主要な懸念事項となる。
カム形状は、特に高精度仕上げ加工において、工具摩耗や加工工程のばらつきの影響を受けやすい。
仕上げ工程では、生産性の高い切削条件と、一貫した表面品質、そして波打ちリスクの低減とのバランスを取る必要がある。
溝加工には、溝の幅、深さ、刃先の状態、局所的な切削負荷を制御するための専用の形状が必要となる。
以下の構成は、耐衝撃性、予測可能な摩耗、寸法安定性、および表面品質という相反する要件を分離したものです。これは、HRC58～64の範囲のチル鋳鉄または浸炭焼入れ鋼を用いたカムシャフトの硬旋削加工用途を想定しています。
| 加工エリア／ステージ | 推奨UHD CBNインサートシリーズ | 主要目的 | 構成の根拠 |
|---|---|---|---|
| カムローブの粗削り | 一体型ろう付けCBNインサートシリーズ | 耐衝撃性と確実な材料除去 | より大きな切削量、より強い断続的な衝撃、および刃先欠けのリスクが高い荒削り条件に適しています。 |
| ジャーナルとカム側面、半仕上げ | 複合ろう付けCBNインサートシリーズ 非コーティング構成 |
仕上げ作業に適した安定した寸法と管理された在庫 | 荒加工と仕上げ加工間のより安定した移行をサポートし、予測可能な加工挙動と寸法の一貫性を重視します。 |
| カムプロファイル仕上げ | コーティングされたCBNインサート | プロファイル精度、耐摩耗性、表面の均一性 | カムプロファイルの品質と均一な仕上げ面を維持するために、安定した摩耗挙動が重要な仕上げ作業向けに構成されています。 |
| 高度な仕上げを要求する | ソリッドCBNインサートシリーズ | より高いプロファイルと表面性能の可能性 | プロファイル制御、表面の完全性、または標準仕上げ後の一貫性に関して、より高度な要求が求められる用途向け。 |
| ジャーナルのリリーフ溝 | CBN溝加工インサートシリーズ | 溝幅と溝深さの制御、およびエッジの信頼性の向上 | 専用の溝形状設計により、集中荷重への対応が容易になり、より安定した溝形状とエッジ品質を実現します。 |
単一のCBNインサートでは、カムシャフトのすべての加工において最適なバランスが得られるとは限りません。荒削り加工では中断や負荷変動に耐える必要があり、仕上げ加工では摩耗の制御と安定した切削条件が求められます。また、溝加工では、独自の力パターンに合わせて設計された形状が必要です。これらの作業を分離することで、切削抵抗と精密仕上げ性能の間の矛盾を軽減できます。
よくある問題点：断続切削が顕著なために、頻繁に粗削り刃先損傷が発生し、サイクル挙動が不安定になる。
工程の方向性：カムローブの荒加工には一体型ろう付けCBNインサートを優先的に使用し、その後、荒加工時の妥協点が最終表面に持ち込まれないように、半仕上げ用インサートと仕上げ用インサートの割り当てを分けてください。
共通の懸念事項： HRC58～64の材料では、工具の摩耗が進むにつれて、形状や表面の均一性を維持することが難しくなる。
工程の方向性：安定した半仕上げ段階では複合ろう付けCBNを使用し、仕上げ段階ではコーティングCBNを使用する。より高い超仕上げレベルが必要な場合は、固体CBNの使用を検討する。
よくある懸念事項：ある加工ラインでは、ローブ、ジャーナル、側面、逃げ溝などを、大きく異なる負荷条件下で加工する可能性がある。
加工方向：特徴×加工段階ごとに工具を構成します。ローブの荒加工と仕上げ加工を分離し、必要に応じて専用の半仕上げ加工を維持し、逃げ溝には専用のCBN溝加工インサートを使用します。
推奨インサートシリーズは構成の枠組みを提供するものであり、工程検証の代替となるものではありません。最終的なCBNインサートのグレード、形状、エッジ加工、および切削パラメータは、実際の生産条件下でサンプル切削を行い、確認する必要があります。
河南省UHDウルトラハードツールズ株式会社は、精密金属切削加工向けにCBN切削工具およびカスタムツーリングを提供しています。カムシャフトの硬旋削加工においては、UHDは加工チームと連携し、材料の状態、機械の能力、ワーク保持方法、材料分布、断続切削特性、最終寸法要件などを検討します。
標準構成にさらなる調整が必要な場合、UHDは形状、エッジ加工、プロセス調整などを含む、非標準のインサートおよびツーリング開発をサポートします。ライフサイクル指向のツーリングアプローチの一環として、工具の再研磨や再生オプション、およびアプリケーションガイダンスも検討できます。
HRC58～64のカムシャフトの硬旋削加工において、最も確実な方法は、CBNインサートの選択を実際の加工作業に合わせることです。具体的には、断続的なカムローブには耐衝撃性の荒加工、ストック量を制御するには安定した半仕上げ加工、形状と表面の一貫性を確保するには摩耗に重点を置いた仕上げ加工、逃げ溝の制御には専用の溝加工を行います。
加工対象物、数量、および必要な工具についてお知らせください。弊社チームが最適なソリューションをご提案いたします。
