CNC スイス機械加工におけるたわみと精度

スイススクリューマシンにおけるガイドブッシングの重要性

さかのぼる 2011 年に、Citizen Machinery Company は、研削されていない棒材の処理に関連するコストを削減するために設計された適応ガイドブッシングを導入しました。 Citizen は、工作機械のスペシャリストであり、CNC 旋削技術のリーダーです。

そのアダプティブガイドブッシングはもはや新品ではありません。しかし、シチズンの本社 (工場から数分) を最近訪れて、私たちのマシンの 1 つの仕様を確認したところ、ガイドブッシングの重要性について考えさせられました。このあまり認識されていない機能の機能は何ですか?

これがストーリーです。

材料除去におけるたわみの問題

力が加わったワークはたわみ、コースから外れます。切断力によってたわみが大きすぎると、過度のたわみが切断の精度に影響します。

想像してみてください:ワークピースの一方の端をしっかりと持ち、サポートされていない端を横に押すと、ワークピースは X の量だけ曲がります。同じ直径の長いワークピースを同じ力で押すと、ワークピースはさらに曲がります。

実際、サポートから力までの距離が 2 倍になると、同じ力で 8 倍のたわみが発生します。したがって、2.0 インチ (50.8 mm) の部品の端に加えられた力が 0.001 インチ (0.0254 mm) のたわみを引き起こす場合、4.0 インチ (101.6 mm) の端に加えられた同じ力は 0.008 インチ (0.2032 mm) のたわみを引き起こします。 ) たわみの。

たわみの補正

たわみを補正するために、スイスの機械加工を含むほとんどの切断方法では、材料を除去するために数回の低速パスが行われます。ただし、追加のパスを作成すると、特にパーツの長さが長い場合に、エラーの許容範囲が増加します。

従来の旋盤で一般的に受け入れられている「ルール」では、長さと直径の比率が 3:1 を超える部品を旋削する場合は、心押し台を使用して過度のたわみを防止する必要があります。長さと直径の比率が 6:1 を超える場合は、振れ止めまたはフォローレストを使用してパーツの中央を支える必要があります。

ワークピースに安定性を与えるチャッキングコレットは、たわみを減らすために 1870 年代にスイスの機械に追加されました。今日、最新のスイススクリューマシンは、ガイドブッシングを追加することで、効率と精度をさらに向上させています。これは、材料を工具の近くで支えることによって材料に剛性を与えます。

CNC Swiss 機械加工がどのように進化したかについては、The Swiss Machine in Today's Machine Shop をご覧ください。

スイスマシニングにおけるガイドブッシングの仕組み

ガイドブッシングの目的は、ワークピースをサポートし、ワークピースの加工中に精度を維持することです。

スイス製機械では、ガイドブッシングが工作物を工具の近くでサポートするため、切削力によるたわみが実質的にゼロになります。したがって、切削工具は、いくつかの浅いパスではなく 1 つの深いパスを作成できるため、次のことが可能になります。

部品の正確な寸法を維持しながらシングルカットを行います
工具の摩耗を減らし、一貫性と精度を向上

ガイドブッシングの最適化

ガイドブッシングの精度は、理論上の軸に沿った複数の直径の同心度の尺度である同軸度によって示されます。常にミクロン単位の公差を維持するには、ガイドブッシングの同軸度を 0.0002 インチにする必要があります。

ガイドブッシングにはさまざまな種類があります:

ロータリーガイドブッシング ワークピースと同時に回転し、公差が ±0.0005 インチを超える幅の広い部品を旋削する場合に最適です。
固定ガイドブッシング 棒材が回転している間も静止しているため、より厳しい公差が必要な場合に最適です。
高精度ガイドブッシング 医療機器や整形外科のコンポーネントとして使用される小さな部品の製造に必要なような、困難な材料や厳しい公差にも対応できます。

さらに、寸法精度には、CNC Swiss マシンの適切な構成、調整、および監視が必要です。たとえば、ミクロンレベルの公差が再現性を難しくする可能性がある場合、セグメンテーションと呼ばれる戦術が使用されます。これは、ワークピースの一部を一度に進めながら製造する方法であり、ガイドブッシングを活用して一貫性を向上させます。