シャフト旋削盤とフライス盤: その概要とあなたのショップに適したものを選択する方法

シャフト旋盤およびフライス盤の実際の動作

シャフト旋削およびフライス盤は、円筒状のワークピース (最も一般的にはシャフト) に対して、部品を別の機械間で移動することなく旋削操作とフライス加工の両方を実行できるように設計された複合工作機械です。旋削では、固定された切削工具に対してワークピースを回転させることで材料を除去し、直径、テーパー、ねじ山などの円形で対称的な形状を作り出します。一方、フライス加工では、回転する切削工具を使用して、静止したワークピースまたは割り出しされたワークピースから材料を除去し、平面、キー溝、穴、およびその他の非対称のフィーチャーを同じシャフトに追加できます。

これら 2 つのプロセスを 1 台の機械に組み込むことは、シャフトの製造にとって非常に重要です。多くのシャフトは、最終用途で適切に機能するために、丸い形状と、キー溝や平面などの二次的な詳細の両方が必要だからです。従来、これは最初に旋盤でシャフトを加工し、次に二次加工のためにフライス盤に移すことを意味していましたが、これによりセットアップに時間がかかり、取り扱いのリスクが生じ、位置合わせエラーが発生する可能性がありました。旋盤とフライスを組み合わせた機械は、加工シーケンス全体を通じて部品を 1 か所に固定し続けることで、そのほとんどを排除します。

旋削とフライス加工を 1 つのセットアップに組み合わせる主な利点

別々の旋削とフライス加工の作業から複合シャフト加工セットアップに切り替える工場は、通常、特に中量から大量のシャフトを生産する場合に、一度に複数の領域で改善に気づくことができます。

• 精度の向上: 単一のセットアップでシャフトの固定を維持することで、機械間で部品を再クランプすることで生じる位置合わせエラーを排除します。
• サイクルタイムの短縮: 旋盤とフライス盤の間の搬送ステップを排除することで、部品ごとの総生産時間を大幅に短縮します。
• 労働要件の削減: 2 台の機械間の引き継ぎを調整するのではなく、1 人のオペレータが加工シーケンス全体を管理できます。
• スクラップ率の低下: 取り扱い手順が少なくなったことで、部分的に完成したシャフトを台無しにする可能性のある損傷や位置ずれの可能性が減りました。
• 作業現場の設置面積が小さい: 1 台の複合マシンが 2 台の個別の専用マシンよりも占有スペースが小さくなります。

マシンを選択する際に注目すべき主な機能

スピンドル出力と速度範囲

スピンドルには、旋削加工中の重度の荒切削と、フライス加工に必要なより微細で高速な動きの両方を処理するのに十分なパワーと適切な速度範囲が必要です。合金鋼やステンレス鋼などのより硬い材料を扱う工場では、要求の厳しい切断中に行き詰まりを避けるために、スピンドルのトルク定格に特に注意を払う必要があります。

ライブツーリング機能

ライブツーリングを使用すると、メインスピンドルがワークピースを保持しながら、機械がエンドミルやドリルなどの回転切削工具をタレットまたはツールステーションで直接駆動できます。この機能により、実際には標準的なターニング センターでフライス加工を実行できるようになるため、複合機械を評価する際にはライブ ツーリングの仕様を確認することが不可欠です。

制御システムとプログラミングの柔軟性

これらの機械は旋削とフライス加工の両方のツールパスを調整するため、制御システムは 2 つの操作タイプをスムーズに切り替えることができる多軸プログラミングをサポートする必要があります。より直観的な制御インターフェイスにより、プログラミング時間が短縮され、単一目的の機械から移行するオペレータの学習曲線も短縮されます。

さまざまな生産ニーズに応じた機械構成の比較

すべての工場が同じレベルの機能を必要とするわけではなく、マシン構成を実際の生産要件に一致させることで、使用されない機能にお金を払う必要がなくなります。以下の表は、一般的な構成と、それぞれが最適な構成の概要を示しています。

これらの機械で製造される共通のシャフトの特徴

複合旋盤とフライス盤が生み出すことができるさまざまな機能を理解することは、なぜこれほど多くの工場がシャフトの生産にそれらの機械を利用しているのかを明らかにするのに役立ちます。単一のシャフトでは、元の治具から離れることなく、これらの操作のいくつかを順番に完了する必要がある場合があります。

• ベアリングシートと嵌合コンポーネントの旋削直径と肩
• ファスナー、カップリング、または調整機構のねじ部
• トルク伝達のためにシャフトに直接フライス加工されたキー溝と平面
• ピン、潤滑通路、または留め具用のクロスドリル穴
• ギアとカップリングの係合用のラジアル スロットまたはスプライン

一貫した精度を維持するためのメンテナンス方法

これらのマシンは、要求の厳しい 2 つのプロセスを 1 つのプラットフォームに統合しているため、それらを適切に維持することは、単一目的のマシンの場合よりも重要です。定期的なスピンドル検査は最も重要なルーチンの 1 つです。旋削作業とフライス加工作業の両方がスピンドル ベアリングに大きなストレスを与え、遊びや振動が発生すると両方のプロセス全体の精度に影響を与える可能性があるためです。

ウェイの表面とリニアガイドはメーカーのスケジュールに従ってチェックし、潤滑する必要があります。ウェイが乾燥していたり​​汚れていたりすると、位置決めエラーが発生し、完成したシャフトの寸法の不一致として現れるためです。複合機械では旋削加工とライブツーリングのフライス加工の両方でクーラントが使用されることが多く、ノズルの詰まりやクーラントの劣化は、プロセスの両側で工具寿命と表面仕上げに影響を与える可能性があるため、クーラントシステムのメンテナンスにも注意が必要です。

最後に、テストバーまたは精密ゲージを使用した定期的な校正チェックは、機械の旋削軸とフライス軸が相互に適切に位置合わせされていることを確認するのに役立ちます。複合マシンの価値提案全体はその調整を維持することに依存しているため、校正チェックをスキップすることは、これらのマシンが提供するはずの精度の利点を最も早く失う方法の 1 つです。

複合シャフト加工ソリューションへの投資に関する最終的な考え

A シャフト旋削およびフライス盤 は、円形フィーチャーと二次フィーチャーの両方を備えたシャフトを定期的に製造する工場に、精度を高め、サイクルタイムを短縮し、生産を簡素化する実用的な方法を提供します。生産量に適した構成を選択すること、スピンドルとライブ ツーリングの仕様に細心の注意を払うこと、および確実なメンテナンス ルーチンを遵守することはすべて、この種の装置から長期的な価値を得る上で重要な役割を果たします。意味のある量のシャフトを生産する工場では、複合機械への投資は、納期の短縮とより安定した部品品質によって多くの場合、元が取れます。