実績のある方法にこだわりますか? それとも新しい方法を試しますか?
多くのジョブショップでは、従来の安価なツール システムを使い続けています。ER コレットとウェルドン フラットは実績があり、機能し、実証されています。同時に、多軸マシンなどの新しい高度な加工技術では、新しい高度な (そしてより高価な) ツール ホルダーを導入すると、パフォーマンスが向上する可能性があります。
その結果、ジョブショップはより多くの選択肢に直面し、より多くの分析が必要になります。
「工具保持システムの品質を判断する主な基準の 2 つは、振れと繰り返し精度です」と、ウィスコンシン州ウォキシャの Walter USA LLC の製品マネージャー、ルーク・ポロックは述べています。「この観点から、焼きばめホルダーと油圧ホルダーは「最良」のカテゴリに属します。どちらも、精密に研磨された円筒形のシャンクと確実に接触し、振れを最小限に抑え、繰り返し精度を最大限に高めます。ER コレット システムはおそらく「より優れた」カテゴリです。このタイプのホルダーを使用すると、妥当な振れと繰り返し精度を実現できます。振れと繰り返し精度は、精密研磨されたコレットを使用することで改善できます。ウェルドン シャンク ホルダーは、セット スクリューを使用してシャンクをツール ホルダーの穴の片側に押し込むため、振れ制御が最も少なく、ツールのセットアップにある程度振れが必然的に生じます。」
ポロック氏は、クランプ強度も考慮すべき点だと述べた。「この観点から決定を下すと、どのホルダーが「最適」であるかが変わります」と同氏は述べた。「ウェルドン シャンク ツールホルダーは、ツールが滑ったり抜けたりしない接続を使用します。したがって、このツールホルダーを使用すると、加工アプリケーションをアプリケーションの限界まで極限まで押し上げることができます。焼きばめホルダーと油圧ホルダーも、非常に優れたクランプ強度を提供します。ただし、材料除去率が高い場合や、ツールと加工対象材料との接触が大きい場合など、特定の状況では、滑りや抜けが発生する可能性があります。」
どのようなアプリケーションが関係しているかによって大きく異なります。フロリダ州タバレスにある GWS ツール グループのエグゼクティブ バイス プレジデント、ドリュー ストラウチェン氏は、「一般的に言えば」、良いカテゴリにはエンド ミル ホルダーとコレットが含まれ、より良いカテゴリには高精度コレット チャックとミル チャックが含まれ、最高のカテゴリには焼きばめ、油圧、および圧入が含まれます。
「優れたホルダーの核となる基本要素は、剛性、グリップ力、振れ精度、バランスです」と彼は言います。「用途が荒加工から仕上げ加工、低生産から高生産、低許容度から高許容度まで多岐にわたるため、ホルダーとその個々の属性の重要性は多かれ少なかれ決定的なものになります。」
振れの制御は工具寿命と精度の鍵
テネシー州フランクリンの Horn USA Inc. のトレーニングおよびサービス技術スペシャリスト、エドウィン・トーン氏は、さまざまなカテゴリーのアプリケーションの例を挙げました。
油圧ホルダーは、穴あけ加工、高速仕上げ加工、リーマ加工に最適です。焼きばめは、荒削り、仕上げ加工、穴あけ、リーマ加工に最適です。高性能コレット システムも、荒削り、仕上げ加工、穴あけ、リーマ加工に適しています。
トン氏は、工具保持オプションを選択する際の考慮事項についても説明しました。同氏は、ドリルやリーマ加工ツールの場合、振れは「経済的な工具寿命と寸法精度の鍵」であると述べました。荒削りフライス加工では、振れも「シャンクのグリップ力と同様に重要です。ツールホルダーのトルク要求が高いため、抜けのリスクが高くなります。」
Walter の Pollock 氏は、「アプリケーションに適したタイプのツールホルダーを選定することが重要です。より良い方法は、ツールホルダーのどの機能がアプリケーションにとって最も重要かを考えることです。粗いアプリケーションでは、クランプ強度が最も高いツールホルダーが最も効果的です。仕上げ作業では、正確な許容差と細かい表面仕上げが目標であるため、振れが最小で繰り返し精度が最大のツールホルダーが第一の選択肢となります。」と述べています。
ジョブショップの方程式は異なる場合があります。マサチューセッツ州ウェストボイルストンの Emuge Corp. のフライス加工製品マネージャーである Dan Doiron 氏は、さまざまな種類の切削工具のツール保持オプションを選択する際の考慮事項について説明しました。
「ウェルドンフラット付きの工具を見ると、通常、この工具はアグレッシブフライス加工用に設計されていることがわかります」と彼は言います。「これは、工具を仕上げに使用できないという意味ではありませんが、工具にウェルドンフラットが追加されているのは、工具の抜けを防止するためです。荒加工には、ピンロックコレットが適しています。金型コアまたはキャビティの 3D 表面の加工には、Emuge FPC ブランドのツールホルダーを使用すると、すぐに高い精度が得られます。バランス調整可能なホルダーを使用すると、別のホルダーを購入することなく精度が向上します。」
見落とされがちな工具保持
ジョブショップにとって、今問題となっているのは、どのように進めるかということです。たとえば、ジョブショップはいつリソースを投資して前進することを選択すべきでしょうか?
「特に新しい機械を購入する場合、工具の保持は見落とされがちです」とドワロン氏は言います。「しかし、生産性の向上とより高い精度基準での作業を目的として機械を購入した場合、工場は工具の保持戦略のアップグレードを検討する必要があります。たとえば、古いサイドロック ホルダーを使用してパフォーマンス レベルの向上を期待すると、期待はずれの結果に終わります。ホルダーは、古い機械にあっても新しい機械のスピンドルにあっても、依然として不正確です。」
考慮すべき事項は、ジョブショップの規模によって異なります。「最大の課題は、柔軟性とパフォーマンスのバランスです」と、イリノイ州ホフマンエステーツの BIG Kaiser Precision Tooling Inc. のエンジニアリング マネージャー兼製品マネージャーである Alan Miller 氏は言います。「システムの柔軟性が高ければ高いほど、特定のアプリケーションで提供されるパフォーマンスは低下する可能性があります。生産量の多い環境では、最高のパフォーマンスを発揮するソリューションに重点を置く必要があります。非常に小さなジョブ範囲に入ると、ツールホルダー システムの柔軟性が、切削工具から最高のパフォーマンスを引き出すことよりも優先される可能性があります。」
新しい技術への投資については、「規模の大きい店舗の方が簡単です」と同氏は言う。「非常に小さな店舗では柔軟性を放棄するのは難しいのです。」
いずれにせよ、ジョブショップは、新しい技術への投資が、スクラップの削減とツール寿命の延長にかかるコストに見合う価値があるかどうかを検討しています。
穴あけ加工に大きなメリット
「優れたホルダーの核となる基本要素は、剛性、グリップ力、振れ精度、バランスです」と GWS の Strauchen 氏は言います。「穴あけ工具は、特に振れ精度とバランスの高いホルダーから恩恵を受けます。エンドミルも同様に恩恵を受けますが、一般的には、ヘリカルエンドミルによって生じるラジアル荷重と引き抜き力をより適切に管理するために、さらに剛性とグリップ力の高いホルダーが必要です。引き抜き力が大きい場合は、サイドロックやセーフロックシステムなどの機械的なフィットシステムが必要になることもあります。」
幹部らは、工場が新しい工具に投資するときはいつでも、工具保持具を評価する必要があると述べている。「工場が新しい加工センターに投資する場合は、新しい工具保持具も購入に含めて完了させることが重要です」と、Horn USA の Tonne 氏は述べた。「たとえば、チップ間の時間が短縮されて生産性が向上したとしても、工具寿命が短いために工具交換に無駄に時間を費やすのであれば、経済的に意味がありません。」
ストラウヘン氏も同様の見解を示しました。ショップがいつツールホルダーのアップグレードを検討すべきかと尋ねられたとき、彼は次のように答えました。「『いつでも』という明白な答えは別として、より現実的な答えは、新しい工作機械を購入するときです。機械加工アプリケーション自体とパフォーマンスは別として、高品質のツールホルダー システムは一般にバランス特性が優れており、より正確な V フランジ テーパーなど、よりフィット感を維持できるため、スピンドルの寿命が最大限に延びます。古い車のホイールを新しい車に取り付けたり、使用済みのホルダーを新品のスピンドルに取り付けたりはしないでしょう。」
評価の一部は、新しいツール保持システムが新しいツールに与える影響です。ツール寿命の向上は、変更を行う主な理由です。
「ツール保持システムの品質向上による ROI を確認する最も簡単な方法は、ツールのパフォーマンスです」と Walter の Pollock 氏は言います。「ツールの寿命は、ほとんどの人が監視できるものです。1 つのツールの寿命が長くなるということは、同じ生産コストでより多くの部品を生産できることを意味します。つまり、部品あたりのコストが低くなるということです。」
また、生産率の向上も達成できる可能性があると、同氏は述べた。「機械とオペレーターの負担率を考慮すると、サイクルタイムの短縮は部品当たりのコスト削減に大きく影響します」とポロック氏は述べた。「部品当たりの総コストは、改良されたツールホルダーのメリットを計算するのにかなり確実な方法です。」