大きなリングを固定する

Oct 10, 2023

経済的に困難な時代において、部品メーカーは通常、社内で作業を行う方法がある場合でも、競合他社に仕事を外注することを嫌います。 アクロン (オハイオ) ギア & エンジニアリング社は、1 年前、新型コロナウイルス感染症により社内の作業負荷が大幅に減少したときに、この状況に直面しました。 同社は産業用歯車を含む大型部品の機械加工を専門としており、その仕事に最適な機械が再構築されていたにもかかわらず、4340鋼で作られた0.9メートルトン（1トン）のリングを製造するプロジェクトを引き継ぎたくなかったと述べた。アクロン・ギア＆エンジニアリングのデニス・ミラー氏。

「作業全体にかかる費用は、自力で作業した場合よりも高かった」と彼は述べ、必要な工具のコストが高かったことを指摘した。 「しかし、もしそれができなかったら、私たちは彼らのビジネスを失っていたかもしれません。私たちは賭けをしたくありませんでした。」

アクロン ギア & エンジニアリングは、当時は利用できなかった 3,098.8 mm (122 インチ) の能力を持つ最大の立型タレット旋盤を使用して、Juaristi 横型 CNC ボーリング ミルでリングを加工する必要がありましたが、必要な治具がありませんでした。 VTL の代わりにボーリング ミルを使用するには、リングを水平ではなく垂直に保持する必要がありました。3+2 機能を備えたボーリング ミルの能力は、x 軸で 2,997.2 mm (118 インチ)、y 軸で 2,413 mm (95 インチ) です。軸およびスピンドル上で 711.2 mm (28 インチ)。

ミラー氏は解決策を求めて馴染みのワークホールドのサプライヤーに問い合わせましたが、返答はありませんでした。 これ以上待ちきれなかった彼は、クリーブランドにある産業販売会社アトウッド・インダストリーズ社に電話したところ、ニューハンプシャー州センター・オシピーにあるミティー・バイト・プロダクツ社のワークホールディングを勧められた。 Mitee-Bite Products のシニア アプリケーション マネージャーである Michael Witzgall とこの仕事について話し合った結果、T スロット サブプレートに取り付けられるモジュール式の配置が推奨されました。 ワーク保持装置には、最初の作業用に、鈍端のピットブル クランプと大型マルチフィクスチャ ストップを備えた Mitee-Bite Products のヘビー デューティ T スロット クランプが含まれ、その後、内径、外径、端面作業用のモジュラー XYZ Xpansion ピンが使用されました。

「このアプリケーションでは、クランプ圧力による歪みを避けるためにモジュラー設計が不可欠でした」と Mitee-Bite Products のゼネラルマネージャーである David Bishop 氏は述べています。 「大規模な一体成形では、エラーが発生する余地はほとんどありません。この重いリング状部品の歪みを防ぐには、顧客との確実なコミュニケーション、広範なブレインストーミング セッション、および最適なオプションを推奨する CAD シミュレーション ソフトウェアが必要でした。 T スロットの取り付けリングの直径を中心としたプレートにより、すべてのクランプとハードストップを静止位置に配置し、十分な保持力が得られるまで全方向に均等に接触圧力を少しずつ加えることができます。」

Akron Gear & Engineering では、0.9 トンのリングがボーリングされています。 画像提供：Mitee-Bite Products

Mitee-Bite Products の製品に関する経験が不足していた Miller 氏は、従業員がこの巨大な部品を保持する任務に耐えられるかどうかを心配していました。

「クランプやピンが故障したら、それは私に降りかかる。部品の品質を誇張していないことを祈りながら、それらを販売しているセールスマンを信頼しなければならない。」と彼は言った。

ビショップ氏は、17-4 PH ステンレス鋼で作られた XYZ Xpansion ピンを剪断するには 4,536 kg (10,000 ポンド) 以上の力が必要になると推定しました。

「x、y、z 方向の強度不足については心配していませんでした」と彼は言いました。

ミラー氏は、リングの外径は 2,247.9 mm (88.5 インチ)、内径は 1,993.9 mm (78.5 インチ)、厚さは 107.95 mm (4.25 インチ) であると述べました。結局のところ、この部品はアクロン ギア & エンジニアリングの角度よりも高かったことがわかりました。プレートが固定され、上部セクションがクランプされるのを防ぎます。

「上部のクランプされていない部分の機械加工で多くの振動が発生したため、予想よりもかなり時間がかかりました」と同氏は述べ、垂直ターニングセンターでリングを機械加工するのに約1週間かかったと付け加えた。 「もっと大きな VTL で実行していたら、作業全体を 2 日で完了できたでしょう。」

ミラー氏は、152.4 mm (6 インチ) のフェースミルを 1 回のパスでフェース全体に適用することから作業を開始しました。振動やびびりに対する懸念に加えて、ワークピース材料の表面が表面下よりも硬かったためです。

「地表を通過するために、4 インチ (101.6 mm) のフェースミルに切り替えました。地殻の下に到達したら、6 インチのフェースミルに戻ることができました。」と彼は言いました。

Akron Gear& Engineering が 0.9 メートルトンのリングを保持するために使用した Mitee-Bite Products の治具の詳細が表示されます。 画像提供：Mitee-Bite Products

ミラー氏は、振動を最小限に抑えるために、より大きなフェースミルは 1.524 mm (0.06 インチ) DOC および 2,286 mm/min. (90 ipm) の送り速度で稼働したと述べました。Allied Machine & Engineering Corp. の 1.83 m (6') ボーリングバーには、シングルポイントインサートを使用して外径と内径を仕上げ、パスごとに 0.508 ～ 0.762 mm (0.02 インチ～0.03 インチ) の DOC を採取して、両方のフィーチャー上の残りの 3.175 mm (0.125 インチ) の材料を除去しました。

同氏は、Tスロットのサブプレートは内径と外径の両方に凹みを設けて平らに機械加工されており、ボーリングバーがエッジを越えたときにバーがサブプレートに接触しないようにしたと述べた。 それらはアングルプレートにボルトまたはクランプで固定され、最初のセットではピットブルクランプで部品を保持しました。

「この設定により、1 つの面をフライス加工して仕上げ、部品にドリルで穴を開けることができました」と Miller 氏は言います。 「この作業が完了したら、リングを取り外し、Xpansion ピン用のサブプレートに穴を開けてタップ加工しました。ピンをしっかりと締めたら、フェースをフライス加工して 2 番目の面を開始し、次に内径と外径をサークル フライス加工して、仕上がりサイズから0.125インチ。

同氏は、XYZ Xpansion ピンにより部品がクランプ干渉から解放されると述べました。

「1 回のセットアップで 3 つの側面を行うことができます。これにより、クランプを移動したり、穴を何度も指定したりするセットアップ時間の負荷が節約されます。これは、より大きな部品を保持するために最大のクランプが必要ないことを示しているだけです」とミラー氏は言いました。 。」

仕事を終えた後、彼は最初のサプライヤーの営業担当者に、なぜ営業担当者が返答しなかったのかをアクロン ギア アンド エンジニアリングが検討したと尋ねました。

「彼はそれを新型コロナウイルス感染症のせいだと主張した」とミラー氏は語った。

「本当に感心したのは、（アクロン・ギア＆エンジニアリングが）計画をいかに迅速に実行に移したかということだ」とビショップ氏は語った。 「古いことわざにあるように、チップスを稼いでいなければ、お金も稼げていないのです。」

すでに開けられた穴または中抜きされた穴を拡大すること。 一般的に、一点旋盤タイプの工具を使用して、事前に開けた穴をツルーティングする作業です。 ボーリング加工は基本的に内径旋削加工であり、通常は 1 点の切削工具で内部形状を形成します。 一部の工具は、切削力のバランスをとるために 2 つの切れ刃を備えています。

基本的には、ボーリング作業中に 1 つ以上の切削工具を所定の位置に保持する片持ち梁です。 ワークを静止させて回転させながら軸方向に移動させたり、ワークを静止させて回転させて軸方向に移動させたり、あるいはこれらの動作を組み合わせたりすることができます。 フライス盤、ボール盤、中ぐり盤をはじめ、旋盤やマシニングセンターなどに搭載されています。

機械、ワーク、切削工具に関わる振動の状態。 この状態が一度発生すると、問題が解決されるまで自然に続くことがよくあります。 びびりは、ワークに一定の間隔で線や溝が現れることで識別できます。 これらの線や溝は、カッターの歯がワークピースの内外で振動するときに発生し、その間隔は振動の周波数によって異なります。

部品の作成または変更を可能にする工作機械専用のマイクロプロセッサベースのコントローラ。 プログラムされた数値制御により、機械のサーボと主軸ドライブが作動し、さまざまな加工動作が制御されます。 DNC、直接数値制御を参照。 NC、数値制御。

コンピューターと特殊なソフトウェアを使用して実行される製品設計機能。

平面を切削するためのフライスです。

切削中のワークに対する工具全体の位置の変化率。

工具の保持力を高めるために、切削工具のシャンクに平らな表面が加工されています。

単一のアーバーに取り付けられた複数のカッターを使用した加工。通常は同時に切断します。

キャビティまたは穴の内径を定義する寸法。 OD、外径を参照してください。

鋸引き、フライス加工、研削、歯切り、ドリリング、リーマ、ボーリング、ねじ切り、フェーシング、面取り、溝入れ、ローレット加工、スピニング、突切り、ネッキング、テーパーカット、カムカット、偏心カットも可能な旋盤ステップターンと直進ターンとして。 手動から半自動、全自動までさまざまな形式があり、主な種類としてはエンジン旋盤、旋削・コンタリング旋盤、タレット旋盤、数値制御旋盤などがあります。 エンジン旋盤は主軸台と主軸、心押し台、ベッド、キャリッジ（エプロン付き）、クロススライドで構成されています。 ギア (速度) および送りセレクター レバー、刃物台、複合レスト、送りねじおよび逆転送りねじ、ねじ切りダイヤル、早送りレバーなどの機能が含まれています。 特殊な旋盤タイプには、スルーザスピンドル、カムシャフトおよびクランクシャフト、ブレーキドラムおよびローター、スピニングおよびガンバレル機械が含まれます。 工具室旋盤と卓上旋盤は精密作業に使用されます。 前者は工具と金型の作業や同様の作業に使用され、後者は小さなワークピース (機器、時計) に使用され、通常は給電がありません。 モデルは通常、「スイング」、つまり回転可能な最大直径のワークピースに従って指定されます。 ベッドの長さ、または中心間の距離。 そして発生する馬力。 旋盤を参照してください。

回転するカッターに力を加えて金属などを削り取る加工作業。 立型フライス加工では、切削工具が主軸に垂直に取り付けられます。 水平フライス加工では、切削工具はスピンドルまたはアーバーに直接水平に取り付けられます。 水平フライス加工は、さらに従来のフライス加工に分類されます。このフライス加工では、カッターが送り方向と反対に回転し、ワークピースに向かって「上向き」に回転します。 そして、カッターが送り方向に回転する上昇フライス加工、つまりワークピースに向かって「下降」します。 フライス加工には、平面または表面フライス加工、エンドミル加工、正面フライス加工、角度フライス加工、フォームフライス加工、およびプロファイリングが含まれます。

エンドミルおよびアーバー取り付けフライスを実行します。 カッターを駆動するスピンドルを備えたヘッドが特徴です。 3 つのデカルト軸の動きを提供するコラム、膝、テーブル。 コンポーネントを支持し、切削液ポンプとリザーバを収容するベース。 ワークはテーブルに取り付けられ、回転カッターまたはエンドミルに送り込まれてフライス加工のステップが完了します。 立型フライス盤も、スピンドルに取り付けられたクイルを使用してエンドミルをワークに送り込みます。 モデルは小型の手動機械から大型のベッドタイプやデュプレックスミルまで多岐にわたります。 すべては、垂直、水平、または水平/垂直変換可能な 3 つの基本的な形式のいずれかをとります。 縦型マシンには、膝型 (テーブルは上昇可能な膝の上に取り付けられています) またはベッド型 (テーブルはしっかりと支えられ、水平方向にのみ移動します) があります。 一般に、横型マシンはより大型で強力ですが、縦型マシンは軽量ですが、より汎用性があり、セットアップと操作が簡単です。

サブアセンブリでの製品の製造により、欠陥のあるアセンブリの迅速かつ簡単な交換や、さまざまな目的に合わせた製品の調整が可能になります。 交換可能な部品を参照してください。

円筒形または円形の部品の外径を定義する寸法。 ID、内径を参照してください。

ロボットが安全に扱える最大荷重。

ワークピースはチャックに保持され、フェースプレート上に取り付けられるか中心間に固定され、回転しながら、切削工具 (通常は一点工具) がその周縁に沿って、あるいは端または面を横切って送り込まれます。 直線旋削（ワークの外周に沿って切削）の形式をとります。 テーパー旋削（テーパーの作成）。 ステップ旋削（同じワークで異なるサイズの直径を旋削）。 面取り（エッジまたは肩の面取り）。 フェーシング（端をカット）。 ねじ山を回す（通常は外部ですが、内部の場合もあります）。 粗加工（大量の金属除去）。 そして仕上げ（最終的なライトカット）。 旋盤、ターニングセンタ、チャッキングマシン、自動ネジ盤などで行われます。

エンジン旋盤との違いは、通常の複合レストが、クロス スライドと心押し台に取り付けられた旋回式のマルチツール タレットに置き換えられている点です。 旋盤を参照してください。

Cutting Tool Engineering が執筆したニュース項目は、Cutting Tool Engineering 誌の編集者によって執筆または編集されています。 レポートは、外部の著者によって CTE に送信された資料を表し、スタイルと正確性を考慮して CTE 編集者によって編集されています。