高速加工 101

高速加工 (HSM または HSC) は、1990 年代に急速に開発および適用された高度な加工技術です。通常、高速主軸回転数（10,000～100,000r/min）、高送り速度（40m～180m/min）でのフライス加工を指します。本日は高速加工の内容を詳しく紹介します。

高速加工とは

高速加工の歴史

従来の処理と高速処理

高速加工の特長

高速加工の考慮事項

高速加工技術

高速加工のメリット

高速加工応用分野

高速加工とは

高速加工 (HSM または HSC) は、1990 年代に急速に開発および適用された高度な加工技術です。通常、高速主軸回転数（10,000～100,000r/min）、高送り速度（40m～180m/min）でのフライス加工を指します。高速加工は、高い金属除去率 (MRR)、高い送り速度、およびスピンドル速度を達成できる活発な切削プロセスです。高速モーションとよく計画されたアプリケーションを組み合わせて、正確なパーツと最高の結果を実現します。

高速加工の歴史

高速加工の最初の試みは、1920 年代初頭に行われました。約 10 年後、Carl Solomon は高速加工の定義を次のように提案しました。彼の今では有名なチャートは、高速加工を学ぶことの代名詞となり、いわゆる「ソロモン曲線」を説明しています。

HSM の研究が軌道に乗り始めたのは 1950 年代後半になってからです。 1980 年代には、ロッキードが HSM を早期に採用し、他の航空宇宙製造会社がそれに続きました。この時点で、高速加工が従来の加工に対する実行可能なアンチテーゼになります。

今日、高速加工はますます一般的になり、機械工場でますます見られるようになっています。

トラディショナル 機械加工 そして高速 機械加工

従来の処理は、多くの点で HSM とは大きく異なります。従来の機械加工技術を使用する場合、ツールとワークピース間の接触時間は、HSM を使用する場合よりもはるかに長くなります。従来の機械加工では、切削抵抗も大きくなります。

高速加工と比較して、従来の加工は通常、ワークピースの精度の低下と表面仕上げの低下につながります。高速加工に関連するもう 1 つの大きな違いは、材料除去率がはるかに高いことです。

高速加工の特長

• 高い金属除去率 (MRR) と最小限の処理時間
• 高い生産性と低コスト
• 優れた寸法精度と精度
• 高精度の 3D 複雑部品の加工能力
• 研磨や組み立てなどの不要なステップを排除

高速機械加工は、実用的なアプリケーションでの新しい材料の処理問題を解決し、高品質の表面、高精度、複雑な形状の 3 次元曲面の処理に適応し、低効率の EDM を削減および回避し、薄肉部品、CNC 高速複合加工は、ハンドリングとクランプの回数を減らし、位置決めの繰り返しによる加工エラーを回避することもできます。これにより、加工品質が向上するだけでなく、加工効率も向上します。

高速加工の考慮事項

高速加工と CNC サービスの場合、考慮しなければならない主な要因は次のとおりです。

• ツールの選択とバランス
• チップ薄化
• マシン要件
• ワークと工具の剛性
• 材料と加工戦略
• カム プログラミング
• ツールの選択

高速加工のためのテクノロジー

高速機械加工は部品製造の複雑なプロセスであり、HSM の実行方法を知っている必要があります。経験の浅い人が正しいツールを使用してプロセスを実行すると、成功しません。

HSM は、さまざまなアプリケーションで使用されるテクノロジーの組み合わせです。これらのテクノロジー コレクションはユーザー フレンドリーで、あらゆる操作に非常に役立ちます。

高速加工に最適な技術のいくつかは次のとおりです。

1:プランジ荒削り

手動の CAM ツール パスとプログラムです。ベーコンを救う秘密兵器といえる。カットイン荒加工の 2 つの主な特徴は次のとおりです。

力を XY 平面から軸方向の Z 方向の上下の力に変更することで、より剛性の高い切断を実現できます。

エンドミルと比較して、ツイスト ドリルはより多くの材料を削ることができます。

側面の溝が工具のたわみを大きくする場合は、深い溝にはプランジ フライス加工の荒加工またはフライス加工が最適です。プランジフライス加工により、ワークショップで古い工作機械を荒加工できます。

2:トロコイド加工 / フライス加工

この CNC フライス加工方法は、深いキャビティ、閉じたキャビティ、および溝のフライス加工に適しています。サイクロイド加工は、チタンやインコネルなどの特殊な硬質材料の溝入れに最適なソリューションです。

サイクロイド処理の主な利点は次のとおりです。

• サイクルタイムを短縮
• マルチスロット ツールを実行する能力
• より多くの素材を取り除くことができます
• 工具寿命の向上
• チップ薄化効果
• 軸パスの数を減らす
• 高速機能
• 連続送り速度を維持

3:サイドステップ

これらの接続は、高送り速度での隣接するツール パス間の移行に非常に効果的です。パスの終わりに鋭いストライドを生成する傾向があります。単純な円運動は、高送りでよりシャープになります。過去 10 年間、マルチサーフェス モデルを仕上げるために、パラレル スキャン ライン サーフェス処理が使用されてきました。

中程度の送り速度の場合の適切な解決策は、スキャン パス間の鋭いターンの代わりに単純なサイクル ツール パスを使用することです。

高速加工の利点

高速加工では、一般に、効率、小径工具、適切な送り、小さな径方向および軸方向の切り込み深さ、つまり切削量を改善するために、高速フライス加工と高速複数パスが使用されます。フライス加工速度が上がると、加工時間が大幅に短縮され、切削力が低下し、振動が小さくなり、特に半径方向の切削力が大幅に低下し、部品の変形が小さくなります。切削中は切りくずが切削熱を多く奪うため、ワークの表面温度が低くなります。上記の高速フライス加工の特徴により、高速加工は、従来の加工に比べて、生産性が高く、作業が安定し、表面品質が高く、他の表面処理手順が不要であり、薄肉加工に有利であるという優れた利点があります。壁のある部品と高強度、高硬度、脆性の材料により、納期を短縮し、機器とワークショップの面積を減らし、労働者の数を減らすことができます。設備投資コストの初期増加にもかかわらず、高速フライス加工プロセスの全体的な利点は依然として大幅に改善されています.

高速加工応用分野

高速加工により、試作品、小ロット部品、エンジン部品製造用の切削工具を直接製造できます。 HSM の主な目標は、生産性を高めて生産コストを削減することです。

1:航空産業

航空業界の要求は高い耐久性と信頼性であり、航空機の設計、製造、設計のプロセスには多くの制約があります。航空は最も複雑で複雑な技術の 1 つであり、HSM 技術は主に航空業界で使用されています。最新のプロセスと技術を実装するために、高強度アルミニウム合金の使用も増加しています。航空および航空機の設計に HSM を選択する主な理由は次のとおりです。

切削層の深さ

切削速度が速く、加工効率が高い

送り速度と精密機械面

切断パラメータの選択

これらの要因により、HSM は他のフライス加工技術や方法よりも航空業界にとってより良い選択となっています。

2:医療産業

医療機器、ツール、および部品は、より高い精度と精度を必要とします。この高精度は、高速 CNC 加工によって実現できます。整形外科用インプラント、関節インプラント、金型、手術器具に使用できます。材料の要件は、高い品質基準に基づいて異なる場合があります。

多くの CNC サービス プロバイダー企業は医療業界にサービスを提供しており、高速 CNC 機械加工と高速機械加工送りに関する高いレベルの深さと知識を獲得しています。

3:自動車産業における高速処理

高速加工により、幅広い製品とさまざまな用途に使用できます。近年、自動車業界では軽量化とコスト削減のために高速アルミニウム加工が増加しています。

主に小ロット生産、複雑な部品、金型製造に使用されます。自動車産業では部品の高速フライス加工と大量生産が必要であり、HSM は適切な選択です。

自動車部品は高速機械加工によって製造され、CNC サービスを提供する多くの企業が自動車部品製造に適しています。