Lane4 Precision、Microconicコレットでスイス旋盤バックワークを強化

Microconicコレットにより、Lane4 Precisionは複雑な部品加工のためにコレットテンションを微細に調整できます。実際、これらのコレットにより、同ショップはこのコレットシステム導入前には完了できなかったジョブをこなせるようになりました。写真提供：Lane4 Precision

ワークホールディング、特にバックワーク操作において、CNCスイス旋盤で非常に小さな部品を加工する場合、厄介な問題になることがあります。設計によっては、ピックオフコレットが、同心度とランアウトの悪化、クランプ力制御の不備による部品損傷など、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。そのため、Dan Fifer氏（Lane4 Precisionオーナー、カリフォルニア州サンタローザ）が自身の用途に適したコレットを発見したとき、彼はそのメーカーの熱心な顧客となり、最もデリケートで複雑な部品をそのワークホールディングシステムに託すようになりました。

薄肉で短いピックオフランドを必要とする非常に小さな医療ワークピースが、Fifer氏の5台のスイス旋盤でよく加工されます。この複雑な作業には、サブスピンドルでのフライス加工と、コレット近くでのバックワークが必要です。彼が最初に従来の延長ノーズコレットを適用しようとしたとき、延長部分が長すぎ、コレットの隙間が大きすぎて、顧客の部品を効果的に生産できませんでした。しかし、その後Masa ToolのMicroconicワークホールディングシステムを紹介されました。これは、システムに直径クリアランスがすでに組み込まれているため、延長ノーズを必要としないコレットを含みます。

さらに、Fifer氏によると、Microconicコレットは複雑な部品のコレットテンションを微細に調整できます。これらのコレットにより、他のコレットでは以前作れなかった部品を加工できるようになり、頻繁かつ効果的にバックワーク操作を実行できるようになりました。

デザイナーからジョブショップへ、わずか1ヶ月

彼が顧客の部品を最も効率的に加工するために必要なワークホールディングをすぐに学んだ一方で、Fifer氏は当初CNCスイス旋盤加工の経験がありませんでした。実際、2017年にLane4 Precisionを開業したとき、彼はCNC機械制御パネルの前で立ったことがなく、ましてやCNCスイス旋盤などありませんでした。彼のバックグラウンドは、医療機器業界の設計/製品開発に根ざしていました。20年以上いくつかのスタートアップで働いた後、彼は部品を設計する側ではなく、作る側になりたいと強く思うようになったと言います。

Lane4 Precisionの名前は、オリンピックと水泳・陸上の予選レーンにインスパイアされました。この名前は「速く動くこと」を表していると、創業者Dan Fifer氏は言います。

そこで彼はイノベーションへの情熱を持って倉庫スペースを借り、すべての機械加工プロセスを社内で行うことを決めました。誰かが、彼がやりたい仕事をするには自動盤が必要だと言いました。タイミングよく、彼はIMTS 2016に工作機械を探しに行き、そこでMarubeni Citizen-Cincomスイス旋盤を販売するSpinetti Machineryと出会いました。彼は機械の予測可能性に感銘を受け、Spinettiチームが彼をサポートし、初のスイス旋盤Citizen L20の操作方法を学ぶのを助けてくれると確信しました。

この洗練された機械がセットアップされると、業界の同僚がFifer氏に、すでに設計された部品を作れるかどうか尋ねました。同僚は、それができないからではなく、12週間も待ちたくないからだと言いました。

「私は『まあ、他にやることもないから、なんとかしてみるよ』と言いました」とFifer氏は語ります。「つまり、基本的に1ヶ月以内に、約6人のエンジニアチームから、私がこなせる以上の部品が次々と持ち込まれるようになりました。」

Spinettiの支援で、彼は以降、ライブB軸、自動工具交換装置、機械メーカーの低周波振動技術（小さく容易に排出される切りくずを生成）など、異なるワークエンベロープと能力を持つCitizenスイス旋盤をさらに4台選定しました。ディストリビューターはまた、Fifer氏をMicroconicワークホールディングシステムに紹介した責任者でもあります。L12での非常に小さな部品が、彼がワークホールディングシステムで最初に実行したジョブでした。

延長なしの延長ノーズ

Lane4 Precisionで行われる加工の4分の3は、主にプロトタイプショップとして医療業界向けで、残りは半導体、防衛、航空宇宙、消費者製品業界向けのプレミアム部品だ、とFifer氏は言います。部品サイズは、米粒（長さまたは直径約0.5mm）に収まるサイズから、2フィート以上の長い細長い部品まで多岐にわたります。

デザイナーからジョブショップへと急速に移行したにもかかわらず、Fifer氏はデザインへの目を決して後回しにしませんでした。彼は、適切な場合に顧客の設計を支援することを自分のニッチと考えています。例えば、より効率的な加工方法がわかれば、自分の専門知識を提供します。「彼らの設計意図が理解できれば、『ところで、このエッジを面取りしてもコストはかかりませんよ、なぜならすでに工具を持っているから』と言うかもしれません」と彼は説明します。「彼らは私が作っていた2つの部品を溶接していたかもしれません。」

一部の部品が薄肉で短いピックオフランドを持つため、サブスピンドルバックワークに許容できる工具クリアランスと微細調整性を提供するワークホールディングシステムの導入が不可欠でした。また、最も複雑なアプリケーションにはコンパクトで信頼性の高いオーバーグリップコレットも必要でした（これについては後ほど）。Fifer氏は、Microconicワークホールディングシステム導入後、期待を満たすだけでなく、それ以上の成果を得ました。実際、彼は非常に満足し、最終的にすべての5台のスイス旋盤にこれを追加しました。

サブスピンドルコレットワークホールディングのみを専門とするMasa Toolは、カートリッジで構成されるMicroconicワークホールディングシステムを設計しました。これは標準コレットのように機械に取り付けられます。カートリッジは0.0002インチのTIRを提供し、機械スピンドル精度の検証用ゲージとして使用できます。また、調整ダイヤルレンチにより、クランプ力の精密で再現性のある制御が可能だと同社は説明します。カートリッジが延長ノーズを内蔵して構築されているため、延長ノーズコレットは不要で、ほとんどのアプリケーションで延長ノーズピックオフコレットを必要とするLane4 Precisionに最適です。Fifer氏によると、Masaコレットのクロージャーメカニズムがコレットノーズすぐ近くまで移動しており、標準延長ノーズコレットに比べて剛性が向上しています。

すべてのMasaコレットは、機械のカートリッジまたは同社のアダプタースリーブに適合するため、Fifer氏はすべての旋盤でコレットスタイルを簡単に切り替えられます。

Fifer氏は、Citizen L20スイス旋盤1台で倉庫から会社を開始しました。最終的に同機械をさらに4台購入し、Masa Microconicコレットシステムをすべてに統合しました。

コレットテンションを簡単に微細調整できる能力により、Lane4は部品を壊したり歪めたりする心配なく、極めて薄肉の部品を自信を持って加工できます。Microconicシステム導入前は、従来のコレットが部品を強く締めすぎて潰し、部品を台無しにすることがありました。しかし、提供されるMasa工具を使用して、コレットノーズから制御された予測可能な方法で微細調整を行う（サブスピンドルカバーを外してテンション調整カラーにアクセスする代わりに）ことで、セットアップ機械技師は簡単かつ精密なテンション制御が可能になります。

また、Microconicコレットを使用すると、「大型」部品（Lane4では直径0.5インチ以上）の加工から小型部品の加工へ、旋盤を切り替えるのに通常5分しかかからないことも指摘しています。Masaによると、16Cから5Cコレットへの切り替えは通常公差積み上げを生じ、コレット交換に15分以上かかることもあります。しかし、Masaシステムでは、カートリッジが配置されれば、コレットを迅速に取り付け、スピンドルノーズでクランプ圧を設定でき、公差積み上げなしで1分未満で完了します。

コンパクトなオーバーグリップ

Fifer氏はまた、オーバーグリップコレットが必要な部品に対して、Masaのオーバーグリップコレットを高く評価しています。彼は、これらのコレットはコンパクトながら、大きな開口部と剛性のある保持を提供すると説明します。過去に試した代替品よりも優れていると言います。「サイクルタイム、剛性、工具、すべてが良くなりました」と彼は言います。「オーバーグリップ部品への恐怖を取り除いてくれました。」

Lane4 Precisionは、スイス旋盤のあらゆるジョブに対応する膨大なMicroconicワークホールディングコレットコレクションを持っています。

オーバーグリップコレットでは、部品の大きな径をクリアするためにコレットを十分に広げるため、追加の開きが必要です。従来のピックオフコレットは、コレットボアの前面部分のみを占有する短い部品長さをグリップするため、必要な公差を保持できません。すべてのクランプ力がコレット角度にかかり、保持されている部品からかなり離れています。その結果、コレットが角度で崩壊する可能性があります。

しかし、オーバーグリップコレットは、保持径より0.156インチ大きい径まで開くことができます。Masaによると、これらのコレットは依然として0.0002インチのTIRを実現できます。このような信頼性の高いグリップにより、Lane4 Precisionは能力を拡大し、一部の複雑な部品を「逆向き」に加工することさえ可能になり、より高品質な部品、より少ない欠陥、より低い不良率で、中断のない運転を実現できます。

この部品は、Lane4 PrecisionのCitizen L20スイス旋盤の1台で、Masa Tool Microconicオーバーグリップコレットを使用して作られました。オーバーグリップコレットが部品のヘッドをクランプし、機械でのフライス加工とねじ切りプロセスを大幅に容易にしました。

中断のない運転は、無人加工も可能にします。これが、オーバーグリップコレットを使用してTi 6Al-4Vチタンと316ステンレスで、いくつかのジョブを機械工場が無人で実行する方法です。彼は、工具が折れたり欠けたりしたことは一度もないと言います。「オーバーグリップコレットは、生産環境で本当に予測可能で一貫したランです。」

いくつかの驚き

Microconicシステムを学ぶ中で、Fifer氏は、このワークホールディングシステムの設計が、顧客のために高品質で微小な部品を完成させる自信をどれだけ与えてくれたかを実感しました。

例えば、コレットノーズが面取りされていないことを評価しています。この設計により、ピックオフにより多くのスペースが残ると彼は説明します。「以前は、コレットを面取りしてからでないと使用できませんでした。そうしないと、何に取り組んでいるかわからなかったからです。でもそうするとコレットの長さが変わってしまいました。」

ワークホールディングシステムの優れたランアウトの利点は、使用し始めてからFifer氏が気づいたもう一つの発見です。部品の裏側に非常に微細なフィーチャーを施しながら同心度を維持し、「きれいな」部品を生産することが可能です。「0.005インチの壁厚で0.001インチのエッジブレイクを入れようとしていて、0.001インチのランアウトがあると、結果は本当に醜い部品になります」とFifer氏は説明します。「Masa Microconicコレットを使うことは、サブスピンドルからの確かな足場を得るようなものです。少なくとも、最も重要なアプリケーションで良いスタート地点に立っていることがわかります。」

Masa Tool | masatool.com

Lane4 Precision LLC | 707-843-7780

Marubeni Citizen-Cincom Inc. | marucit.com