PCD および CBN インサートの選択

立方晶窒化ホウ素インサートは、軽度の半仕上げおよび仕上げ加工に最適です。

地球上で最も硬いカッターの製造には、いくつかの激しいプロセスと化学が必要です。 多結晶ダイヤモンド (PCD) 工具と立方晶窒化ホウ素 (CBN) は、それぞれ最も硬いインサート材料のリストの 1 番目と 2 番目に挙げられますが、その構成はまったく異なります。

化学の本質には触れませんが、材料と結合の比率に基づいて、これらのインサートのさまざまなグレードを形成するために、極度の熱、焼結、および圧力がすべて使用されます。

BIG Daishowa はホルダーを専門としていますが、ボーリング工具用のカスタムチップブレーカー形状を備えた CBN および PCD チップチップも提供していますが、このスタイルのツーリングに関する質問がよくあります。 シニア製品スペシャリストのマット・テーゲルマン氏に、最もよくある質問をいくつか尋ねました。 ここで彼の答えを紹介します。

Q: 工具保持の専門家として、工具とホルダーのインターフェースの重要性をどのように説明しますか? A: PCD と CBN には最も安定した条件のみが適しています。 硬度が高いと非常に脆い特性を持ちます。 工具や治具の剛性が理想的でない場合、またはワークピースに過剰なボイドによって引き起こされる深刻な高調波がある場合、切断部分に振動が現れる可能性があります。 これはダイヤモンド刃先の工具寿命の低下につながります。 このような場合には、超硬インサートを使用するのが最善です。

Q: PCD と CBN インサートの最大の違いは何ですか?A: PCD インサートは、その極めて高い硬度により、これらの非鉄材料で非常に長い工具寿命を実現するため、アルミニウムおよびマグネシウムの用途、およびカーボンファイバー部品の場合には第一の選択肢となります。

これは合成ダイヤモンド (ほぼ純粋な炭素) であるため、鋼や鋳鉄などの鉄材料の機械加工には使用できません。700 度を超える温度では、炭素原子が部品材料と反応して炭化鉄を形成し、ダイヤモンド構造が崩壊する。

PCD は、アルミニウムにシリコン含有量が 5% を超える場合、摩耗につながる摩耗性に抵抗するために特に必要です。

CBN は主元素としてボロンを使用します。 ホウ素は炭素と似た結晶構造を持っていますが、鉄との親和性がありません。

CBN は既知の材料の中で 2 番目に硬く、華氏 1,800 度を超える切削温度に耐えることができます。CBN は鋼または鉄の機械加工に適しており、通常は少なくとも 50 HRC を超える硬化鋼を加工する場合の最初の選択肢の 1 つです。仕上げのみに使用されます。 断続切削には、可能な限り安定性の高い工具が必要です。そうしないと、うまく機能しません。

CBNにはいくつかのグレードがあり、セラミックスや金属などのバインダーを添加して特性を変えています。 特定の特性に合わせて結晶構造の粒径を微調整することもできます。 高いCBN含有量と超微細粒径の組み合わせは最も硬く、焼入れ鋳鉄や粉末金属の連続加工に適しています。

立方晶窒化ホウ素工具にはさまざまなグレードがあり、セラミックスや金属などの結合剤を添加して特性を変化させます。

CBNインサートもコーティング可能です。 たとえば、硬化鋼の機械加工には、TiCN コーティングを施した中粒度の CBN 材料が推奨されます。

Q: PCD および CBN インサートの最適な最小/最大切り込み深さはどれくらいですか? A: PCD および CBN チップは、軽度の中仕上げおよび仕上げ加工に最適です。 インサートのノーズ半径に応じて、一般的に直径は最大 0.040 インチ、最小は 0.004 インチまでをお勧めします。

Q: 表面仕上げと工具のノーズ半径の関係は何ですか? A: ノーズ半径が大きいほど、所定の送り速度でより良い表面仕上げが得られます。 したがって、半径が大きいほど、工具をより速く送りながら、良好な仕上げを得ることができます。 トレードオフとしてツールのプレッシャーが生じます。 半径が大きいと工具のたわみが大きくなり、ある時点でビビリが発生する可能性があります。 重要なのは、チャタリングのない結果を生み出す最大の半径を見つけることです。