チタン航空宇宙部品におけるトロコイドミーリングと従来式ミーリングの比較

チタンは熱伝導性が低く、強度が高いことから、切削加工が非常に困難であると知られています。 航空宇宙OEMメーカー がより狭い公差と短納期を求める中で、 製造者 トロコイド加工の高精度と従来式 ミーリングの 高速性のいずれかを選択する必要があります。2025年のこの分析では、実際のタービンブレード生産データを使用して両加工方法を比較評価します。

方法論

1.テスト設定

・ワーク：Ti-6Al-4V ELI（グレード23）ブロック、50×80×150mm。

・工具：

トロコイド方式：Sandvik Coromant R217.69-1610.0-09-4A（Ø16mm、4枚刃）

従来方式：Kennametal HARVI Ultra 8X（Ø20mm、5枚刃）

・工作機械：DMG MORI DMU 80 monoBLOCK（HSK-A63、15,000rpm）

2.測定プロトコル

・切削力：Kistler 9257B ダイナモメーター

・工具摩耗：Olympus DSX1000 デジタル顕微鏡（ISO 8688-2）

・表面粗さ：Mitutoyo サーフテスターSJ-410（Ra、Rz）

結果と分析

1.薄肉加工（壁厚3mm）

・トロコイド方式：±0.05mmの公差維持（従来方式は±0.12mm）

・工具寿命：47個／工具（トロコイド方式）対18個／工具（従来方式）

2.荒削効率

・従来方式：28cm³/分 vs. トロコイド方式の23cm³/分（等しい0.3mm/歯の送り速度時）

議論

1.トロコイドが有効な場面

・複雑な形状：ポケット加工、薄肉リブ（<5mm）

・アクセス困難な領域：径方向の切り込みが少ないので工具のたわみを最小限に抑える

2.従来方式の利点

・大量の余剰素材の除去：直線的なパスにより高い送り速度を実現

・既存設備：高度なCAMソフトウェアを必要としない

結論

航空宇宙用チタン素材の場合：

・トロコイドミーリング：重要部位や冷却が困難な箇所に最適

・従来のフライス加工：クーラントの十分な供給が可能な単純な形状に対して高速である。

今後の研究開発では、AI最適化パスブレンドの探求が必要である。