高速加工（HSM）完全解説：技術・歴史・応用

高速加工の歴史

高速加工技術は、1920年代にドイツの発明家カール・サーモン博士によって開発されました。その創始者は、特定のワーク金属において、切削工具とワークの界面で発生する熱がある臨界主軸回転数でピークに達することを発見しました。

高速加工は、複雑なコアとキャビティ形状を持つ金型や、航空宇宙産業の構造部品の製造に使用されます。非常に速いが非常に軽い低圧切削に焦点を当てたプロセスです。これらの高速切削は、全体的な材料除去率の向上を意味します。

高速切削技術の発展に伴い、高速フライス加工技術の応用はますます広範になり、製造企業と研究者からますます注目されています。

通常のフライス加工は低送り・大きな切削パラメータを使用しますが、高速フライス加工は高送り・小さな切削パラメータを使用します。

高速フライス加工の主軸回転数は一般的に15,000～40,000r/min、最大100,000r/minです。鋼を切削する場合、切削速度は約400m/minで、従来のフライス加工の5～10倍に相当します。

しかし、製造業界には高速フライス加工について以下のような誤解が多く存在します：

高速切削の効率を最大限に発揮するには、各リンクが緊密に連携していなければなりません。リンクのいずれかがうまくマッチしていないと、高速切削の効率を発揮できません。

工具がワークに接触する前に、5つの側面を考慮する必要があります：

高速加工は機械加工現場に新たな課題ももたらします。材料選択、主軸出力、許容ワーク形状、利用可能な作業スペース、部品複雑さ、CNC工作機械（高速運転定格のもの）、オペレーター教育を、成功する運用に組み込む必要があります。

ワーク形状については、例えば内部や「隠れた」切削を伴う形状では、アンダーカットの最大深度が制限される可能性があるとメーカーは警告します。CNC工作機械自体については、高速運転に適していない機械では、大量の金型破損と破片が発生する可能性があります。

製造プロセス