最新ツールホルディング・ワークホールディングソリューションで生産性と品質を向上

多様な新しいワークホールディングとツールホールディングシステムが、金属加工においてメーカーに多くの選択肢を提供しています。ここでは部品品質と収益性の両方を改善する新システムを紹介します。

CNCマシニングセンタの前で十分な時間を過ごした人なら、高品質切削工具の重要性を認識しています。また、これらのドリル、エンドミル、その他フライスカッターを効率的な工具パスと適切な送り速度で駆動しなければ、結果は望ましくないものになることも知っています。

残念ながら、多くの技術者とプログラマーは、機械加工方程式の残りの部分で現状に甘んじています。工具破損を招くランアウトを生むサイドロックホルダを使い続けたり、釣り船のアンカーとして使う方がマシな疲弊した機械バイスで妥協したりします。

確かに、技術者はしばしばフロントオフィスの人々の慈悲に委ねられ、新しいツーリング投資を正当化しなければなりません。朗報は、この骨の折れる作業が挑戦的である必要はないことです。生産性や部品品質のわずかな改善でも、技術投資の反論し難い根拠になり得ます。以下の例で分かる通り、投資回収は通常数ヶ月、時には数週間で、決して数年ではありません。

ツールホルダーの問題点

ツールホルダーを考えてみましょう。ウェルドンシャンクは1918年、カール・バーグストロムという工具技師が発明しました。彼のもう一つの発明——30°ねじれフルートエンドミル——が重切削で抜けやすいことを発見した後のことです。バーグストロムはあらゆる技術者がやるように対処しました：エンドミルシャンクに小さな平面を削り、ツールホルダー側面に穴を開けタップを切り、セットスクリューでエンドミルを固定しました。問題解決。

1世紀後、この基本的なツールホルディングニーズは変わっていません。事实上、今日の技術者はバーグストロムが想像もできなかったほど重い切削とタフな材料を加工しているため、ニーズはさらに大きくなっています。変わったのは、今日のスピンドルがバーグストロム時代のシンシナティやガービン機の最大100倍の速度で回転するという事実です。つまり、サイドロックツールホルダーで知られる比較的高いランアウトとアンバランスが大幅に増幅され、工具寿命と部品品質の低下を招きます。さらに悪いことに、このアンバランスは必然的にスピンドル損傷を招き、新しいツールホルダー投資への懸念を容易く上回ります。

朗報？ ウェルドンフラットエンドミルとサイドロックツールホルダーの優れた代替案がいくつかあります。すべてよりバランスが良く、ほとんどが同等以上の工具抜け防止性能を持ち、工具をどれだけハードに押し込んでもフライスと穴あけ作業を確実に改善します。

ここでは2つの例を紹介します：

天界の油圧ツールホルダー

ケナメタルのツーリングシステム担当シニアグローバルプロダクトマネージャー、ロナルド・ウェスト氏によれば、同社はエクステンションとリデューサースリーブ付きで3種類の油圧ツールホルダーを提供しています。

より高い把握力により、最初のHydroForceをソリッドエンドミル、ドリル、リーマ用途のトップチョイスとして推奨し、次いでハイパフォーマンスラインとスリムラインをドリル用途に推奨しています。また、用途に実用的な最大チャックボア径を選び、スリーブで工具径に合わせることを推奨。これによりツーリングコスト削減、把握力増大、柔軟性最大化が図れ、アダプターをショップ内の他の多くの用途で使えます。「すべてのケナメタル油圧チャックは同じ特徴を共有しますが、優れた把握力と精度を持つHydroForceを究極のツールホルダーと見なしています」と同氏。

熱気じゃない：シュリンクフィットツールホルディング

ブレント・ホールデン氏は、クランピング方法に関わらずバランスの取れたツールホルダーの必要性に完全同意します。

ハイマーUSA社長として、完全なツールバランス機器ラインと、その大部分がシュリンクフィットである幅広いツールホルダーを提供しています。

「誘導加熱シュリンクフィット技術では業界リーダーで、30機種以上のシュリンクフィットマシンを有しています」と同氏。シュリンクフィットプロセスは90年代初頭の導入以来大きく変わりました。初代機が熱風でツールホルダーを加熱しボアを拡張して工具を落とし込んでいたのに対し、現代のシュリンクフィット装置は誘導加熱を採用し、ツールホルダー径によってはわずか2秒で完了します。シュリンクフィットは極めて使いやすく、3μm（0.0001インチ）以内の精度、極めて高いクランプ力、卓越したバランスを提供します。さらに、インダストリー4.0戦略に関心がある向けに、ツールホルダーにRFIDチップを搭載し、機械加工と工具データの追跡も可能です。

ハイマーとケナメタルは、ERコレットやミリングチャックなどのメカニカルツールホルダーも提供しており、他の多くのメーカーも同様です。前述の通り、重要なのは利用可能なオプションをテストし、自社ショップで最も効果的なものを評価することです。同じことがワークホールディングシステムにも言えます。高品質で適切にメンテナンスされた機械バイスにも居場所はありますが、より速く、強く、正確な選択肢が利用可能です。

ゼロイン（ゼロポイント）

その一つがシュンクから来ています。ステーショナリーワークホールディングチームリーダー、ブラッド・エバンス氏は、同社のVERO-Sクイックチェンジテクノロジーを指摘します。これはゼロポイントとして知られているかもしれません。

これは、あらゆるCNCマシニングセンタツールホルダーのテールエンドに見られるリテンションノブに似たもので、ワークピース、治具、バイスに直接取り付け可能です。これはマシンマウントベースプレートにボルト固定されるチャッキング機構と嵌合します。システムは標準で<5μm（0.0002インチ）、SPGクランピングピンで2μmの位置決め繰り返し精度を提供。エア駆動と手動駆動があり、部品サイズ次第では単一のVERO-Sチャックでもワークピースを確実に保持できます。ただし、サイズ許す限り2個以上が推奨されます。シュンクウェブサイトでは1,000種類以上のクランピングバリエーションを紹介しています。

パレットの実力

「VERO-Sシステムをパレタイジング用途で使うのはかなり一般的です」とエバンス氏。「ここではバイスや治具をパレットに取り付け、ゼロポイントノブをパレット底面に装着し、VERO-Sでテーブルにクランプするだけです。このオプションは特に5軸マシニングセンタで人気です。パレットはオペレーターが数秒で交換可能で、機械にロボットが付いていれば、ワークピースやパレットの交換を完全自動化できます。30〜40枚のパレットを本棚のように並べ、5軸機を週末無人で稼働させている顧客もいます。RFIDタグをパレットに貼り、スキャンしてパートプログラムと工具オフセット情報を呼び出すショップも見かけます。どう使われようと、ゼロポイントとパレタイゼーションはセットアップとサイクルタイムの両方で巨大なタイムセーバーです。」

挑戦を受けよ

5軸加工を熟知している人物、ラプターワークホールディングプロダクツ社のセールス&マーケティングVP、レイ・ストリックランド氏。

同社は、5軸作業に必要な高い到達性とコンパクトなフットプリントを備えた、幅広いダブテイル（燕尾溝）フィクスチャー、ライザー、アダプターで知られています。ストリックランド氏によれば、最近の最大の需要は、機械テーブルにより多くの部品を載せたいショップから来ています。「数年前、ラプター720チャレンジを始めました」と同氏。「1ヶ月30日、1日24時間、目標はショップがスピンドルをできるだけ多くの時間回し続けられるよう支援することです。現在、月間680時間以上の稼働実績を持つ顧客が複数います。」

ストリックランド氏はこの成功を、ラプターのパレタイズドマルチフィクスチャーの使用に帰因します。独自設計により、顧客は5軸フライス盤に1ダース以上の部品をセットし、そのシフトの後半や翌日には完成品を回収できます。そしてまもなくリリース予定のゼロポイントクランピング製品ラインにより、オペレーターはフィクスチャー全体を数秒で交換可能になります。「あなたがいない間も機械をチップを出し続けて稼働させ続ける——それがすべてです」と同氏。

最新ツールホルディングとワークホールディングイノベーションを活用していますか？

新しいワークホールディングとツールホールディングシステムが、金属加工においてメーカーに多くの選択肢を提供しています。

これらの新システムは部品品質と収益性の両方を改善するのに役立ちます。

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