小径のエンドミルの折損防止の方法

Question

小径のエンドミルがすぐ折損してしまい困っている

微細形状加工に小径のエンドミルを使用していますが、チッピングや折損が起こりやすく困っています。どのように対策をすればよいでしょうか？

Answer

振れ精度

小径のエンドミルは剛性が低いため折損しやすい工具ですが、その原因の第一は、工具自体の振れや保持具により発生した振れの影響によるものです。
折損を防止するには、振れ精度の管理を徹底することが必要ですが、焼ばめホルダのように保持精度が高い保持具を使用することが有効です。

切削速度を上げて切削特性を高める

一般的にエンドミル刃先の切削特性は、十分な切削速度がなければ発揮されません。小径のエンドミルは、回転速度を上げても切削速度がそれほど上がらず、特にボールエンドミルの場合、実切削部の工具径がかなり小さくなるため、刃先の切削特性が十分に発揮されない状態で使用されていることが多くあります。小径のエンドミルを使用する場合は、実切削速度を意識した対応が必要です。

切り込み量の最適化

小径エンドミルは剛性が低いため、過剰な切り込み量は折損を招きます。折損が生じた場合は、切り込み量を小さくしてください。
また、切り込み量の変化を抑え、突発的な負荷が工具にかかることを避けることも重要です。特にコーナー部は切り込み量が大きくなり、エンドミルにかかる負荷が増大しやすい箇所なので、前加工を1工程増やすなど、小径のエンドミルの切り込み量を均一にすることが必要です。
切り込み量を均一化するにはトロコイド工具軌跡などが有効です。ただし、円弧の軌跡を動くトロコイド工具軌跡は、直線送りよりもツールパス自体が長く加工時間が長くなるため、その分切削条件を高めることが必要です。