適切な仕事のための適切な (工作機械) ツール

Precision Plus が他のマシン ショップと異なる最初の手がかりの 1 つは、穏やかなカチッという音でした。音は、作業場の中央にある 10 台以上の機械駆動のスイス式旋盤から発せられます。整然と並んでいて、明らかに新しい棒材フィーダーで整備されているこれらの機械は、工場の CNC 機械の特徴である騒音を減衰するエンクロージャーなしで、覆われていない状態で切断されます。よく見ると、半ダースほどの工具がワークピースに同時に突っ込んでいることがわかります カムが回転するにつれて。

マイク・リーダーがミヤノの隣に立っていますBNX 2軸CNC旋盤。マイクはショップの見習いプログラムを担当しており、新入社員にスイス式スクリュー マシンの使用方法をトレーニングしています。写真提供:Precision Plus

これらの機械の一部は、2000 年にウィスコンシン州エルクホーンの現在の場所に会社が移転するまでに、すでに何年にもわたって部品を生産していました。それ以来、会社社長のマイク J. リーダーのリーダーシップの下で、会社はさまざまな新しい CNC 機器を追加してきました。 Miyano ABX および BNX 2 スピンドル旋盤、複数の Star および Tsugami スイス型 CNC 旋盤。それでも、Precision Plus は、Reader の父親である Phil が 1988 年に最初に会社を購入したときとほぼ同じように動作する機器に大きく依存しています。つまり、CNC ではなく物理カムを使用してタイミングと深さを調整しますカットの。なぜですか?

これは、エンジニアリング担当副社長の Michael P. Reader (および Mike Reader の息子) に対する私の最初の質問でした。彼の答えは簡単でした。「カム駆動の機械は、使用できるようになれば、運用コストが安くなります」と彼は言います。

CAM よりもカムを選択する

このネジのような小さな精密部品オーボエとファゴットは、カム駆動の機械に最適です。溝は、ピックオフアタッチメントに取り付けられた鋸刃によってカットされます。写真提供:Precision Plus

「年間生産量が多い小型円筒部品の場合、スイス カム マシンは非常に経済的です」と Reader 氏は言います。 Tornos の機械駆動のスイス型旋盤は電気代が安く、多くの場合、部品を大幅に高速で切断できます。

コンピューターで操作される工作機械は、計算能力がまったくないマシンと競合しても問題はないように思われるため、最後の要素は一部の人にとっては驚くかもしれません。ただし、カム駆動の機械は、移動量が非常に少なく、一度に複数の切削工具を使用できます。 「すべてのツールは、部品から 2 インチ以内に静止しています」とリーダーは言い、細い棒から撃針を必死に切り出す半円形の切断ツールを身振りで示します。 「これにより、CNC よりもはるかに高速になります。」

5 つの切削工具がこのカムのワークピースを取り囲んでいます-駆動のスイス型スクリューマシン。カムシャフトが回転すると、さまざまな切削ツールが動作を実行し、シャフトの 1 回転ごとに 1 回、完成品を切削します。ワークピースに対して切削工具を近くに配置することで、少数のフィーチャーのみを含む部品を迅速に製造するための優れたオプションとなります。写真提供:Precision Plus

それはどれくらい速くなるでしょうか？ 「スイスの CNC では 1 個あたり 8 秒かかる部品が 1 つあります」と Reader 氏は言います。 「カムマシンでは、3 秒かかります。」生産速度が 2 倍以上になったことは、特に大量生産の場合に大きな違いです。 「その部分に CNC を使用しなければならなかった場合、損益分岐点にもならないでしょう」と彼は言います。

しかし、CNC マシンが好まれるのはいつでしょうか?

CNC の精度と公差

カム式 Tornos マシンのもう 1 つの利点?ビジュアル。 「スイスのカム マシンには簡単にアクセスできるので、何が起こっているかを確認できます」とリーダーは言います。これは、リーダーが労働力を提供すると信じている会社の見習いプログラムに最適です。写真提供:Precision Plus

「それは部品のニーズに大きく依存します」とリーダーは言います。 「部品によっては、スイスの CNC が提供する精度を高める必要があります。」施設が製造する歯科用コンポーネントの例を見てみましょう。一方の端では、直径はわずか 0.01 インチの厚さであり、長さと直径の比率が非常に高いため、ビビリをなくし、機械内でコンポーネントが破損するのを防ぐために、追加のサポートが必要です。部品のこれらの機能により、より高い精度とより高い剛性が可能になるため、CNC が必要になります。さらに、表面の粗さは、わずかな欠陥が壊滅的な影響を与える可能性があるため、ほぼ完璧でなければなりません。 「許容範囲を正確に達成する必要があります」とリーダーは言います。 「この歯科用部品に表面の欠陥があると、使用中にひび割れが広がったり、故障したりする可能性があります。」

歯科医の椅子に座ったことのある人なら誰でも、CNC マシンの精度の向上に感謝していると思います。

この歯科コンポーネントは厳しい公差を満たさなければならず、長さと直径の比率が大きいため、カム駆動の旋盤ではなく、CNC スイス型旋盤を使用する必要がありました。写真提供:Precision Plus

公差以外の要因が、CNC マシンを使用する選択に影響を与える可能性があります。まず第一に、機械に応じて 12、20、または 32 mm の大きな部品を処理できます。さらに、歯科コンポーネントのような部品には高圧クーラントが必要ですが、これはカム駆動のスイス旋盤では不可能です。クーラントは、糸状または粘着性の切りくずを生成する材料や、切りくずを除去するために高圧を必要とする O リングの溝を備えたバルブ コンポーネントの主要な要因になることもあります。

最後に、主軸台旋盤は、直径 2.5 インチまでのより大きく、より複雑な部品を扱うことができます。 「通常、材料除去が多い場合や複雑度が高い場合は、ミヤノ プラットフォームを利用します」とリーダー氏は言います。ミヤノ ABX は、積極的で精密な機械加工に使用されます。これは、油圧式チャックとプラットフォームが提供する堅牢な機械設計が一因です。半導体製造で使用される部品の 1 つは、高張力、高歩留まりのステンレス鋼の ID 材料の除去、中心からずれた穴あけ、ねじ切り、OD 旋削加工を大量に行います。 3 つのタレットを備えた 2 スピンドル旋盤では、非常に競争力のある速度でコンポーネントを 1 回の操作で完全に機械加工できます。

半導体の製造に使用されるこの部分は優れています従来の旋盤に適しています。これには、複数の中心から外れた穴あけ操作、重い ID 材料の除去、およびいくつかの外装機能が含まれます。これらはすべて、機械加工が難しいステンレス鋼合金で行われます。写真提供:Precision Plus

もう 1 つの旋盤であるミヤノ BNX は、主にその効率性のために使用されます。 「BNX は、ABX よりも生産速度が速く、小数点以下 5 桁のオフセットも可能です」と Reader 氏は言います。 Precision Plus は、OD 旋削加工で 10,000 分の 1 インチ、ID ボアで合計 10,000 分の 3 のコンポーネントを加工します。それほど精度が必要ない場合は、シングルタレットでメインスピンドルとサブスピンドルを同時に加工できるため、多くの部品のスループットが向上します。どちらのプラットフォームにも Hainbuch のクイックチェンジ チャッキング システムが装備されており、セットアップ時間とスピンドル間の部品の同心度を改善します。

機械加工における多くのことと同様に、それは実際には部品に帰着します。 「一般的に、部品が大きく複雑になるほど、固定主軸台旋盤で加工される可能性が高くなります」と Reader 氏は言います。 「公差が非常に厳しい、または高圧クーラントを必要とする小さな円筒形の部品は、スイスの CNC マシンで処理されます。しかし、スイスの CAM マシンで作成できれば、より速く、同じくらい正確に作成できるでしょう。」