マシニングセンタによる大きいワーク加工の課題と最適な選び方 | マシニングセンタ大解剖

マシニングセンタの選定では、素材の硬さ、ワークの大きさ、精度が重要です。特に大型ワークには門型マシニングセンタが適し、精密加工には多軸制御機が求められます。牧野フライス製作所は多彩なマシニングセンタを提供し、特に「DA500」は効率的な加工を実現します。

ワークにより異なる適したマシニングセンタ

マシニングセンタの選定では、加工素材の硬さ、ワークの大きさ、求められる精度が重要です。適切なマシニングセンタや工具を選ぶことで、精密加工が実現し、耐久性や加工精度の向上が図れます。

◇素材の性質

ママシニングセンタを選定する際、最も重要な要素の一つが加工する素材の硬さです。ワークの硬さに適したマシニングセンタや工具を選ぶことで、精密な加工が実現します。不適切な選定は、機械の耐久性を低下させ、加工精度の損失を招く恐れがあります。

硬いワークに柔らかい素材用のマシニングセンタを選んだ場合、加工能力不足による不完全な加工や工具の過度な摩耗、さらには非効率な加工時間の増加が発生する可能性があります。

逆に、柔らかいワークに硬い素材用のマシンを選ぶと、過剰な加工力によってワークが変形したり、加工精度が低下することがあります。このため、加工素材に対する適切なマシン選定が不可欠です。

具体的な選定例として、セラミックやグラファイトを加工する際には5軸制御マシニングセンタ（ヘッド型）が推奨されます。また、チタンやステンレス鋼には超硬合金製のエンドミルを使用することで、より高精度な加工が可能となります。

◇ワークの大きさ

マシニングセンタの選定において、ワークの大きさは重要な要素です。加工するワークのサイズに応じて、適切なマシニングセンタの大きさを決定する必要があります。一般に、機械のサイズが大きいほど作業面の広さや最大積載重量、主軸の最大トルクや移動量が増加します。

大きなマシニングセンタは、サイズの小さなワークにも対応できますが、過度なトルクがかかることで加工精度が低下するリスクがあります。また、大型機械は工場内のスペースを大きく占有し、導入コストも高くなります。そのため、自社が必要とする最大ワークサイズを事前に明確にすることが重要です。

選定時には、各企業のモデルを比較検討し、加工するワークのサイズに適したマシニングセンタを選ぶことが求められます。

◇求められる精度

求められる加工精度に応じて、マシニングセンタの選定が重要です。特に、精密レンズや光学金型の製造など、高い精度が必要な場合には、高い制御能力と剛性を備えたマシニングセンタが不可欠です。

具体的には、多軸制御マシニングセンタ（ヘッド型）やレーザーを活用したマシニングセンタが、そのニーズに適しています。これらの機械は、複雑な形状の加工や微細な加工を高精度で実現することができます。

一方で、そこまでの高精度が求められない場合、例えば一般的な金型の製造では、効率やコストパフォーマンスが重視されます。この場合、立形マシニングセンタや横型マシニングセンタ、門型マシニングセンタが適しています。これらは、必要な精度を保ちながらも、生産性を向上させることが可能です。

大きいワークを加工する場合の懸念点

大型マシニングセンタは、広い作業面を持ち、大型ワークや重量物の精密加工に最適です。特に門型マシニングセンタは、安定した加工が可能で品質向上に寄与します。

◇大型マシニングセンタが必要となる

大型マシニングセンタが必要とされる理由の一つは、ワークのサイズを許容できることです。特に、大型で加工能力の高いマシニングセンタが求められます。マシニングセンタには立型、横型、門型など様々な種類がありますが、特に門型マシニングセンタは、大型ワークや重量物の加工に最適です。

このタイプは、広い作業面を持ち、安定した加工が可能であるため、大きな部品の精密加工を実現します。

大型マシニングセンタは、重い部品を加工する際の振動や変形を抑え、高い精度を保つことができます。これにより、製品の品質を向上させるだけでなく、生産効率の向上にも寄与します。また、大型ワークを一度のセットアップで加工できるため、加工時間の短縮も可能です。

◇段取りに時間がかかる

大型ワークを扱う際の大きな課題の一つは、段取り作業にかかる時間です。段取り作業とは、ワークをマシニングセンタの所定の位置にセッティングする工程を指します。数値制御により高い精度を実現するマシニングセンタですが、ワークの取り付けや取り出し、向きの変更には人の手が必要です。

特に大型のワークでは、作業が複雑になり、熟練技術者であっても時間がかかるのが現実です。

この問題を解決するために注目されているのが五軸加工機です。五軸加工機は、従来の三軸に加えて二軸を持ち、工具が五方向に動くことができます。これにより、複雑な形状のワークを一度のセッティングで多様な角度から加工することが可能になります。結果として、段取り時間が短縮され、加工効率が大幅に向上します。

◇大きいワークに対応出来る5軸加工機が少ない

5軸加工機は、3軸加工機に比べて2軸が追加されているため、構造が複雑でテーブルの大きさが圧迫されやすいという特性があります。そのため、5軸加工機で扱えるワークの大きさは、3軸加工機と比較して制限されることが多いです。

実際、同じサイズの加工機であっても、5軸加工機ではワークサイズが意外に小さくなることがあります。

このため、大きなワークに対応できる5軸加工機を持つ加工業者は限られており、大型のワークを加工する際には注意が必要です。

クオリティファーストで顧客に寄り添う牧野フライス製作所

株式会社牧野フライス製作所は1937年創業、東京に本社を置く産業機器メーカーです。マシニングセンタやNC放電加工機を製造し、国内外で展開しています。「a40」や「D200Z」といった多彩な機種を提供し、顧客のニーズに応じたサービスも行っています。

◇牧野フライス製作所とは

株式会社牧野フライス製作所は、東京都を拠点とし、大阪や名古屋を含む全国17か所で産業機器の製造と販売を行っています。1937年に創業し、2022年3月には資本金211億円、売上高1865億円を達成しています。近年では、アメリカ、中国、ヨーロッパへも輸出し、国際的な展開を進めています。

同社の主な製品には、マシニングセンタやNC放電加工機があり、厚木と富士勝山に自社工場を保有しています。牧野フライス製作所は、機械の据付や試運転、操作方法の説明、さらには工場の移転やレイアウト変更に伴うサポートなど、顧客のニーズに応じたサービスを提供しています。

特に、サービスエンジニアが技術と知識を活かして、顧客の大切な機械が常に最適な状態で稼働できるよう、全力で支援しています。トラブル時には、IoT Centerが迅速かつ正確な対応を行い、顧客の信頼に応えています。

◇多彩なマシニングセンタ

マシニングセンタの分野では、多彩な機種が用意されており、特に注目されるのが横形マシニングセンタ「a40」と5軸制御立形マシニングセンタ「D200Z」です。

「a40」は、400mmパレットを搭載した横形マシニングセンタで、小物部品の量産加工に最適です。アルミダイカスト部品の生産に特化して設計されており、必要な性能を発揮しつつ無駄なコストを削減します。特に、革新的なインテリジェントROIデザインにより、サイクルタイムを短縮し、非切削時間を大幅に削減しています。

一方、「D200Z」は、複雑な3次元形状を滑らかに仕上げるための技術が組み込まれています。最大300mmの直径と210mmの高さを持ち、75kgまでのワークを処理できます。30000回転の主軸と高速で応答性の高いDDモータを採用しており、高精度な同時5軸加工が実現します。この機械は、自動車や医療、光学機器の金型加工において生産性を向上させるための強力なツールです。

最小設置面積で最大ワークサイズを実現！DA500の魅力

5軸制御立形マシニングセンタ「DA500」は、最小限の設置面積で最大800 × 500 mmのワークを搭載可能です。生産性向上を重視し、切削時間や非切削時間を短縮。主軸の最大回転数は20,000回転に達し、航空宇宙や半導体部品加工に最適です。

◇DA500の特徴

5軸制御立形マシニングセンタ「DA500」は、加工ワークが大型化する現代のニーズに応えるために設計されています。特に、工場のスペースを拡張できないという課題に対し、最小限の設置面積で最大800 × 500 mmのワークを搭載可能な点が特長です。

この機械は「時間あたりの生産性」と「面積当たりの生産性」を重視しており、部品加工における効率向上を追求しています。DAシリーズの中でもDA300よりも一回り大きなワークサイズに対応し、複雑な立体形状や滑らかな曲面形状の加工が求められる半導体製造装置や航空宇宙、エネルギー関連産業の部品加工に特に適しています。

また、DA500は俊敏な軸動作を実現しており、切削時間を短縮し高効率化を図ります。主軸加速度や位置決め時間、工具交換時間などの非切削時間を短縮することで、全体の生産性向上に寄与しています。

◇DA500の優れた性質

この新型機は、生産効率を高めるためのさまざまな優れた性質を持っています。まず、主軸の最大回転数が毎分2万回転に達するまでの時間を従来製品と比べて70%短縮しました。これにより、加工対象物（ワーク）の最大直径を800mm、高さ500mmに拡大し、時間と設置面積当たりの生産性を向上させています。

DA500は、半導体製造装置や航空機部品などの加工需要に応える設計がされています。自動化仕様も設定されており、ワークの効率的な供給を実現し、省人化にも対応しています。

さらに、オプション機能として複数のワークを在庫し自動交換できるパレットマガジンや、旋削機能も搭載可能です。新たに開発されたカメラ機能により、ワークや工具の設定ミスを検知し、作業の誤りを未然に防ぎます。

マシニングセンタの選定には、加工素材の硬さ、ワークの大きさ、求められる精度が重要です。硬さに適したマシニングセンタや工具を選ぶことで、精密加工が実現し、耐久性や加工精度が向上します。ワークのサイズに応じた機械を選ぶことも大切で、大型マシニングセンタは広い作業面を持ち、特に門型マシニングセンタは大型ワークの精密加工に優れています。

また、加工精度に応じて高い制御能力のマシニングセンタが必要で、精密レンズや光学金型には多軸制御マシニングセンタが適しています。一般的な金型製造では、効率とコストパフォーマンスが重視され、立形や横型マシニングセンタが選ばれます。

大型ワークを扱う際には段取り作業に時間がかかるため、5軸加工機が注目され、複雑な形状を一度のセッティングで加工可能です。しかし、5軸加工機は構造が複雑で、扱えるワークサイズが制限されるため、大きなワークに対応できる機械は限られています。

株式会社牧野フライス製作所は、1937年創業の産業機器メーカーで、マシニングセンタやNC放電加工機を製造しています。多彩な機種を提供し、顧客ニーズに応じたサービスを展開。

特に5軸制御立形マシニングセンタ「DA500」は、最小限の設置面積で最大800 × 500 mmのワークを搭載でき、航空宇宙や半導体部品加工に最適な設計です。生産性向上を重視し、切削時間や非切削時間を短縮する機能が備わっています。