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成形盤の動作原理と実践ガイド:クイックリターン機構から加工手順まで

成形盤は、水平面・垂直面の平面加工を行う工作機械です。単一切れ刃工具(バイト)または成形工具を用い、ワーク上を往復運動させます。前進ストローク(切削行程)と後退ストローク(復帰行程)の2行程で動作し、切削は前進時のみ行われます。ワークはマシンベッド上のバイスに固定され、成形盤ではベッド(=ワーク)に送りが与えられ、各ストローク完了後にワークが上下動します。切削工具はラムに取り付けられ、送り駆動機構により往復運動します。成形盤では回転運動を往復運動に変換しています。

成形盤の構成と動作原理

動作原理:クイックリターン機構(QRMM)

作動原理はクイックリターン機構(QRMM)に基づきます。QRMMにより復帰時間を短縮し、加工速度を向上させます。加工中、切削行程は低速、復帰行程は高速となります。

主要構成部品

基本構造は汎用工作機械と類似しますが、切削動作と機構の違いにより若干異なります。主要部品は以下の通りです。

成形盤の動作原理と実践ガイド:クイックリターン機構から加工手順まで

  1. ベース(床):中空鋳造品。成形盤の基礎となるため、高強度の鋳鉄製。振動吸収(ダンパー)役割も果たします。
  2. ラム:往復運動する切削担当部品。単一切れ刃工具を取り付け、コラムのガイドウェイ上を往復します。
  3. フレーム(コラム):機械の基本骨格。鋳造品でベース上に搭載。機構・テーブル・ラム等を支持・収容します。
  4. テーブル:上面にTスロットを持つ金属構造物。フレームに取り付けられ、バイスでワークを支持。自動送り機構で移動制御されます。クロス方向送りはエプロン(クランピングボックス)で行い、工具のねじれ角測定も可能。送りはラチェット・ポール機構によりレバー経由で与えられます。
  5. 工具ヘッド:工具を正確な位置に保持するのが主機能。ラムに搭載され同期往復します。クランパー(工具退避装置)を備え、復帰行程で工具を持ち上げて摩耗・損傷を防止。任意角度に回転可能で、様々な角度加工に対応。
  6. 潤滑ポンプ:底部タンクから各部へ油を供給。円滑な動作には不可欠です。

加工動作手順

  1. 平面加工専用のため、平坦なワークをバイスでテーブルに固定(水平・垂直両面対応)。
  2. 余肉除去用の単一切れ刃工具を工具ヘッドに装着(ラム後端に連結)。切削刃は常に垂直位置にセット。
  3. モータ駆動開始とともにQRMMが作動し、主要切削動作開始。
  4. モータの回転運動が往復運動に変換され、ラムが往復して加工実行。
  5. QRMMにより復帰時間が短縮され、加工速度向上・復帰時のアイドルタイム削減を実現。
  6. 復帰行程では、工具ヘッドのクランパーにより切削刃が退避上昇。一般に成形盤は前進行程のみ切削し、復帰時切削を防ぐためクランパーが必須。この動作により良好な仕上げ面と工具寿命延長(摩耗率低減)を実現。

主な用途

切削速度が遅く生産性が低いため、量産には不向きです。一般に少量・小規模加工に用いられます。

まとめ

以上が成形盤の動作原理・構造・加工手順・用途です。ご質問はコメント欄へ。お役に立てたらシェア・購読をお願いします。

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