従来の作業となる偏心旋削

Jan 22, 2024

Multus のような最新の複合加工機を使用すると、機械工が偏心した部品を追加の機械に移動する手間が省けます。 写真提供：Okuma America Corp.

旋削部品の中心線を基準としたときに断面が等しくない場合、その部品は偏心しているとみなされます。 カムシャフトはこれらのワークピースの中で最も一般的なものとしてよく言われますが、これらの部品は通常、その生産専用の機械で製造されます。 では、偏心回転が必要な部品の注文が来た場合、作業工場は何をすべきでしょうか? 驚くべきことに、その答えは実際にはフライス加工作業から始まるかもしれません。

偏心旋削のプロセスは、中心軸に平行な別のワーク軸を追加することのみが異なり、従来の旋削と似ています。 偏心部品の特徴を作り出すには、通常は低速で部品を回転させながら、切削工具を使用して材料を必要な深さまで除去します。

Canadian Metalworking は、Okuma America Corp. の旋盤製品スペシャリストである David Fischer にプロセスについての意見を求めました。 彼が言いたかったことは次のとおりです。

CM: 偏心旋削加工を実行するには、どのようなタイプの機械セットアップが最適ですか?フィッシャー: それはすべて、CNC 旋盤にフライススピンドルが付いているかどうかによって決まります。

マルチタスク加工機を使用する場合は、仕上げ旋削パスを使用してフィーチャーを完成させる前に、偏心パーツまたはパーツフィーチャーをニアネットシェイプにフライス加工することをお勧めします。

優れた安定した加工プラットフォームから始めれば、機械の構造や馬力要件に実質的な変更はありません。

CM: フライス加工作業が重要なのはなぜですか?フィッシャー: 旋削工具で仕上げパスを実行する前に、複合加工機で部品フィーチャーをフライス加工すると、いくつかの効率が高まります。 これらのいくつかは、部品を機械から機械に移動させていないという事実から生じますが、他のものは、ミルを使用して部品から材料を除去するため、その方が速いという事実から生じます。

優れたミリング パスは優れたフィニッシュ ターニング パスを設定するため、正しく行うことが不可欠です。 低速で実行するため、(フライス加工と比較して) 時間がかかりすぎるため、パーツ フィーチャーを最初から回転するつもりはありません。

ほとんどの場合、ミーリングして近づけていき、最後のパスだけエキセントリックターンになります。

CM: 偏心旋削プロセスはセットアップにどのような影響を与えますか?フィッシャー氏: 複雑な部品を加工する従来の方法では、旋盤とフライス盤の両方を含む複数の機械が必要となり、必要以上にセットアップ時間がかかります。 オペレーターは、部品が適切に位置合わせされ、測定されて、各部品の寸法が前の部品と同じであることを確認する必要があります。 ただし、すべての加工操作が 1 台の機械で実行される場合、これらのセットアップと測定の手順は必要ありません。

偏心旋削加工が複雑になるほど、別のセットアップや別の機械で実行する必要が生じる可能性が高くなります。

旋盤にフライス加工オプションがない場合は、旋削中に RPM を下げる必要があり、多くの場合 200 ～ 300 RPM まで下げる必要があります。

また、通常は、できるだけ円筒形のパーツから開始することをお勧めします。

CM: 部品が最終形状に近づいたら、旋削加工はどのように進められますか?フィッシャー: Okuma の機械では、スピンドル上で部品を回転させ、タレット内に工具を保持します。 X と Y を使用してプロファイルを生成し、Z を使用してパーツを押し込みます。

偏心旋削では工具は主軸に固定され、X と Y を使用して工具を表面の接線に保ちます。

せいぜいセミフィニッシュ操作を行ってから、フィニッシュパスを行うだけです。 それは、フライス加工プロセスが最終形状にどれだけ近づくかによって決まります。 今日のフライス/ターン機械の機能を使用すると、最終形状に非常に近づけることが可能になります。

多くの軸を移動させるため、RPM の制限があり、それらの軸を移動できる速度にも制限があります。 無理にやりすぎると円筒度に問題が生じる可能性があります。 そして、あなたは大量の質量を移動させています。

CM: 長い部品や大きな偏心したローブを持つ部品はプロセスにどのような影響を与えますか?フィッシャー: 長距離で偏心旋回を行うと、たわみが発生します。 これはどのような回転操作においても正常です。

大きなパーツ フィーチャーの場合、パーツが非常に偏心しているため、ステディレストをクランプできない直径を作成する可能性があります。 これらの部品は機械加工が難しい場合があります。

私はよく、偏心旋削は他のすべてがうまくいかなかったときに行う操作であると言います。

偏心旋削加工の最適な使用法は、部品の前面にある小さなジャーナルなど、最小限の処理時間を必要とする偏心部品または部品フィーチャに旋削面が必要な場合です。 残りの部品全体を機械加工してから 1 つの偏心直径を設けることができれば、セットアップと実行は比較的簡単です。

CM: パーツに風変わりな機能がたくさんある場合はどうなりますか?フィッシャー: では、中心に 2 番目の直径を作成するために別のセットアップを行うかどうかを尋ねる必要がありますか? セットアップに多くの時間を費やしたり、パーツを 2 台目のマシンに移動したりするため、これは少し面倒です。 Multus のような最新のマルチタスク マシンがあれば、別のマシンに移行する手間が省けます。 特効薬ではありませんが、大きな頭痛を予防できる場合があります。

大きな部品があり、その大部分で偏心旋削が必要な場合は、おそらく 2 つの別々の機械セットアップを使用するでしょう。 あるプロセスで偏心旋削を行い、別のプロセスで中心上 (同心) 作業を行います。

クランクシャフトのようなものであれば、その部分を偏心回転させることはおそらくないでしょう。 難しい理由は、工具をワークピースに当てるのが難しく、あまり良い仕上がりが得られない可能性が高いためです。 これらの部品には特別な機械が最適です。

私が作業工場でワンオフのクランクシャフトを作っている場合は、おそらくフライス加工してから研磨に送ります。

CM: 偏心旋削にはどのようなワーク保持要件が必要ですか?フィッシャー: いつものようにワークホールディングは部品によって決まります。 このタイプの作業の場合、偏心フィーチャーがパーツのどこに配置されているかに大きく依存します。 部品の端にある偏心フィーチャーは、特に長い部品である場合、または心押し台が使用されている場合、機械加工が難しい場合があります。

通常、高速作業はすべて最初に行われるため、偏心旋削専用のワーク保持は優先度が高くありません。 偏心回転中、部品はゆっくりと移動するため、通常は完全に円筒状の部品を保持するのと同じ方法で保持できます。

オークマ アメリカ コーポレーション、www.okuma.com