3 軸 CNC 立形マシニング センター: アプリケーションと実践的なガイダンス

ジョブショップが、それぞれに 2 つのドリル穴、1 つのタップ穴、およびフライス加工されたポケットが必要な 600 個のアルミニウム ブラケットのリクエストを受け取ったとき、生産エンジニアはよくある決断を迫られます。 5 軸加工機は 1 回のセットアップですべての面にアクセスできますが、ワークピースへの工具アクセスは片側からのみ必要です。部品の保持、ツールパスのプログラミング、およびツールの摩耗の監視はすべて同じ方向、つまり 3 軸 CNC 立形マシニング センターに向かって行われます。このシナリオも例外ではありません。これは、日常の受託 CNC 加工の大部分を占めています。

3 つの軸が実際にもたらすもの

3 軸 CNC 立形マシニング センターは、スピンドルを垂直位置に保ち、X、Y、Z に沿ったカットスルー動作を形成します。工具が上から近づく間、ワークピースはテーブルに固定されたままになります。この配置は、機能的特徴が平面上に固定された垂直方向に沿って配置される部品を意味する角柱部品にとって非常に効率的です。

一般的に実行される操作には次のようなものがあります。

• 平らな面での正面フライス、フライカット、エッジフライス加工
• 部品面に対して垂直なスピンドルによる穴あけ、リーマ加工、タッピング、ねじ切り加工
• スロッティング、ポケット加工、および 2.5D 輪郭加工
• 固定深さのエンベロープ内で直線または緩やかに湾曲した壁のプロファイリング

これらの操作ではいずれもツールを傾ける必要はありません。ここに実際的な利点が生まれます。プログラミングは図面の寸法に近い状態に保たれ、設定ミスの追跡が容易になり、オペレータはサイクル全体を通じて元のデータム参照を信頼できます。

マシニングセンタを軸数だけで評価しないでください。 2 回目のセットアップを行わずに、予測どおりに完了できるジョブの数によって評価します。

3 つの軸がより賢明な選択である場合

3 軸垂直中心から最も恩恵を受ける部品には、主要な参照面が 1 つあります。設計では、その面からほとんどまたはすべての重要な公差が定義され、機械は追加の回転軸なしでそれらの公差を保持できます。モーター取り付けプレートが良い例です。シール面、ボルト円、およびダボ穴はすべて同じ座標系内にあります。

3軸立形マシニングセンタの実用化

業界全体で、3 軸 CNC 立形マシニング センターのアプリケーションは同じロジックに従います。つまり、安定した平面、頻繁な穴、および制御されたセットアップの多様性を備えた一連の部品です。最も一般的な分野には、金型製造、自動車サプライヤー、新エネルギー ハードウェア、一般的な求人サイトが含まれます。

金型の製造と金型のメンテナンス

金型の構造では、キャビティ プレート、ボルスター プレート、ストリッパー プレート、およびインサート ポケットが、信頼性の高い基準面を備えた長方形のブロックから機械加工されます。剛性の高い 3 軸垂直センターが、上向きに開いた面での初期荒加工、精密穴あけ、冷却穴の準備、および仕上げパスを実行します。金型の修理中、最終組み立て前に同じ機械で摩耗した領域の表面を再研磨したり、溶接部分をブレンドしたりすることができます。

金型および自動車鋳物用立型マシニングセンター このマシニング センターは、堅牢な構造と自動工具交換を備えており、鋳物や金型プレートの穴あけ、タップ加工、仕上げ加工に適しています。スピンドルの冷却と切りくずのフラッシングにより、バッチ生産における一貫した精度がサポートされます。 製品を見る→

自動車部品製造

自動車サプライヤーは、多くの場合、きつい穴、ガスケット面、多数のネジ穴を備えたアルミニウムまたは鉄の鋳物を受け取ります。自動工具交換装置を備えた立型マシニング センターは、オペレータの介入を制限しながら、ドリル、タップ、エンドミル、リーマを移動できます。一般的な作業には、ウォーター ポンプ ハウジング、オイル フィルター アダプター、電動ドライブ エンド カバー、取り付けブラケット、冷却剤マニホールドなどが含まれます。特にバッチ サイズが完全な専用自動化を正当化できない場合に当てはまります。

新エネルギーのハードウェアと電気駆動部品

新エネルギー分野では、長くて軽いコンポーネントとコンパクトな精密ハウジングの異なる組み合わせがもたらされます。バッテリーパックフレーム、バスバーホルダー、インバーターハウジング、メカニカルスペーサーには、きれいなエッジ、正確な穴ピッチ、再現可能なタッピングパターンが必要です。 3 軸垂直マシンは、ほとんどの機能に 1 つの垂直方向からアクセスできるため、これらのタスクを効率的に処理できます。スルースピンドルクーラントと積極的な切りくず排出は、この種の作業で見られる深い繰り返しの穴あけシーケンスで特に役立ちます。

ジョブショップ、試作品、少量生産

一般的な機械工場では、治具プレート、試作ハウジング、メンテナンス部品、および 1 個から 100 個までのバッチ数量のデフォルトの機械として 3 軸立形マシニング センターが使用されます。この機械が優れているのは、セットアップ時間が短く、CAM プログラミングが直接的であり、基本的なプロセスを変更せずに幅広い材料を切断できるためです。次の注文がまったく異なる形状で到着した場合、同じマシンを再プログラムして、午後までに再び稼働させることができます。

作業現場向けのフレキシブルな 3 軸立形マシニング センター この垂直センターは、短いセットアップ時間と直接 CAM プログラミングにより、多様な材料と部品形状を処理します。その剛性構造と精密スピンドルは、小バッチ全体にわたって信頼性の高い表面仕上げと穴精度を実現することを目的としています。 製品を見る→

アプリケーションの結果を信頼できるものにするもの

3 軸マシンでは、軸数はモーション ジオメトリのみを表します。実際の結果は、構造の剛性、減衰、スピンドルのトルク、熱的挙動、および制御システムの品質によって異なります。移動距離と主軸速度定格が同じ 2 台の機械では、鋼材を切断したり、狭い穴位置を保持したりするときに、表面仕上げに重大な違いが生じる可能性があります。

垂直コラムと一体型ベースは、ねじれや振動を発生させることなく切削力を吸収する必要があります。方法を理解する 剛性の高いベース設計が加工精度をサポート 購入者が実際の能力とヘッドラインのスピンドル速度を区別するのに役立ちます。

3 軸 VMC を実際の作業に適合させる

機械の選択は、未加工のストック寸法ではなく、治具を追加した後の形状エンベロープから始める必要があります。その出発点から、最も一般的なプログラムの工具の数、主要な材料、最も要求の厳しい表面仕上げをまとめます。その組み合わせに合わせて適切なサイズの機械は、純粋にテーブルの最大荷重や早送り速度だけで選択した機械よりも役に立ちます。

• 作業範囲: 未加工のブランクだけでなく、部品と標準のクランプおよび固定具を測定します。
• スピンドルのパフォーマンス: 実際に使用する材料に対してスピンドル速度、トルク、熱安定性のバランスをとります。
• 工具マガジンの容量: 繰り返しプログラムに 30 個の工具が必要で、マガジンに 24 個の工具が入っている場合、小さなバッチでは手動で変更する時間が失われます。
• 切りくずとクーラントの管理: 治具から切りくずを除去し、制御されたクーラント流を使用することは、穴の品質と工具寿命に直接影響します。
• 制御とサービスの統合: 制御は使用する CAM ポストプロセッサと一致し、オペレータがオフセット、プローブ、およびアラーム履歴に明確にアクセスできるようにする必要があります。

これらの要件が現代の機器にどのように反映されるかを確認するには、 立形マシニングセンターのラインナップ 旅行者数だけを比較するよりも、構造的および機能的な観点から検討する方が有益です。

3つの軸、幅広い責任

3 軸 CNC 立形マシニング センターのアプリケーションは、「1 つのセットアップからの安定した反復可能なアクセス」というフレーズに最もよく要約されます。明確なデータム参照、垂直ドリル、従来のフライス加工ツールを使用して部品形状を作成できる場合、多くの場合、3 軸垂直センターが良好な部品を製造するための最も低コストのルートとなります。高度な多軸マシニング センターに代わるものではありません。店舗の生産性を維持するための日常の金属除去の大部分を処理するだけです。