CNC 横型マシニング センター (HMC) は、その横型スピンドルと、ほとんどの場合回転 B 軸テーブルによって定義されます。このレイアウトにより、縦型マシンに比べて 3 つの利点が得られます。まず、回転テーブルを使用すると、ワークピースの 4 つの側面と上面を 1 回のセットアップで加工できます。再クランプ、再指示、スタッキングエラーはありません。次に、水平スピンドルは部品の側面を向いており、これは深い穴の穴あけや深いポケットのフライス加工には自然な方向です。第三に、切りくずは部品上に堆積するのではなく、重力によって切削ゾーンから落下するため、工具が低温に保たれ、切りくずの再切削が減り、深いキャビティでの作業の信頼性が大幅に高まります。これら 3 つの特性は、HMC が構築される部分を定義します。
ボックス型およびハウジング部品
ボックス タイプおよびハウジング コンポーネントは古典的な HMC ワークピースですが、それには十分な理由があります。ギアボックス ハウジング、減速機ケース、モーター ハウジング、またはポンプ本体には、複数の側面にベアリング ボア、取り付け面、ボルト穴があり、多くの場合、部品全体でボアの位置を揃える必要があります。回転テーブルを備えた HMC は、4 つの側面すべてと上面を 1 回のセットアップで加工するため、前面の穴と側面の穴の関係は図面どおりになります。水平スピンドルは、ベアリング シートに必要な深いボーリングにも対応し、剛性の高い機械構造により、鋳鉄または鋳鋼の重荒切削でも公差を維持します。穴の開いた箱のように見える部品の場合、通常は HMC が最初の選択肢になります。
自動車パワートレイン部品
自動車業界は HMC の最大のユーザーの 1 つであり、エンジン ブロック、シリンダー ヘッド、トランスミッション ハウジング、クラッチ ハウジング、ディファレンシャル ケースなどの部品はよく知られています。これらは、深いシリンダーボア、バルブシート、カムシャフトトンネル、および複数の取り付け面を備えた大量の鋳鉄またはアルミニウム部品です。 HMC は、大型の正面フライスで上面と底面を荒加工した後、円筒度 0.01 mm 未満で IT6 公差に合わせてシリンダー ボアを仕上げ穴加工することができます。すべて、部品を移動する必要はありません。新エネルギー車の場合、同じ機械でモーター ハウジング、減速機ハウジング、バッテリー ボックス、および ECU エンクロージャが処理されます。これらのエンクロージャは、多くの場合、冷却チャネルと複数のシール面を備えた大型のアルミニウム ダイカスト製です。多面加工、高スピンドルトルク、自動工具交換の組み合わせにより、HMC はパワートレイン製造の標準となっています。
油圧および空圧バルブ本体
油圧バルブ ブロック、集積回路マニホールド、ポンプ本体、シリンダー エンド キャップも自然に適合します。これらの部品は通常、鋳鉄、鋼、またはステンレス鋼で作られており、深いクロスドリル穴、スプールボア、および取り付けキャビティがたくさんあります。まさに、HMC の切りくず排出が効果を発揮する種類の深穴および深キャビティ作業です。垂直機械でバルブ ブロックに深い十字穴をあけると、穴に切りくずが詰まったままになることがあり、工具の破損や表面仕上げの低下の原因になります。 HMC により、穴が開けられるときに切りくずが落ちます。また、回転テーブルにより、4 つの側面にポートを備えたバルブ ブロックの穴あけ、穴あけ、タップ加工を 1 回のセットアップで行うことができ、クロス穴の位置を揃えることができます。特にステンレス製のバルブボディの場合、剛性の高い HMC 構造と高トルクスピンドルがびびりを発生させることなく重切削に対応します。
航空宇宙および防衛構造物
航空宇宙部品は多くの場合、大きく、薄肉で、材料をゆっくりと除去し、工具を消耗するチタンまたは高温合金で作られています。 HMC の剛性構造と高トルクスピンドルはこの作業に適しており、回転テーブルを使用すると、アクセス可能なすべての側面で大きな構造フレームまたは隔壁を 1 回のセットアップで加工できます。一部の航空宇宙用隔壁は、固体のチタンまたはアルミニウムのブロックとして始まり、材料の最大 80% が除去されます。 HMC の良好な切りくず排出と高い金属除去率により、これが実用的になります。着陸装置コンポーネント、胴体フレーム、エンジン ハウジング、ミサイル本体セクションはすべて、多面機能と、ワークピースの廃棄が大きなコストとなる大型で高価な部品の厳しい公差を維持できる機能の恩恵を受けています。
モールドベースと大型ツーリング
モールド ベース、ダイ セット、大型治具プレートは大きくて重いため、多くの場合 HMC で機械加工され、複数の側面にフィーチャーが必要です。一般的なモールド ベースには、上部、下部、側面にガイド ピン穴、リーダー ピン穴、冷却チャネル、取り付け穴があり、穴は直角で位置が揃っている必要があります。ロータリーテーブルを備えた HMC は、これらすべてを 1 回のセットアップでドリルと穴あけ加工を行い、水平スピンドルは切りくずを詰めることなく冷却チャネルの深い穴を処理します。大型のベース プレート、機械ベッドの鋳物、精密治具もこのカテゴリに分類されます。これらは必ずしも形状が複雑であるわけではありませんが、大きくて重いため、複数の面にわたって一貫した精度が必要であり、まさに HMC が提供するものです。
エネルギー、重工業、大型鋳物
最大かつ最も重い作業の場合、多くの場合、HMC が唯一の現実的な選択肢になります。風力タービンのギアボックス ハウジング、鉱山機械の減速機ケース、蒸気タービン ケーシング、発電機の部品、船舶用ディーゼル エンジン ブロック、大型船舶の構造部品はすべて、数百キログラムまたは数千キログラムの重さの鋳造または鍛造部品であり、軸受穴、シール面、および複数の側面にわたるボルト パターンを備えています。大移動量の HMC は、拡張 X/Y/Z 軸、高負荷回転テーブル、および最大 1.5 メートル以上の深穴加工が可能なスピンドルを備えてこれらの部品を処理します。回転テーブルにより、作業の合間にクレーンで数トンの鋳物を反転させる必要がなくなり、セットアップ時間が節約され、位置決め誤差の主な原因が排除されます。重工業にとって、HMC は贅沢品というよりも必需品です。
これらの部品が適切に適合する理由
これらすべての業界において、HMC に属する部品にはいくつかの共通の特徴があります。複数の面 (理想的には 4 つの側面と上部) を加工する必要があるため、回転テーブルを使用することでセットアップを節約できます。多くの場合、切りくずの排出が重要となる深い穴、深いボア、または深いポケットがあります。大型または重量が大きい傾向にあるため、剛性の高い機械構造と高荷重テーブルが有利です。多くの場合、ワンセットアップ加工によるサイクルタイムの節約が機械のコストに見合うだけの量で生産されます。また、これらは鋳鉄、鋳鋼、ステンレス鋼、チタンなどの剛性の高い高トルクの機械を必要とする材料で作られることが多いです。平らな部品、片面の部品、または小型軽量の部品には、通常、立型マシニング センターの方が適しています。上記のリストにあるものはすべて、HMC が利益を得る場所です。
結論
CNC 横型マシニング センターは、多面加工、深い穴やポケット、重切削、大量生産が必要な部品用に構築されています。回転テーブルは 1 回のセットアップで 4 つの側面と上部を加工し、水平スピンドルは切りくずを詰まらせることなく深い穴をあけ、深いキャビティをフライス加工します。また、その剛性構造は鋳鉄、鋼、ステンレス、チタンを高い金属除去率で処理します。そのため、ギアボックス ハウジング、エンジン ブロック、トランスミッション ケース、油圧バルブ ボディ、航空宇宙構造、モールド ベース、風力タービン ハウジング、大型鉱山および船舶の鋳物には、この製品が自然に選択されます。部品が箱型、重量、多面、または深い穴だらけの場合は、ほぼ確実に横型マシニング センターに属します。
