化合物研削盤

A 複合研削盤 2 つ以上の機械加工プロセス (最も一般的には研削とハードターニング、フライス加工、または二次仕上げ加工を組み合わせたもの) を 1 つのプラットフォーム上に組み合わせて、ワークピースを別の機械に移動することなく完成させることができます。直接的な利点は、個別の専用マシンを介して部品を配線する場合と比較して、セットアップの回数が減り、フィーチャ間の精度が向上し、総サイクル タイムが短縮されることです。以下のセクションでは、この組み合わせが実際にどのように機能するか、通常どのプロセスがペアになるか、どこで最も価値を発揮するか、および適切な構成を選択する方法について説明します。

複合研削盤とは何ですか、そしてどのように機能しますか

複合研削盤の核となるのは、旋削工具や研削砥石などの 2 つの異なるツール ステーションが順番に作動する間、ワークピースを 1 つの治具またはチャッキングに保持することです。業界誌 Production Machineing は、ハードターニングと研削を組み合わせた機械の文脈でこのアプローチについて報告しており、典型的なプロセスは、最初にハードターニングが可能なすべての表面を事前加工または完全加工し、次に部品の設定を変更せずに高精度の形状が必要な領域を仕上げ研削することであると指摘しています。

複合研削盤の一般的なワークフローは、組み合わせられる特定のプロセスが機械の設計によって異なる場合でも、一貫したパターンに従います。

組み合わせ研削盤の設計を記載した特許では、一般的な構成の 1 つが示されています。この構成では、第 1 砥石ヘッドが研削砥石を搭載し、第 2 砥石ヘッドが超仕上げ砥石を搭載し、どちらもワークピースの軸に沿って、また軸を横切って独立してフィードできるため、部品が同じセットアップで継続的にサポートされている間に、複数のフィーチャーの研削と超仕上げが行われます。

複合研削の主な利点は何ですか

の場合 複合研削盤 これは、個別の専用機械を介して部品をルーティングする場合に比べて、いくつかの測定可能な生産上の利点に基づいています。

• セットアップの削減。 1 つの治具にプロセスを組み合わせることで、2 台目の機械で部品を再チャックすることで発生する位置合わせエラーがなくなります。
• 総サイクルタイムが短縮されます。 輸送、待ち時間、および作業間の 2 回目のセットアップが不要になるため、部品が工場内を通過する全体的な時間が短縮されます。
• 特徴間の精度が向上しました。 すべての操作が同じ軸を参照するため、同心性や直角度など、回転フィーチャと地面フィーチャの間の関係を制御することが容易になります。
• 機器の設置面積が小さくなります。 複合マシン 1 台で、通常なら 2 台以上の専用マシンが必要となる作業を吸収できます。これは、スペースに制約のある店舗では重要です。
• 仕掛品在庫の削減。 部品が別々のステーション間でキューに並ぶことがないため、製造現場に放置されている未完成の在庫の量が削減されます。
• 需要の変化に柔軟に対応します。 Production Machineing は、旋削中心の作業で新たな研削要件に直面しているものの、専用研削盤を正当化するのに十分な量がない工場では、複合機がより現実的な投資となる可能性があると指摘しています。

これらの利点は、専用機械の方が依然として効率的である単純な単一フィーチャー部品ではなく、旋削直径と研磨精度ボアの両方を必要とする部品など、複数のフィーチャータイプを組み合わせた部品で最も顕著になります。

複合研削盤を使用する必要がある場合

複合マシンが常に正しい選択であるとは限りません。決定は、部品の複雑さ、ボリューム、および異なる機能がどの程度緊密に相互に関連する必要があるかによって決まります。

Production Machineing 社のターニングセンターとグラインディングセンターの組み合わせに関する報道によると、このアプローチに適した典型的な部品には、ギア シャフト、ローター シャフト、ポンプ シャフト、モーターとエンジンのシャフト、カルダン シャフトが含まれており、同じ部品の各フィーチャーに対して適切な加工技術が選択されています。この出版物では、重要な制限についても言及しています。非常に複雑なコンポーネントの形状では、旋削、フライス加工、穴あけ、研削などの必要なすべての操作を常に 1 つのセットアップで実行できるわけではないため、特定の制限が生じる可能性があります。つまり、一部の部品では、機械の能力に関係なく、依然として複数のセットアップが必要になります。

複合研削と個別の専用機械との違い

複合マシンと個別の専用マシンのセルの間のトレードオフを理解することは、それぞれのアプローチがいつ意味があるかを明確にするのに役立ちます。

1. セットアップと取り扱い。 複合機械では作業間の部品の移動が不要ですが、個別の機械では各段階で部品を移動して再固定する必要があります。
2. プロセスごとの設備投資。 複合マシンは通常、単一の専用マシンよりもコストがかかりますが、同じ合計機能に対して 2 つ以上の個別の専用マシンを購入するよりもコストが安くなる場合があります。
3. 床面積。 通常、1 台の複合マシンが占有する総床面積は、同じ操作を実行する個別のマシンの同等のセルよりも少なくなります。
4. 時間の経過に伴う柔軟性。 一部の複合機械プラットフォームは、工場のニーズの変化に応じて再構成できるように設計されており、機械を完全に交換することなく追加のプロセス モジュールを追加できます。
5. プロセスの特化。 1 つのプロセス専用に構築された専用マシンは、複数のテクノロジーをバランスさせた複合マシンよりも、その単一の操作で高いスループットを達成できる場合があります。
6. メンテナンスの複雑さ。 1 台のマシン上でテクノロジを組み合わせると、より多くのサブシステムを保守する必要があり、セットアップ時間の節約と比較検討する必要があります。

正しい選択は、多くの場合、固定ルールではなく部品の組み合わせに帰着します。旋削フィーチャーと研削フィーチャーを組み合わせたさまざまな部品を扱うショップは、複合機械の恩恵を最も受けやすい傾向にありますが、単一の単純な形状を大量に扱うショップでは、依然として専用機械の方が部品ごとに効率的であると考えられる場合があります。

適切な複合研削盤の選び方

複合研削盤の選択は、耐用年数にわたって稼働すると予想される部品ファミリーに基づいて行う必要があります。次の要因を考慮してください。

• プロセスの組み合わせが必要です。 部品の組み合わせに旋削と研削、フライスと研削、または研削と超仕上げなどの二次仕上げ操作が必要かどうかを確認します。
• ワークのサイズと耐荷重。 機械のスイング、長さ、耐荷重が、すべての組み合わせ操作にわたって予想される最大の部品と一致していることを確認します。
• 主軸と砥石台の構成。 機械がサポートする独立して制御されるツールまたはホイール ステーションの数と、部品が必要な方向にフィードするようにプログラムできるかどうかを確認してください。
• 公差と表面仕上げの要件。 従来の砥粒オプションや超砥粒オプションなど、機械の砥石のタイプを部品の要求する硬度と仕上げに合わせます。
• インプロセスゲージ。 形状間の公差が厳しい部品の場合は、複合サイクル中に機械がリアルタイム測定フィードバックをサポートしていることを確認してください。
• 生産量と自動化。 処理量が増えると、自動ロードおよびアンロード システムが正当化され、結合されたプロセス シーケンス全体で無人実行時間を延長できる場合があります。
• 長期サポートと再構成可能。 メーカーが将来のプロセスの追加または変更をサポートできるかどうか、および継続的なスペアパーツやトレーニングの利用可能性を評価します。

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複合研削盤のよくある質問