CNC加工 ブロンズとは、その名の通り、制御された高精度のツールパスを用いてブロンズ合金を切断、成形、仕上げする加工方法です。ブロンズはアルミニウムや鋼鉄とは異なる性質を持ちます。より重く、良い意味で強靭で、微細な公差を追求する際に驚くほど安定しています。多くの工場では、腐食の問題を気にすることなく強度が求められる部品に最適な高級素材としてブロンズを扱っています。
青銅合金は、密度、自然な潤滑性、そして耐摩耗性を兼ね備えています。金属は細部までしっかりと保持し、荷重を受けても変形しにくく、長期間使用しても表面の健全性を維持します。リン青銅、アルミニウム青銅、シリコン青銅など、合金の種類によって硬度、弾力性、切削性は異なります。工具の摩耗は安定的でありながら予測可能であり、これは機械工にとって大きなメリットです。
ブロンズは、鋭利な工具、適度な送り、そして安定した治具を選べば、きれいに切削できます。薄いステンレスのようなビビリ音や、軟質プラスチックのようなベタベタしたエッジの問題もありません。寸法安定性に優れているため、部品が冷えても加工した位置が維持され、突然の反りや切削後の予期せぬ問題が発生することはありません。そのため、ブッシング、ハウジング、バルブ部品など、摺動や回転運動を伴うあらゆる部品に最適です。
青銅は、船舶用ハードウェア、ポンプアセンブリ、ベアリング、ギア、耐熱部品などに使用されています。青銅は、他の金属が腐食したり固着したりするような、汚れや湿気、摩耗の多い環境でも信頼性を維持するため、産業界で使用されています。 精密部品ブロンズは、高級感と最小限のメンテナンスで長寿命を実現します。
青銅は合金の種類によって性質が異なるため、C932からC510、あるいは高強度アルミニウム青銅に移行すると、加工方法が若干変わります。しかし、全体的には鋼よりもきれいに切れ、粘り気のある真鍮のように抵抗感がありません。
旋盤加工では、青銅は切れ味の良い切りくずと、工具の食いつきが予測しやすいという利点があります。多くの工場では荒加工を積極的に行いますが、青銅はステンレスのように熱で硬化しないため、チャタリングを起こさずに深く切り込むことができます。仕上げ加工は、特にベアリング青銅のように材料が柔らかく、工具が擦れると汚れてしまう可能性があるため、より軽い手作業が必要です。
フライス加工も同様に良好に機能します。ただし、カッターを鋭利に保ち、送り速度を過度に上げすぎないようにする必要があります。送り速度が低すぎると工具が滑って刃先が熱くなり、瞬時に鈍化します。ブロンズ材種は確実な切削片負荷を実現します。スロッティング、プロファイリング、ポケット加工など、あらゆる加工において「真鍮の食い込み」現象を起こさずに加工できるため、非常に便利です。
ドリル加工は合金の硬度によって挙動が異なります。柔らかいブロンズでは、チップの高頻度な切断が有利です。硬いブロンズでは、刃先のかじりを防ぐために、強固なセットアップとフルードクーラントが適しています。スプリットポイントドリルは刃の振れを抑え、超硬合金は耐久性に優れます。
ブロンズ部品の中には、明らかにフライス加工が必要なものもありますが、旋盤にかけないと加工できないものもあります。この2つの加工方法を比較検討されている場合は、フライス加工と旋盤加工の比較記事で、それぞれの加工に適した点を解説しています。
青銅は研磨性はありませんが、鈍い形状はすぐに摩耗してしまいます。ですから、ルールはシンプルです。鋭い工具を使い、それを鋭く保つことです。本格的な量産には超硬合金が標準です。高速度鋼は、単発の作業や試作にのみ適しています。
すくい角をニュートラルまたはわずかにプラスにすることで、切削力が切削面に引き込まれることなく一定に保たれます。プラスのすくい角が大きすぎると、柔らかい青銅では刃先が食い込みやすくなりますが、刃先をしっかりと研磨することでこの問題は解消されます。フライス加工では、2枚刃または3枚刃の超硬工具を使用すると、特に青銅が詰まりやすい狭いポケットにおいて、切りくずを逃がすスペースが確保されます。
優れたRa値を求めるなら、研磨された工具は大きな違いをもたらします。ブロンズは刃先にマイクロチップが入り始めると、表面仕上げにすぐに現れ、非常に扱いにくくなります。アルミニウムよりも早めに工具を交換してください。ブロンズはしばらく摩耗を隠せますが、その後、仕上げが急激に悪くなります。
機械工が実際にブックマークする部品は次のとおりです。
ほとんどの青銅合金は、硬さと剛性にもよりますが、超硬合金では300～800 SFMの範囲で問題なく切削できます。硬質アルミニウム青銅は切削速度が低く、リン青銅や軸受合金は問題なく高速切削が可能です。送り速度は驚くほど高く維持でき、青銅はしっかりと押し込むことでカッターが切削面に接触せず、切削面に留まります。
大まかなガイドライン:
クーラントは必須です。青銅は加工硬化しませんが、熱は工具寿命に急速に影響します。フラッドクーラントは、切粉が刃先に溶着するのを防ぎ、温度上昇時に見られる表面仕上げの急激な劣化を防ぎます。公差の厳しい穴加工では、クーラント循環によって部品温度が安定するため、サイクル途中での測定値のドリフトを防ぎます。
ブロンズは、基本的に大人のように鋭い工具を使い、適切なチップロードと安定した温度を保つことで報酬を得られます。そうすることで、CNCブロンズ加工 ワークフロー内でよりクリーンで予測可能な素材の 1 つになります。
形状や公差について触れる前に、まず一つ言っておきたいことがあります。青銅は、優れた設計が報われる素材の一つです。合金の挙動を考慮して形状を計画することで、加工はよりクリーンで、より速く、より予測可能なものになります。
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