金型と金型の CNC 加工: 金型工場に適切な VMC を選択する方法

金型ショップは私にとって最も要求の厳しい顧客です。そして、これは褒め言葉として言っています。彼らは他の誰よりも私たちのマシンを激しく動かし、何かが許容できない場合は最初に電話をかけます。 SZGHTECH で VMC を構築してきた 13 年間で、私は金型加工についてどの教科書よりもお客様から学びました。私はタイ、ルーマニア、トルコ、そして東南アジア各地の店舗を訪れました。その店舗ではキャビティ加工に汎用 VMC を使用しており、本来必要のない再切断や EDM 仕上げのために毎月数日を失っています。機械は間違っていませんでした。ただその仕事には向いていませんでした。

このガイドは、私が知っていることを共有しようとする正直な試みです。もしあなたが VMC オプションを評価している金型工場のオーナーやプロセス エンジニアであるなら、たとえそれが場合によっては競合他社の機械が当社の機械よりもあなたに適していることを意味するとしても、正しい決定を下してほしいと思います。ただし、ほとんどの場合、±0.005 mm 未満のキャビティ作業を行っている場合、または 800 mm を超える大きなモールド ベースを実行している場合は、当社がお客様向けに特別に構築したものを用意しています。

3種類の金型加工

適切な機械を選択する前に、実際にどのような金型作業を行うのかを明確にする必要があります。私はすべてのお客様に最初にお問い合わせいただくときに、同じ 3 つの質問をします。モールド ベースを加工していますか?キャビティとコアの仕上げを行っていますか? EDM電極を製造していますか?答えは通常、どのマシンがそのショップに属しているかを直接示します。

モールドベース加工は 、最も生産量が多く、精度が最も低いセグメントです。ボルト パターンの穴あけ、ポケットのフライス加工、ガイド ピン穴の穴あけを行っています。公差は IT8 ～ IT9 の範囲です。ここでの優先事項は、テーブル サイズ、主軸トルク、切りくず排出です。剛性は重要ですが、±0.003mmは必要ありません。

キャビティとコアの機械加工 では、すべてがより困難になります。公差は IT6 ～ IT7 まで厳しくなり、多くの場合 ±0.005 mm 以上になります。長距離ツーリングで H13、P20、S136 を切削すると、あらゆるミクロンの熱ドリフトや振動が部品に現れます。これは私が最も関心のあるアプリケーションであり、VMC850 はそのために設計されました。

電極加工は まったく別の分野です。高速スピンドル (通常 20,000 rpm 以上) を使用してグラファイトまたは銅を浅い切込み深さで切断し、材料の除去速度ではなく表面品質を最適化します。 24,000 rpm の Jiangsu Ronghua エレクトロスピンドルを備えた SZGH-1090D は、まさにこのために作られました。

ショップが 3 つすべてを実行している場合は、どのアプリケーションが最も収益を高めるかを優先し、それに応じてメイン マシンのサイズを決定する必要があります。妥協しようとするショップは、何も完璧に機能しないマシンを使用することになります。

モールドベース加工: VMC vs ガントリー

ここで直接言います。800 mm 未満のパーツのほとんどのモールド ベース作業は、標準の VMC に適合します。そのしきい値を超えると、ガントリー領域が見えます。これをお客様に最も明確に説明する方法は、モールド ベースをフォークリフトで安全に持ち上げて標準的な VMC テーブルに置くことができない場合、それはガントリー作業です。 SZGH-1090 は、まさにその状況に合わせて設計されました。その 900×1,000 mm のテーブルは、従来の VMC から張り出す大きなモールド フレームに対応します。

この決定をどのように分析するかは次のとおりです。

標準 BT40 構成の SZGH-1090 は、11/15 kW のスピンドル出力で 8,000 rpm で動作し、900×1,000 mm のテーブルを処理し、最大 800 kg のワークピースを搬送します。中型と大型のモールドベースを混在させているショップには、まずこのマシンをお勧めします。それは妥協ではありません。ほとんどのショップが正当化できる価格帯で、目的に合わせて設計された大判 VMC です。

初めて大型マシンを購入するすべてのお客様に私が言いたいことの 1 つは、器具の重量を過小評価しないことです。回転テーブルやパレット システムの重量制限を無視して、まったく問題のない機械に損傷を与えたショップを見たことがあります。機械の仕様を決める前に、金型ベースの重量を把握してください。

キャビティとコアの加工: 実際に重要な 4 つの精度要素

これは私が最も関心を持っているセクションです。なぜなら、キャビティ加工は、ほとんどの工場が品質で勝敗を分ける場所であり、間違った機械の選択により最もコストがかかる場所だからです。

スピンドル振れ

VMC850 のスピンドル振れは 2 µm 以下です。この数値はマーケティング上のものではなく、工場で保持され、すべての機械が出荷される前に検証される製造公差です。 3 mm ボールエンドミルを 8,000 rpm で H13 に HRC 50 で加工すると、5 μm の振れの差がキャビティの底に目に見える工具跡として現れます。マークを受け入れるか、予定していなかった EDM 仕上げに時間を費やすことになります。

VMC850 はお客様からのリクエストから直接誕生しました。ルーマニアの金型工場は、競合他社の機械でキャビティを仕上げてから、±0.005 mm に達するまで EDM パスを実行していました。彼らは私に、「EDM を省略してもいいですか?」と尋ねました。それができるマシンを作ってあげるって言ったんだ。それが VMC850 です。位置決め精度は ±0.003 mm、スピンドル振れは 2 µm 以下で、スピンドル油冷却が標準装備されています。

熱安定性

私は金型工場のオーナーにいつも尋ねます。2 シフトのキャビティ プログラムを実行していますか? 「はい」の場合、スピンドルの油冷却が必要です。交渉不可。空冷スピンドルを 6 時間連続稼働させた場合、寸法制御に何が起こるかを見てきました。熱ドリフトは 10 ～ 20 µm が一般的です。 VMC850 では、当社の油冷スピンドルは、同じ期間にわたって熱ドリフトを 5 μm 以下に保ちます。 ±0.003 mm を保持しているキャビティでは、その 15 µm の差が良品部品と再カット品の差となります。

要点を明確に示す比較は次のとおりです。

機械販売員がキャビティの仕上げ加工には空冷が適していると言ったら、6 時間の稼働での熱ドリフト データを見せてもらうように依頼してください。数字は嘘をつきません。

リニアガイドウェイタイプ

ボールレールはアルミニウムの作業に適しています。 H13 HRC50の場合はローラーレールが必要です。ボールレール機械での最初のハードフライス加工の後で、私に電話してきた顧客がいます。ビビリマークは部屋の向こう側からでも見えました。

VMC850 は、すべての軸に HIWIN 35 mm ローラーガイドウェイを使用します。ボールレール案内面と比較して、ローラーレールは切削負荷下で約 30% 高い剛性を実現します。その剛性は、ハードフライス加工における表面仕上げと寸法制御に直接反映されます。展示会を訪れると、金型作業用に販売されているボール レールを駆動する VMC を見かけることがあります。それは旗です。硬化工具鋼の本格的なキャビティ加工には、これは適切な基礎ではありません。

機械本体重量

自重とは剛性のことです。 VMC850 の重量は 4,500 kg です。当社の VMC650 の重量は 3,400 kg です。どちらも FEA で最適化されたリブを備えたミーハナイト鋳造を使用しています。機械が重ければ重いほど、振動をスピンドルに伝えるのではなく、より多く吸収します。これは、深いキャビティ内で長距離のツーリングを実行する場合に特に重要です。ツールはすでに振動増幅器であり、軽い機械本体はそれをさらに悪化させます。

実際的な意味: ベンダーが硬化キャビティの加工用に 3,000 kg 未満の VMC を見積もっている場合は、質問してください。体重はどこへ行ったのでしょうか？通常、その答えは鋳物を薄くし、構造リブを減らすことです。そして、そのコストは表面仕上げに現れます。

電極加工：高速化が必要な場合

すべてのショップが独自の電極加工を行っているわけではありません。しかし、知識のある人は、その要件が空洞の作業とどれほど異なるかを知っています。グラファイト (場合によっては銅) を高速かつ非常に軽い切込み深さで切断します。スピンドルは 20,000 rpm 以上に達する必要があり、微細な加工には振れを厳しくする必要があり、グラファイトダストにより切りくずの排出が非常に重要になります。

SZGH-1090D は、24,000 rpm の Jiangsu Ronghua エレクトロスピンドル、BT30 テーパー、14 ステーション ATC、および 0.01 mm の位置再現性でこの問題に対処します。専用の EDM 準備ステーションを使用せずに、微細な形状のグラファイト電極を一貫して製造する必要がある電極ショップには、これが私が推奨する構成です。

1090D は当社の最高精度の機械ではありません。VMC850 は空洞鋼の加工に対してより厳しい公差を保持します。ただし、電極加工では ±0.003 mm の位置決めは必要ありません。小さなフィーチャーでは速度、スピンドルの一貫性、および高速サイクルタイムが必要です。 1090D はそのワークフロー専用に設計されています。

金型工場のパフォーマンスを決定する 5 つの VMC 仕様

機械を評価するショップオーナーと話をすると、主軸の速度とテーブルのサイズに注目することがよくあります。それらは重要ですが、それが全体像ではありません。金型作業用に VMC を購入する場合に検討する 5 つの仕様を以下に示します。

位置決め精度と再現性

位置決め精度はマシンの絶対位置の許容誤差であり、テーブル上のフィーチャ間を移動するときに関係します。再現性とは、機械がどれだけ一貫して同じ位置に戻るかであり、マルチパス キャビティ プログラムや電極作業にとって重要です。 VMC850は±0.003mmの位置決め精度を実現しています。 VMC650は±0.005mmを実現しています。 SZGH-1090Dは繰返し精度0.01mmを実現。

精度仕様をアプリケーションに合わせてください。すべてのジョブで ±0.003 mm が必要なわけではないため、モールド ベースの加工時に費用を支払う必要はありません。ただし、キャビティ仕上げの場合は、それ以下を受け入れないでください。

スピンドルの熱ドリフト

すでに上で説明しましたが、繰り返します。マルチシフト キャビティ プログラムには油冷が必須です。 VMC850 では、オイル冷却はオプションではなく標準です。アドオンとして提供されているマシンでは、キャビティの作業に常にこれを使用します。

ガイドウェイシステム

VMC850 のすべての軸に HIWIN ローラーガイドウェイ、幅 35 mm。焼き入れ工具鋼の加工ではこれは譲れません。同等の切削条件下でボールレール代替品よりも約 30% 高い剛性。

ATC容量

最も複雑なキャビティ プログラムでツールを考慮してください。ここで、夜間の無人実行に必要な摩耗重複ツールを追加します。その数が 16 を超える場合は、24 ステーションが必要になります。 24に行ったことを後悔した顧客はこれまでにいません。

私がお客様に説明する計算は次のとおりです。典型的な複雑なキャビティ プログラムでは 18 ～ 22 個の工具が使用されます。高摩耗工具 (エンドミル、ボールノーズ フィニッシャー) ごとに摩耗の複製を 1 つ追加すると、特殊用途の工具を考慮する前に、すでに 24 ～ 28 個の必須スロットが存在します。ステーションが 16 個しかない場合、工具を交換するために機械を途中で停止するか、より単純なプログラムに限定することになります。 VMC850 には 24 ステーションがあります。 VMC650 には 16 があります。キャビティ作業の場合は、ATC 容量のみでほぼ常に VMC850 をお勧めします。

機械重量と鋳造品

VMC850の重量は4,500kgです。 VMC650は3,400kgです。どちらも FEA によって最適化された構造を備えたミーハナイト鋳鉄を使用しています。重量スペックは構造的剛性の代用値です。つまり、機械が重いほど、振動がよりよく減衰され、長い切削サイクルにわたって精度がよりよく維持されます。

金型工場向けSZGHTECH VMCラインナップ

当社の金型関連機械の完全な比較は次のとおりです。

すべてのマシン: CE 認定、ISO 9001 品質システム、リードタイム 20 ～ 35 営業日、12 か月保証。

推奨切削パラメータ: H13、HRC 48 ～ 52

H13 パラメータを頻繁に求められるので、ベースラインの推奨事項をここに記載します。これらは出発点であり、特定のツール、クーラント、治具のセットアップに合わせて調整してください。

当社では、お客様が指定した材料で納品する前に、VMC850 の独自のテスト カットでこれらのパラメータを使用します。特定の合金または硬度のテスト カット データが必要な場合は、注文前にご連絡ください。通常は検証カットを実行できます。

VMC セレクションガイド: マシンとワークのマッチング

よくある質問

Q: VMC850 加工機 P20 および H13 は EDM 仕上げなしで直接使用できますか?

はい、ではその設定方法を詳しく説明します。アニーリング状態の P20 の場合、VMC850 は EDM を使用せずにキャビティの直接仕上げを処理します。上記の 3 mm ボールノーズ パラメータを実行し、通常は Ra 0.4 ～ 0.8 µm を達成します。 HRC 48 ～ 52 の H13 の場合も、切削パラメータと工具摩耗を厳密に制御して同じことが当てはまります。最初に VMC850 の設計を促したルーマニアのショップでは、マシンを 6 か月使用した後、EDM を完全にスキップしていました。すべてのアプリケーションでそれを保証することはできませんが、マシンはそれを可能にするように構築されています。

Q: 金型キャビティ作業における VMC850 と VMC650 の違いは何ですか?

主な違いは、位置決め精度 (±0.003 mm 対 ±0.005 mm)、ATC 容量 (24 対 16 ステーション)、機械重量 (4,500 kg 対 3,400 kg)、および主軸冷却 (850 では油冷標準、650 では検証) です。マルチシフトプログラムにわたって厳しい寸法公差を保持する必要がある硬化キャビティの仕上げ加工には、VMC850 が最適な機械です。 ±0.005 mm で十分な P20 中仕上げおよび一般的な金型加工の場合、VMC650 はコスト効率が優れています。

Q: 金型アプリケーション向けに 5 軸を提供していますか?

はい。 SZGH-850 4/5 軸構成は、アンダーカットや多面加工を含む複雑な金型形状を処理します。 800×500 mm のテーブルと 12 ステーションの ATC を備えた 7.5 kW BT40 スピンドルを実行します。複雑なインサートやサイドアクションコンポーネントを行うショップにとって、これは VMC850 と並行して評価する価値があります。

Q: VMC850 ではどのようなスピンドル冷却システムが使用されていますか? それが重要なのはなぜですか?

油冷、標準装備。スピンドルは温度制御されたオイルをスピンドル ハウジング内に循環させ、熱安定性を維持します。その結果、6 時間の切断サイクルでの熱ドリフトは 5 µm 以下になります。同等の機械の空冷スピンドルは通常、同じ期間で 10 ～ 20 µm ドリフトします。 ±0.003 mm を維持するキャビティ プログラムでは、その差は決定的です。オイル冷却は VMC850 のプレミアム オプションではなく、組み込まれています。

Q: 一般的なキャビティ プログラムには何本のツールが必要ですか?

私が顧客ベース全体で見たところによると、複雑なキャビティ プログラムには 18 ～ 22 個の工具が使用されます。これには、ラフィングエンドミル、中仕上げボールノーズ、仕上げボールノーズ、ラジアス工具、エジェクタ穴用の小径ドリル、パーティング平面用のフェースミル、フィーチャ用の特殊工具が含まれます。摩耗の多いツール、特に H13 の仕上げボールノーズに摩耗の重複を追加すると、すべてを数え終わる前に 24 ～ 28 のスロットに到達することになります。これが、VMC850 に 24 ステーションがある理由です。

Q: リードタイムと保証期間は何ですか?

構成に応じて、注文確認から発送までに 20 ～ 35 営業日かかります。すべてのマシンには、製造上の欠陥をカバーする 12 か月の保証が付いています。輸出書類を同梱して深センから世界中に発送します。 CE認証とISO 9001品質システムはラインナップ全体に適用されます。

Q: 購入前にテストカットレポートを入手できますか?

はい、資格のあるお問い合わせの場合は可能です。特定の材料要件 (特定の H13 グレード、特定の硬度、重要な形状の形状) がある場合は、当社施設でテストカットを手配し、寸法レポートと表面仕上げデータを提供できます。お問い合わせ先 アプリケーションの詳細を記載して、 export02@szghtech.com または WhatsApp +86 137 2860 1949 までご連絡ください。

Q: モールドベースとキャビティ仕上げの両方を行うショップに最適な SZGHTECH 機械は何ですか?

正直な答えは、ボリュームの分割によって異なります。キャビティの仕上げが主な作業でモールド ベースが二次的な場合は、精度を高めるために VMC850 から始めて、モールド ベースの体積が大きい場合は SZGH-1090 を追加します。大きなモールド ベースが作業の大半を占め、時折キャビティの仕上げが行われる場合は、SZGH-1090 標準構成で両方を処理でき、後でキャビティの体積が増加したときに VMC850 を追加できます。推奨する前に、プロダクション ミックスについてよく話し合っていただきたいと思います。ご連絡いただければ、一緒に検討させていただきます。

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この記事を読んで、あなたのショップが何を必要としているのかをより明確に理解できた場合は、次のステップは会話です。あなたの主な用途、公差要件、典型的なワークピースのサイズと材質を教えてください。製品のピッチではなく、当社の機械があなたの作業に適合するかどうかの正直な評価を直接お勧めします。

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• 電子メール: export02@szghtech.com

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