高速加工 (HSM) の概要-

 

高速加工 (HSM)は、従来の機械加工で使用されるものよりも大幅に高い切削速度と送り速度で材料を加工する高度な切削技術です。それは単にスピンドルをより速く動作させることだけではありません。これは、高いスピンドル速度、速い送り速度、浅い切込み深さ、および特殊な CNC アプローチを組み合わせた洗練されたシステムであり、生産性、精度、および表面品質の大幅な向上を実現します。

基本原則: 「スイートスポット」

HSM の背後にある基本的な考え方は、切削工具のより小さな部分をワークピースに係合させながら (浅い切込み深さで)、非常に高速で表面上を移動させることで材料を除去することです。これにより、熱がワークピースや工具に伝わり、損傷する前に、チップとともに熱を逃がすことができます。これは、低速でより深い切込みを使用し、より多くの熱と工具圧力を発生させる従来の加工とは対照的です。

HSM の主な特徴

高い切断速度 (SFM または m/min):スピンドル速度は 10,000 RPM から 60,000 RPM 以上の範囲にあり、従来の加工における数千 RPM と比較して、場合によってはさらに高速になります。

高送り速度 (IPM または mm/min):工具はワークピース上を非常に素早く移動し、一貫した切りくず負荷を維持します。

低いラジアル切込み深さ (ステップオーバー):HSM は通常、非常に軽い切削を使用します。多くの場合、工具の直径のわずかなパーセントだけです。

高い軸方向切込み深さ (特定の加工の場合):切削幅は小さいですが、多くの場合、工具は刃の全長で動作できるため、深いフィーチャーを効率的に加工できます。

特殊な CNC コントローラー:HSM では、複雑なツール パスや急速な方向変更 (「ドウェル マーク」と呼ばれる現象) を一時停止することなく処理できる、非常に高速な処理速度を備えた CNC コントローラーが必要です。

主な利点と利点

HSM への移行には、いくつかの重要な利点があります。

加工時間の大幅な短縮：高速と速い送り速度を組み合わせることで、材料除去速度が大幅に向上し、生産サイクルの短縮につながります。

優れた表面仕上げ:軽くて速い切断により、表面はより滑らかになり、多くの場合、手磨きや研削などの二次仕上げ作業の必要性が排除または軽減されます。

より高い精度とより少ない部品の歪み:パーツに伝わる熱がほとんどないため、熱膨張や歪みが最小限に抑えられます。これは、航空宇宙産業や医療産業で繊細なコンポーネントを製造する場合に非常に重要です。

薄肉部品を機械加工する能力-:切削抵抗が低いため、加工中の薄いフィーチャのたわみや振動が防止されます。

工具寿命の延長 (場合によっては):工具は高速で動作しますが、正しいパラメータを使用すると、熱が低減され、歯あたりの切削抵抗が低下するため、摩耗が減り、工具の寿命が延びます。{0}}

HSM の必須要件

HSM の実装は、標準的なマシンの速度を上げるほど簡単ではありません。それには完全に統合されたシステムが必要です。

HSM-対応 CNC マシン:高周波スピンドル、高精度ボールねじ、振動を抑える剛性フレーム、高速サーボ ドライブを備えた機械。-

特殊な切削工具:ツールは完全にバランスが取れている必要があり、多くの場合、超硬や CBN や PCD などの先端材料が使用され、高速用途向けに特定の形状で設計されています。-

HSM 用 CAM ソフトウェア:ソフトウェアは「トロコイド」または「適応型」ツール パスを生成する必要があります。これらは滑らかで流れる経路であり、一定の工具荷重を維持し、急激な方向の変化を避け、工具が材料に直接突き当たるのを防ぎます。

適切なワークホールディング:ワークピースは、高い加速と減速に耐えるために優れた剛性で保持される必要があります。

一般的なアプリケーション

HSM は、複雑な形状、高精度、効率的な材料除去を必要とする業界で特に価値があります。

航空宇宙:固体アルミニウム合金から大型で複雑な構造部品を機械加工します。

金型製作：優れた表面品質を備えた複雑な射出成形金型やダイカスト金型を作成します。-多くの場合、硬化鋼を使用します。

医学：整形外科用インプラントや手術器具などの精密で複雑なコンポーネントの製造。

エレクトロニクス：家庭用電化製品用のアルミニウムおよび銅のヒートシンクおよびシャーシの機械加工。

結論

-高速加工は、サブトラクティブ マニュファクチャリングにおけるパラダイム シフトを表しています。 HSM は、速度と効率を高めるためにツールとワークピース間の相互作用を最適化することで、メーカーが高品質の部品をこれまでよりも迅速かつ正確に製造できるようにし、現代の高価値製造の基礎となっています。-