ワーリングを成功させるためのパラメータ

Sep 12, 2023

糸をワーリングすると、セグメント間の糸が混ざり合うことを心配する必要がなくなり、全体の仕上がりが向上します。 写真提供：INDEX

ねじ切りワーリングは、ストックバーの直径を 1 回のパスで完成したねじ山まで縮小する、断続フライス加工スタイルの切削を使用するプロセスです。 専用のアタッチメントは、ねじ形状を研削したねじ切りカッターを保持するために特別に設計されています。 機械内では、このアタッチメントが回転するため、オペレータはねじの仕様に応じて適切なリード角に調整できます。

「これは、実際に高い表面品質を備えた、より高速なプロセスです」と、ケニア州リゴーにあるミットマン社のオーナーであるトーマス・ミットマン氏は述べています。 「フライス加工で見られるようなバリの形成や、ねじ転造で見られるようなしわの形成はありません。」

ねじ切りワーリングは、スイス式旋盤で長く複雑なねじ山を製造したいと考えているショップにとって、ねじ切り部分全体をワンショットで加工できるため、優れたオプションです。

「より伝統的な方法では、ねじ山を長さ約 25 mm に分割する必要があり、多くのパスが必要になるため、ねじ山を生成するサイクル時間が非常に長くなります。」と Genevieve Swiss のアプリケーションおよび技術サポートの Scott Laprade 氏は述べています。 Industries Inc.（マサチューセッツ州ウェストフィールド）特に高生産環境では。」

糸をワーリングすると、セグメント間の糸が混ざり合うことを心配する必要がなくなり、全体の仕上がりが向上します。 糸が長距離にわたって長い場合、糸の旋回は単一のポイントよりもはるかに高速です。

インディアナ州ノーブルズビルにある INDEX Corp. の主任アプリケーション エンジニアであるパトリック・オニール氏は、「医療部品の一部と特定の形状を使用する場合、顧客はこのスレッドを作成するために 71 回または 130 回のパスを実行する必要があると聞いています。」と述べています。

オニール氏は、標準的なホイットワースねじや、付属の 60 度の角度のシングルポイントねじを製造する必要がある工場では、ねじワーリングはこれらの用途には適しておらず、ワーリングインサートのコストが高くなる可能性があるため、おそらく考慮しないだろうと説明しました。禁止的な。

「医療メーカーにとって、インプラント スクリューの注文のほとんどは、1 回の生産で 1,500 ～ 5,000 個です」と、ミシガン州ウィクソムの NTK Cutting Tools のシニア製品兼 CT コーディネーターである Melissa Singher 氏は述べています。

スレッドワーリングは、深ねじ、複数のリード、独自のねじピッチなど、より複雑な形状で設計された骨ねじなどの高生産作業向けに設計されています。

「糸の種類と糸の長さに応じて、他の方法では通常数分かかるものを 60 秒未満で作成できる可能性があります」と Laprade 氏は言います。

ねじワーリングは、特に深ねじ、複数のリード、独自のねじピッチなど、より複雑な形状で設計された骨ねじの場合、高生産環境で効率的にねじを通すように設計されています。 写真提供：NTK切削工具株式会社

同氏は、糸の旋回がフライス加工によく似ていることを理解していない人もいると付け加えた。 9 ～ 12 個以上のカッターを使用すると、これらの歯がワークピース全体に均等に配置され、一般にシングルポイント オプションよりも優れた表面仕上げ、より速い速度と送り、より長い工具寿命が得られます。

「一点インサートの刃先強度は弱くなる傾向にあり、ねじ山を形成するために必要な逃げ角によってさらに強まります」とシンガー氏は述べています。 「ワーリングチップは主軸を回転させることでクリアランスを実現するため、刃先強度が高くなります。」

スピンドルはガイド ブッシュまたは拡張ブッシュの近くで動作するため、ワーリング技術によりサポートと剛性が提供され、直径が小さく長尺のコンポーネントに特に有益です。 この剛性により、最高級の表面仕上げも実現されます。

ねじ切りワーリングは、複雑なねじを大量生産する場合に最適なオプションです。 しかし、ミットマン氏は、機械や糸の旋回装置では旋回できる直径とねじのサイズが制限されると指摘しました。 したがって、スレッドワーリングの選択は、アプリケーションと部品の仕様に大きく依存します。

スレッドワーリングに関しては、メーカーは専用のワーリングマシンとスイス式旋盤の 2 つのオプションを利用できます。

専用のワーリングマシンが厳密に糸を作り出す、それだけです。 オペレーターが大きなブランクをその中にロードすると、らせん状ポンプ オーガーであろうと長いネジ付き部品であろうと、機械はその上でらせんを旋回させます。

「専用のねじ回し機械を選択する場合の課題は、部品にねじ回し以外の機械加工作業が必要になる可能性があることです」とミットマン氏は述べています。 「この機械は旋削とフライス加工 (正面と外径) の操作も実行できますか? これは制限となる可能性があります。しかし、部品のサイズも基準になります。生産量は、ねじ切りのみを実行できる専用の機械に見合ったものですか、それとも、既存のスイス旋盤にねじ回しユニットを追加して行うことができるでしょうか? これらは考慮すべき重要な点です。」

スイス式旋盤、特にガイド ブッシュとスライディング主軸台はねじの旋回に適しており、効率的にねじを製造できます。 オニール氏は、スイス式機械ではオペレーターがガイドブッシュのすぐ近くまで到達でき、非常に長いねじ山の剛性をワンパスで維持できると指摘した。 これを従来の機械で行うと、オペレーターが部品を取り出してパスが故障した箇所を検査する必要があり、非常に煩雑な作業となっていました。

「5 軸ミルでスレッドワーリングを行うことができます」と Laprade 氏は言いました。 「しかし、これは非常に用途に特化したもので、実際には短いねじ山を生成するためにのみ使用されます。単純にこのミルには CNC Swiss のようなサポート機構がないからです。」

スイス CNC 旋盤の能力、特に機械メーカーとモデルがねじ旋回スピンドルに適応できるかどうかを理解することが重要です。 ねじワーリングに移行するには、工具サプライヤーやメーカーと協力してインサートを特定のねじ形状にカスタマイズし、スイス CNC 旋盤でのセットアップとプログラミングを適切に完了する必要があります。

9 ～ 12 個以上のカッターを使用すると、歯がワークピース全体に均等に配置されるため、シングルポイント オプションよりも優れた表面仕上げ、より速い速度と送り、およびより長い工具寿命が得られます。 写真提供：NTK切削工具株式会社

「初期の生産を監視し、一貫した生産稼働を達成するためにシステムをダイヤルインするための初期セットアップと最初の稼働では、工具メーカーのエンジニアリング チームと協力するのが一般的です」と Singher 氏は述べています。 「また、バックアップ用の TW カッター本体とインサートを検討することも常に良い考えです。」

「当社には、直径 1.5 ～ 2 mm の小さなねじ切りや 15 ～ 16 mm の大きなねじ切りを求めている顧客がいます」と Laprade 氏は述べています。 「これは実際の範囲であり、材料の種類に大きく依存します。私の顧客には、医療グレードの PEEK プラスチックから攻撃的な航空宇宙合金まで幅広く対応しています。また、高温合金、あらゆる種類のステンレスも見てきましたが、チタンは非常に優れています。医療業界で一般的です。使用される材料の種類によって速度と送りが決まります。」

ただし、主軸の速度はチップの数 (4 枚、6 枚、9 枚、またはそれ以上) によって異なります。 シンガー氏によると、メインスピンドルの速度は 8 ～ 30 RPM の範囲で、旋回カッターは 1,000 ～ 4,000 RPM で動作します。 送り速度はねじのリードと同じになります。

「カッター本体のスタイルは、ねじの製造に使用する機械およびスピンドルのモデルと一致する必要があります」とシンガー氏は言います。 「インサートを設計するには、ねじ寸法を含む部品の詳細な図面、必要な公差、棒材の直径、および材料の種類など、適切な情報を提供する必要があります。ねじの形状の仕様についてできるだけ多くの情報を提供することが重要です」正確なインサートを作成し、確実に成功させます。」

高速ワーリングは、医療業界で見られる特有の課題、特に型破りなねじの形状に対処するために開発されました。

「メジャーがストレートだが、マイナーがテーパーまたはラジアスになっているネジがますます増えています」とオニール氏は言います。 「これらの型破りなねじの場合、メーカーは、副ねじを作成するのと同じように主ねじを作成する特別なインサート、つまりトッピングインサートを設計できます。これが高速ねじ旋回の大きな利点の 1 つです。」

糸旋回ユニットと機械のC軸を同期させることにより、高速糸旋回が可能です。 これにより、従来の旋盤と同じように主軸を回転させることができます。 回転工具をその前に置き、ねじ山を維持できるようにします。 次に、ワーリングユニットがこのテーパー状のラジアルネジを同時に作ります。

高速ワーリングにより、2 つまたは 4 つの異なるリードの複数のリードスレッドも可能になります。 オニール氏は、従来の方法では 2 つまたは 4 つのリードを作成できますが、ネジの前面に溝が付いていると、これは主に骨ネジに見られるセルフタッピング機能であり、オペレーターはダブルでその上に戻ることはできないと説明しました。 -フライスユニットのせいで糸を拾うことができないため、リード付きねじを使用します。

「この技術により、両方のスピンドルが同期し、それを外すことができるようになります」とオニール氏は述べています。 「溝加工プロセスでは常にバリが発生するため、機械が実際にマルチリードねじを拾い上げ、バリを取り除き、ねじの残りの部分に導くことができるため、溝のある領域をフライス加工することができます。高速ねじ旋回は報告されています。」オペレーターが回転ツールとねじ切りツールの間を行ったり来たりする必要がなくなり、ねじの全長をワンショットで行うことができるため、最大 30% の速度が向上しました。」

副編集長の Lindsay Luminoso には、[email protected] で連絡できます。

スレッドワーリングは、高い表面品質を備えた高速プロセスです。 フライス加工で見られるようなバリの形成や、ねじ転造で見られるようなしわの形成はありません。 写真提供：ミットマン

ジュヌヴィエーブ・スイス・インダストリーズ、www.genswiss.com

INDEX Traub、us.index-traub.com

ミットマン、www.mittmann.com

NTK 切削工具、www.ntkcuttingtools.com