高速マシンの包括的な概要

高速マシンとは

名前が示すように、業界の高速機械は、高速機械加工プロセスを行うために使用されます。例としては、悪名高い高速マシニング センターがあります。高速加工のアイデアは、1920 年代にドイツの発明者であるカール サーモン博士によって最初に開発されました。このアイデアは、その発明者が、特定の被削金属を加工する際に、被削材と切削工具の間で発生する熱がスピンドルの特定の臨界速度で最高潮に達することを発見したときに生まれました。

簡単に言えば、高高速加工は、航空宇宙産業の複雑なキャビティ形状とコア、および構造コンポーネントを備えた金型を作成するのに理想的な、軽量で低圧のカットが迅速に作成されるプロセスです。これらの高速切断は、材料除去率の全体的な増加につながります。技術的には、オペレーションのいずれか 1 つ、またはそれらの組み合わせを高速加工オペレーションとして定義できます。

● 主軸速度 (n) が高いオペレーション。
● オペレーション
● 高送り (vf) での運転。
● 高切削速度 (vc) での運転。

今日に至るまで、工作機械とプロセッサはこれまで以上に改良、高速化、強化されており、常に速いペースでリリースされており、それぞれの性能が互いに優れています。このような現象は、部品メーカーと機械工場の両方が、必要な工作機械とプロセスから生産性を向上させる新しい方法を見つけることができるという事実と密接に関連しています。

高速マシンの材料の選択

前述のように、高速加工は、航空宇宙産業や金型部門で特に普及しています。これに照らして、高速機械加工プロセスで目にする最も一般的な種類の金属には、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、およびチタンが含まれます。これらは、それぞれの用途に最も適した種類の金属です。

これらの金属はすべて独自の方法で独自のものであるため、高速加工の定義はそれぞれ異なります。例えば、チタン金属は、高速機械加工の表面仕上げ段階で特に使用されます。送りが同じままでも、1 分あたりの水面フィート数 (SFM) が 3 倍になる場合があります。さらに、1 分あたりの回転数 (RPM) は荒加工段階では低いままですが、表面仕上げ段階では上昇する可能性があります。

高速マシンのメリット

一般に信じられていることとは反対に、高速加工の最大の利点の 1 つは、切削工具と機械自体の両方にかかる応力が大幅に減少するため、実際に機器の寿命が延びることです。これは、マシン自体に向けられる負荷が大幅に軽減されることを意味し、従来の加工プロセスとは対照的に、工具の摩耗が起こりにくくなります。

高速加工で使用される速度と送り速度の増加により、 、材料は非常に急速に切断されるため、プロセス中にほとんど熱が伝達されません。これにより、処理時間を短縮し (冷却と硬化にかかる時間が短縮されるため)、排出量も削減できます。

高速マシンの制限

材料の選択、ワークピースの許容可能な形状、工場で利用可能なスペース、スピンドル出力、部品の複雑さ、高速フライス加工用の CNC マシン、工具の寿命、オペレーターの訓練の程度。これらの要因はすべて、高速生産をスムーズに実行するために不可欠です。そして、あなたがショップ用に CNC マシンを購入する際には、これらが考慮すべき主な要因となります。

現在、最も重要な課題は、すべての材料が高速加工プロセスに最適であるとは限らないということです。したがって、適切なもの、つまり硬化鋼、ステンレス鋼、チタン、工具鋼などの硬化金属のタフなものにのみ限定されます。ここでの基本原則は、機械の切削工具の寿命を維持するために、さまざまな材料をさまざまな対応する速度で処理する必要があるということです。

もう 1 つの既知の要因は、加工物の形状に関係しています。多くのメーカーが警告しているように、アンダーカットの最大深さは内部カットによって簡単に制限される可能性があります。また、高速操作用に評価されていない CNC マシンは、最終的に大量のスクラップ片や壊れたマシン ツールを生成する可能性があるとも言われています。これが、これらのマシンの多くが特定の RPM で実際に妥協する理由です。したがって、明らかなことは、個々の機械の能力が高速加工プロセスのパフォーマンスに直接関係しているということです。

高速機械の適切な加工戦略

高速加工の第一の課題は、最適な工作機械を選択することです。材料が変わると機械のトルクと HP 要件が変わるという原則に従って、工作機械は慎重に選択する必要があります。たとえば、アルミニウムの高速加工に適した機械は、他の材料の使用には適さない場合があります。したがって、高速加工操作を開始する前に、機械の出力とトルクのグラフを常に調べて、機械が意図した要件を処理できることを確認してください。

さらに、適切なチップ-高速機械加工作業中は、シンニングおよびコーナリング技術を適用する必要があります。これには通常、コーナ R 送り補正、トロコイド フライス加工技術、およびロール インとロール アウトが必要です。多くの専門家が、適切なテクニックを使用することでマシンの過負荷を防ぐことができると述べています。