会社のニュース 冷却剤 の 穴 を 持つ cemented carbide rod:熱 痛 点 を 加工 する ため の 効率 的 な 解決策

/* 金型製造、深穴ドリル加工、高速フライス加工などの産業シナリオでは、超硬合金ロッドがコア切削工具や成形工具の基材として使用されています。しかし、従来の超硬合金ロッドには重大な欠点があります。それは、機械加工中に発生する熱を迅速に放散できないため、工具エッジが軟化し、摩耗が加速し、さらにはワークの精度が損なわれることです。クーラント穴付き超硬合金ロッドは、ロッド内部に貫通または半貫通のクーラントチャネルを事前に設計することで、この問題を解決し、クーラントが切削エッジまたは機械加工エリアに直接到達できるようにし、熱を発生源で制御します。 *//* この設計は、超硬合金ロッドの耐用年数を 30%～60% 延長するだけでなく、機械加工効率を 20% 以上向上させます。また、高温によるワークの変形を軽減するため、硬質材料 (ステンレス鋼やチタン合金など) や複雑な加工シナリオでの機械加工に特に適しています。 *//* この記事では、クーラント穴付き超硬合金ロッドのコアバリュー、構造タイプ、適用シナリオ、および使用上の重要なポイントを解説します。すべての内容は、産業界の実践的な経験に基づいており、この工具アップグレードソリューションをすばやく習得するのに役立ちます。 */

従来のソリッド超硬合金ロッドは高い硬度を持っていますが、高温は中速から高速の機械加工や、加工が難しい材料のシナリオでの性能を制限します。具体的な課題は、次の 3 つのカテゴリにまとめられます。

切削または成形中の超硬合金ロッドとワークピース間の摩擦により、300～800℃の局所的な温度が発生します。超硬合金自体は耐熱性がありますが、高温が長時間続くと、工具エッジの結合相 (コバルトなど) が軟化し、耐摩耗性が低下します。例：従来の超硬合金ロッドで 304 ステンレス鋼を機械加工する場合、エッジの摩耗は通常の炭素鋼を機械加工する場合よりも 2～3 倍速く、平均してわずか 50 個のワークピースを加工した後に工具交換が必要になります。

従来の機械加工では、クーラントは外部スプレーでのみ適用されます。しかし、機械加工経路 (深穴、止まり穴など) や工具構造により、クーラントが切削エッジに浸透するのが困難です。たとえば、深穴ドリル加工中、外部クーラントは穴の底に到達する前に加熱され、冷却効果が大幅に低下し、穴壁の精度偏差が 0.02mm を超える原因となります。

放熱されない熱はワークピースに伝達され、局所的な熱変形を引き起こします。例：薄肉金型部品を機械加工する場合、従来の超硬合金ロッドによって発生する熱がワークピースのエッジを歪ませ、複数の後続修正が必要となり、加工コストとサイクルが増加します。

クーラント穴付き超硬合金ロッドは、内蔵チャネルを使用してクーラントを「問題のある場所に直接」供給することにより、上記の問題を根本的に解決し、「冷却、耐摩耗性、精度」の 3 つの改善を実現します。

従来のソリッドロッドと比較して、クーラント穴設計は単なる「穴あけ」プロセスではありません。機械加工のニーズに基づいてチャネル構造を最適化し、最終的に 4 つのコアメリットを実現します。

クーラントは、内蔵チャネルを介して工具エッジに直接到達し、摩擦熱の 70% 以上を迅速に放散し、エッジ温度を 200～400℃ (超硬合金結合相の安定範囲) に制御します。実際のケースでは、

• チタン合金を機械加工する場合、クーラント穴付き超硬合金ロッドは 80～120 個のワークピースで持続しますが、従来のロッドはわずか 40～60 個で、耐用年数が 50% 向上します。
• 深穴ドリル加工のシナリオでは、従来のロッドは高温のため、2 時間ごとにエッジの再研磨が必要ですが、クーラント穴付きロッドは、この間隔を 4～5 時間に延長し、工具交換によるダウンタイムを削減します。

温度制御により、超硬合金ロッドはより高い切削速度に耐えることができます (従来のロッドよりも 15%～25% 高速)。例：

• 45# 鋼をフライス加工する場合、従来のロッドの安全な切削速度は 80～100m/min ですが、クーラント穴付きロッドは 100～125m/min に達することができ、1 バッチあたりの加工時間を 20% 短縮します。
• 自動車部品の大量生産では、効率の向上は生産性の向上に直接つながります。8 時間の労働日を基準とすると、クーラント穴付きロッドは 30～50 個のワークピースをさらに加工できます。

リアルタイムのクーラント冷却により、熱がワークピースに伝達されるのを防ぎ、薄肉部品や精密部品の機械加工に最適です。例：

• 2mm 厚のステンレス鋼薄肉部品を機械加工する場合、従来のロッドで加工されたワークピースの反りは 0.1mm に達しますが、クーラント穴付きロッドはこれを 0.03mm 以内に制御し、その後の修正の必要性をなくします。
• 金型キャビティの機械加工では、クーラント穴付きロッドは寸法精度誤差を ±0.005mm 以内に制御でき、精密金型の要件を満たします。

従来のロッドが苦戦するシナリオ (深穴 (深さ > 直径の 10 倍)、止まり穴、硬質材料 (HRC > 40) など) では、クーラント穴設計が制限を克服します。

• 深穴加工 (エンジンブロックのオイル通路穴など)：クーラントはチャネルを介して穴の底に到達し、切りくずの蓄積や穴壁の傷を防ぎます。
• 硬質合金の機械加工 (ニッケル基合金など)：温度制御により、超硬合金ロッドのエッジが「熱脆性」によって欠けるのを防ぎ、機械加工の安定性を大幅に向上させます。

さまざまな機械加工のニーズは、穴の数、分布、および貫通におけるコアの違いがある、さまざまなチャネル設計に対応します。以下は、業界で最も一般的に使用されている 3 つのタイプで、主要な選択ポイントを比較した表を示します。

1. 機械加工タイプ: 深穴/中央切削には「中央単一穴」、マルチエッジ/正面機械加工には「マルチサイドホール」、高速回転/ねじ加工には「スパイラルホール」を選択します。
2. ロッド直径: ロッド直径が小さいほど、対応する穴も小さくする必要があります (ロッドの強度を低下させないため)。たとえば、φ6mm ロッドは φ2mm 穴に、φ20mm ロッドは φ4～5mm 穴に適合します。
3. クーラント圧力: 高圧 (>5bar) は小径穴に適しており (目詰まりを防ぐため)、低圧 (2～3bar) は大径穴に適しています (流れを確保するため)。

クーラント穴付き超硬合金ロッドは優れた性能を提供しますが、使用中の詳細がその耐用年数と効果に直接影響します。次の 4 つの点に焦点を当てます。

• 「水性防錆クーラント」(乳剤、合成クーラントなど) を優先します。純粋な油性クーラントは避けてください (高粘度で穴が詰まりやすい)。
• 腐食しやすい材料 (ステンレス鋼、チタン合金など) を機械加工する場合、クーラントには防錆剤 (濃度 >5%) を含み、穴壁の錆や目詰まりを防ぐ必要があります。

• 使用前：残留切りくずや不純物がないか確認するために、圧縮空気 (0.3～0.5MPa) で穴を吹き飛ばします。
• 長期保管後：穴をきれいな水で洗い、乾燥させ、防錆油を塗布します (穴壁の酸化を防ぐため)。
• 目詰まりが発生した場合：穴を細い鋼線 (穴の直径よりわずかに小さい) で優しく清掃します。無理に突っ込まないでください (チャネルを損傷しないように)。

• 穴の近く (特にマルチサイドホールとスパイラルホール設計) での研削を避け、穴のエッジへの砥石の損傷を防ぎます。
• 研削後：穴が妨げられていないか確認します。穴の開口部にバリがある場合は、細かいサンドペーパー (1000# 以上) で優しく研磨します。

• 対応する工具ホルダーにはクーラントポートが必要であり、ポートはロッド穴と一致している必要があります (偏差 ≤0.5mm) して、クーラントの漏れを防ぎます。
• 最初の使用前：機械加工を開始する前に、クーラントの流れをテストします (漏れや目詰まりがないことを確認します)。

事実: よく設計された穴構造 (穴の直径 ≤ ロッド直径の 1/3、応力集中領域から離れた穴) は、強度を大幅に低下させません。たとえば、φ4mm の穴がある φ15mm ロッドは、依然として 2500MPa を超える曲げ強度を持ち、ほとんどの機械加工シナリオのニーズを満たしています。実際、温度制御により、ロッドへの「熱応力損傷」が軽減され、全体的な耐久性が向上します。

事実: 低速機械加工 (深穴ドリル加工、加工が難しい材料など) であっても、この設計が必要です。たとえば、ニッケル基合金を低速で機械加工する場合でも、材料の硬度が高いため、摩擦熱が集中します。従来のロッドは放熱性が悪いためすぐに摩耗しますが、クーラント穴付きロッドは継続的な冷却により安定性を維持します。

事実: 穴の設計は、シナリオに大きく依存します。普遍的な使用は、効果の低下につながります。たとえば、「中央単一穴」ロッドを正面フライス加工に使用すると、クーラントがマルチエッジ領域をカバーできなくなり、「マルチサイドホール」ロッドの冷却効果のわずか 30% しか得られません。逆に、「マルチサイドホール」ロッドを深穴ドリル加工に使用すると、クーラントが穴の底に到達できなくなり、切りくずが蓄積します。

よりグレードの高い超硬合金グレードへのアップグレード (コストが 50% 以上増加) と比較して、クーラント穴設計はコストに 10%～20% しか追加されませんが、耐用年数が 30%～60% 長くなり、効率が 20% 以上向上します。これは、コスト効率の高いアップグレードソリューションです。特に精密機械加工、加工が難しい材料の加工、大量生産において、これらのロッドは従来の工具の高温に関する課題を直接解決し、全体的な加工コストを削減します。

機械加工シナリオで、工具の急速な摩耗、ワークピースの精度不良、または深穴加工の困難さなどの問題に直面しており、クーラント穴付き超硬合金ロッドの選択方法がわからない場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様の機械加工タイプ (ドリル加工/フライス加工/成形)、ワークピース材料、および精度要件に基づいて、カスタマイズされた穴設計とロッドソリューションを提供できます。