どのくらいの加工能力が必要ですか?

比較的単純な K ファクター法を使用してマシンの出力を計算すると、効率が向上し、消費電力が最適化され、運用コストが削減され、生産性が向上します。

一部の工場では、単一の機械または加工セル全体が、特定の材料を使用した特定の種類のコンポーネントの製造専用になっています。 この場合、材料 K 係数を理解することが重要です。これは、機械の出力に基づいて最大材料除去率 (MRR) を計算するために使用される、さまざまな材料グループに割り当てられる定数です。

米国鉄鋼協会 (AISI) の被削性評価は、一部の材料の機械加工がどれほど難しいかを示す優れたベースラインですが、工作機械の要件の観点から材料にアプローチする方法について定量化可能なデータは提供しません。 切削工具、CAM ソフトウェア、工作機械には多くの進歩が見られますが、特定の部品や機械のセットアップでは依然として従来の重荒加工方法の恩恵を受けることができます。

多くの機械工は、特定の MRR レベルで性能を発揮できる工具が機械の能力によって制限される状況に陥ることがよくあります。 ロットサイズが小さく、複数の異なる材料/部品を扱うジョブショップやメーカーの場合、これは生産性の問題を引き起こすことはないかもしれませんが、プログラミングやツールの選択時には細心の注意が必要です。 単一部品を大量に生産するメーカーにとって、どのような種類の工作機械に投資するかを選択する際、機械の能力は非常に重要です。

馬力要件を決定するには、まず切断パラメータを選択する必要があります。 大型の工具や重切削の場合、機械に大量のパワーが必要になります。 ここから計算を開始できます。ステップ 1 はカッターの MRR を決定することです。

フライス加工において、MRR は、立方インチ/分 (IPM) で表される、除去される材料の量です。 計算は簡単です。

MRR = DOC x 刃幅 x IPM

MRR は、立方体除去率が高いほどサイクル時間が短いことに等しいため、機械の生産性を定量化する優れた方法です。 機械工は、使用しているカッターの能力を理解すると、多くの場合、MRR を向上させるためにより高出力の機械を探し始めます。 どのような電力が必要かを決定するために、K ファクターを使用して計算が行われます。

材料に機械加工性の評価が与えられるのと同様に、K 係数と呼ばれる別の定数があり、多くの場合、さまざまな材料グループに割り当てられます。 材料の K ファクターは、1 HP で達成できる MMR を表します。 これらの K ファクターは、特定の作業に工作機械が必要とする馬力を決定する 1 つの方法です。

当社では式で K ファクターを使用し、カッターの MRR、K ファクター、主軸効率 (E) に基づいて機械の必要馬力 (HPm) を決定します。通常は約 80% です。 式は、HPm = (MRR/K)/E です。

これらのパラメータを使用して 6.48 立方 IPM の MRR を達成するには、マシンには約 5.2 HP が必要です。 この知識は、プログラムされたツールとパラメーターがジョブを処理できるかどうかを判断するのに非常に役立ちます。 同様に、特定の材料の荒加工のみを目的とした機械への投資を検討している場合は、最大の MRR を達成するための電力要件を決定できます。

もちろん、この計算には限界があります。

切削工具の切れ味と切削抵抗の分布は、必要な動力量に影響します。 セットアップの剛性などの要因により、パラメータの調整が必要になる場合があります。 K 係数も硬度と種類に基づいて近似され、特定の SAE/AISI 数値ではなく、一般的な材料の種類に適用されます。

もちろん、切削工具の形状、ワークの材料特性、さらには工具の摩耗についてのより深い理解を必要とする動力を計算する他の方法もあります。

しかし、迅速かつ簡単に近似する場合、K ファクター法はマシンのパワーを決定するのに非常に役立ち、大きな利益をもたらすことができます。

機械工は簡単な計算を使用して、必要なフライス馬力を事前に決定し、ダウンタイムや、機械のパワー不足によってサイクルタイムが増加する可能性を回避できます。 高速フライス加工方法や代替加工技術など、動力不足を回避する方法は数多くありますが、必要な動力を概算することで、MRR を向上させることができ、ひいては加工の生産性を向上させることができます。

Adam Dimitroff は、オンタリオ州リッチモンドヒル、50 Vogell Rd.、Unit #1 にある MC Machinery Systems Canada の地域営業担当者です。 L4B 3K6、905-737-1265、www.mcmachinery.com。