自動旋盤：2軸メタル切断におけるメリットと限界

自動旋盤は2軸メタルカットオフの実用的な選択肢か？

精密金属切断の世界では、自動旋盤は金属部品の成形に最も一般的に使用されます。問題は、2軸カットオフのプロセスに旋盤を使用できるか、またすべきかです。

自動旋盤プロセス

自動旋盤では、ワークピースを保持して回転させ、工具ビットが切削動作を行います。通常、ネジ山、テーパー、穴あけ、面取り、その他の複雑な形状を生産します。通常、プロセスの最終ステップはパーティングオフで、ワークピースの完成端を切り離します。切削は旋盤の軸に直角に行われます。

スイス型自動旋盤は、開始材料の直径公差が少なくとも±0.0005インチ必要です。このタイプの旋盤は2軸カットオフより複雑な目的のために設計されています。しかし、シンプルな単軸旋盤（チャッカーとも呼ばれる）は、確かに大量のカット長部品を生産できます。

チャッカーの用途

チャッカー型旋盤は、材料を2軸カットオフのために送るようにプログラムできます。シアリングやコールドソーイングが非現実的なロッドやチューブのカットオフに使用できます。

単軸自動旋盤には、バー材を繰り返し移動させるバー引き抜き装置またはバー供給装置が必要です。バー引き抜き装置は低コストの選択肢で、その名の通り単一の金属バーを旋盤に自動的に引き込んでカットオフ動作を行います。しかし、カットされたピースが落下すると、人間が手動でバー引き抜き装置をリロードする必要があります。

バー供給装置は、名前が示す通り、複数の連続した金属バーを自動旋盤に供給できます。これにより、人が継続的にリロードするために立ち会う必要がなくなります。しかし、バー供給装置はより高価な初期設備投資コストがかかります。

材料を自動旋盤にどう供給するかを考える以外に、ソリッドロッドかチューブを切断するかを考慮する必要があります。それぞれ、回転しながら定尺切断される際の固有の特性応答があるためです。旋盤は回転プロセスであるため、押出プロファイルには使用しないでしょう。

チューブとロッド切断の欠点

単軸シナリオでは、自動旋盤でチューブを定尺切断すると、バリが生じる可能性が高いです。適切なプログラミングにより、工具がパーツを切り離し、外側のエッジを折ることでODバリを除去できます。しかし、IDバリの方が厄介です。さらなるプログラミングに加え、IDエッジを折るための追加工具や第二スピンドルが必要です。

ソリッドロッドを定尺切断する場合、ODバリはプログラミングで対処できます。しかし、ピップ（中心残留物）が問題です。ワークピースが自動旋盤で回転しているため、切削工具の送りは半径のみを通過すればよく、全直径を通過する必要はないため時間短縮と思われがちです。

しかし、賢明な機械技師はそれが真実でないことを知っています。切削工具は方向性を持っているためです。中心点を通過すると、回転方向がワークピースを切削工具に対して逆方向に提示します。したがって、もはや切削ではなく、支持構造に当たることになります。これは大混乱です。

これは、自動旋盤でソリッドを切断する際に特有の問題を生みます：中心に近づくことはできますが、横切ることはできません。したがって、パーツの中心に小さなピップ、時には非常に目立つピップが残るのが非常に特徴的です。

カット長部品には2つの面があるため、ソリッドのこのピップは実際には追加アクションを必要とする複雑な問題です。理論的には、材料側のカット面をフェーシングすればよいですが、実際にはパーツの裏側にピップが残ります。

解決策は、2つの切れ刃を持つパーティング工具と、支持され回転するもう一つのスピンドルを導入することです。これにより中心点を通過してカットオフロッドのピップを除去できますが、時間とコストが増加します。

2軸カットオフのその他の問題

自動旋盤は一度に1本のロッドまたはチューブしか切断できず、材料の束ね切りはできません。また、バー供給装置かバー引き抜き装置を使用するかによってプロセス効率が変わります。

バー供給装置の場合：

• 材料が曲がっていると供給されません。絶対に。
• 材料が波打っている、または完全に真直でないと、適切に供給されない可能性があり、バー供給装置の目的を損ない（コストを増加させます）。
• 極めて粗い表面仕上げは、材料とその表面状態によって供給にプラスまたはマイナスの影響を与える可能性があります。
• 材料直径が小さいほど、バー供給装置はより高価になり、潜在的な問題も増えます。

一方、バー引き抜き装置は、より小さな直径と材料の多少の曲がりを扱えます。しかし、再び人がバーを1本ずつ引き抜き装置にリロードする必要があります。さらに、スピンドル長を制限して「振れ」を防ぐ必要があります。これは安全上の問題であり、材料状態とカットオフの問題でもあります。

自動旋盤が最良の選択か？

レーザー切断と同様に、シンプルな2軸カットオフを自動旋盤で行うことはできます。しかし、真実は、より複雑な多段階操作にその使用を限定する方が良いかもしれません。

最終的に、カットオフに旋盤を使用するかどうかを決めるには、独自のアプリケーションとその具体的なパラメータを注意深く見る必要があります。最良の選択をするには、2軸精密金属切断オプションの違いを理解することも必要です。

自動旋盤切断は他の精密金属切断手法とどう比較されるか？ 続きをお読みください。