金型製造における高速加工工作機械の特性解析

1. 耐荷重が大きく剛性が高い

これは、金型が大型化する方向に発展しているため、加工装置もそれに対応できる十分なテーブルサイズと加工ストロークが必要となるためです。 現在では数トンから数十トンの金型が主流となっており、工作機械の作業面には大きな重量が必要となります。 金型材料の強度や硬度が非常に高く、金型キャビティ部は伸びの大きな小径エンドミルで加工されることが多いため、加工工程中にびびり振動が発生しやすくなります。 金型製造に使用される高速工作機械は、部品の加工精度や表面品質を確保するために、工作機械の位置決め精度、追従精度、耐振動性を向上させる高い動的剛性と静剛性を備えている必要があります。

2. 高速・高出力

高速加工は開発の方向性であり、高速ミーリングは金型加工において大きな利点を示しています。 金型のキャビティ面の加工に適応させるには、加工中の工具とワークとの干渉を避けるために、工具の半径をキャビティ面の最小円周半径よりも小さくする必要があります。 工具の直径が小さいため、主軸速度は非常に高速である必要があります。 海外の高速加工工作機械の主軸回転数は40,000～100,000r/minに達し、早送り速度は30,000～60,000minに達することもあります。 金型部品のキャビティなどの荒加工と仕上げ加工は、一度のワークのクランプで完了することが多いため、主軸動力を大きくする必要があります。 中型の金型フライス盤やマシニングセンターの主軸出力は10～40kWのものが多く、さらにそれを上回るものもあります。

3. 多軸リンケージと優れた深キャビティ総合切削能力 (ガイド: 金型成形結果が生産プロセスに及ぼす影響要因の分析)

金型のキャビティはほとんどが6曲面や溝などの複雑な空間で構成されており、キャビティが深い金型も多くあります。 3次元曲面の高精度・高速・高安定加工を実現するために、工作機械は多軸連携が必要であり、深穴の総合切削能力に優れています。 5軸連動マシニングセンタも使用可能です。 3 つの座標の直線運動に加えて、回転座標の 2 つの送り運動もあります。 フライスヘッドまたはワークテーブルは、連続回転送りのための多軸リンケージにすることができ、複雑なキャビティ表面を持つ金型部品の加工に適しています。

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