航空宇宙エンジンがどのようにして非常に正確な円筒表面を達成するのか疑問に思ったことはありますか？精密製造の礎石である 退屈な機械加工が答えを保持しています。
高度な製造の領域では、退屈な運用は、例外的な穴の精度と表面仕上げを達成するためのゴールドスタンダードとして存在します。顕微鏡医療機器から大規模な産業機械まで、この洗練されたプロセスは、±0.0001インチのタイトな許容範囲で既存の穴を拡大および仕上げます。
この包括的なガイドでは、退屈な機械加工の原則、テクニック、ツール、およびアプリケーションを調査し、この重要なプロセスが最新の製造の精度をどのように形成するかについての洞察を提供します。
退屈な機械加工とは何ですか？
退屈な操作を理解する
退屈な機械加工- ワークピースの穴を仕上げたり、穴を裏返したりするために適用される金属の製造と技術切断の教科書プロセス。材料は、ボアの切断端によって、掘り出した穴の内面から徐々に、正確に、そして均等に除去されます。退屈なバーがシングルポイント切削工具を取り付けた退屈なバーによって機械化された切削工具は、ワークピースに向かって徐々に移動し、同時に回転してシリンダーレトロフィットである正確な表面をカットして実現するように作られています。
プロセス中、切断エッジは、計算された速度とフィードを使用して動いている間にワークピース材料に作用します。現在の退屈な操作は、単一の金属切削工具の機械内の動きを整理および制御することができるコンピューター数値制御（CNC）機械加工組織構造と統合され、軸からの距離に関係なく、直径とラウンド性の希望の精度をあらゆる方向に維持することができます。
穴の拡大の原理
ボーラーの操作では、幾何学的精度は、材料を正確に除去するという揺るぎないポリシーを通じて維持されます。確かに、これには、切断力のバランスの取れた濃度とツールの剛性が確実に必要であり、 オーバーハング比の数値値は 精度にとってかなり重要です。最先端は、 メインエッジ角度で作業材料と対話するように指示されています。 チップの流れと表面の品質に影響を与える所定の
寸法の精度に関連して、 熱安定性が重要なロールを果たします。 ツールとワークの中程度および小規模なツールでは、 冷却システムなどの要因は 、切断界面で発生した熱に対処するのに役立ちます。これは、当該熱膨張と連続した幾何学的変化を防ぐためです。 振動制御は 、退屈な穴のサイズが増えるにつれて重要性を高め、切断パラメーターの削減、切断状態、ツールジオメトリを要求して、振動の抑制を確保し、表面のすべての美的条件を満たします。
退屈な機械加工が重要なのはなぜですか？
製造プロセスの正確性の必要性により、現在の業界では退屈な機械加工が不可欠になっています。このプロセスは、表面で16マイクロインチの高さに達する最高の仕上げを提供し、寸法で最大±0.0001インチまで正確に到達します。このレベルの精度は、特に生産エンジンブロックやエアロエンジンなどの重要な用途で、製品の品質とパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。さらに、Daedoのフォームをはるかに超えた最も厳格なフォーム要件に至るまで、非常に厳しいフォーム許容要件が整っています。
退屈な機械加工の種類
シリンダーボーリングマシン
シリンダーボーリングマシンは、正確な切断でエンジンシリンダーの壁を再排除して磨くことができます。これらの機械加工ツールには、表面精製を監視するためのデジタルゲージも提供された切断インサートが埋め込まれているエンドツーエンドのボーリングバーが付属しています。現在のモデルは、使用中のチャンバーの温度を測定するための再洗浄および加熱/冷却システムのインデックスシステムを組み合わせて、RA 15-20マイクロインチの広範なミラー仕上げの達成を可能にしながら、ボアを0.0001インチ以内にまっすぐに保ちます。
方向の退屈機
方向性の退屈または方向掘削は、本部を乱すことなく、非常に制御された方法で穴のようにトンネルを構築する方法です。この方法では、GPSとプロジェクトのガイダンスと電子追跡を組み合わせて、操縦可能なBORのヘッドを機能させます。方向ボーリングで一般的に使用される高度なマシンは、従来の切断端をドロップし、流動的なジェットを機能させる掘削ヘッドを導入します。また、方向に掘削されたボアパスは、印象的なボリュームの測定値を効果的に収集するリアルタイムのボアパスによってマッピングされます。パイプラックからパイプの保管と掘削まで、ユニットのさまざまな部分があり、親アプリケーションで共有されているポジションのローマの放棄はありません。
水平退屈機
水平退屈は 、CNC加工規律の効果的な方法として広く認識されています。この構成の多くの機能には、水平スピンドルの性質のため、精度の改善とサイクル時間の短縮が含まれます。このアプリケーションでは、退屈なバーがターゲットに近づくにつれて、退屈な成功はスピンドルの向きに依存して最小限のたわみに依存しています。このテーブルは、従来の退屈でない限り、直面している、溝、またはスレッドになっているさまざまな位置に互換性のある高速回転でワークピースを保持します。 Thanztalisgroovingとスレッドは再び伝統的なタイプの退屈です。
垂直退屈機
垂直退屈 手法は、スピンドルの垂直方向を使用しており、大きな直径の円筒形の部分を処理するために広く使用されています。 垂直退屈ミルは、 多くの場合数メートルの範囲で、比較的大きな直径のワークを処理するために使用される機械として知られています。この構成が提供する利点の1つは、重力を使用して、切断操作が実行されているプロセスを安定させることです。この力は、タービンケースや大きなバルブ体などの丈夫な製品が完成している場合に特に歓迎されています。通常、ワークピースは、切削工具がまっすぐ下に下降するため、水平テーブルに配置されます。
ジグボーリングマシン
ジグボーリング は、最も高度なホールメイキングプロセスです。この特別なプロセスにより、高精度のリードネジと最先端の測定デバイスを使用して、数マイクロメートルの位置決め精度を可能にします。 ジグボーリングマシン には、長い機械加工サイクルにわたってこのような精度を維持するために、高精度のスピンドルと強い剛性が装備されています。さらに、これは、たとえば、ダイやカビの生産など、特定の穴の位置と幾何学的関係を要求するアプリケーションの頼りになる方法です。
ラインボーリングマシン
ラインボーリングは 非常に効率的に、単一の位置に保管されているアイテムで実行する必要がある退屈な一連の穴に伴うファセットを処理します。これは、高精度で整列する必要があるいくつかのベアリングジャーナルがあるため、エンジンブロックの製造などのアプリケーションでは商業使用が非常に一般的であるためです。 ラインボーリングバーは 、部分と同じくらい長いため、合計でワークピースがあり、これらは切断中のたわみを避けるために2つの場所で安定しています。同期されたラインボーリングは、幾何学的耐性を失うことなく、すべての切断エッジが同時に利用可能な効率を高めると同時に、さまざまな方法で行うことができます。
バックボーリングマシン
バックボーリングは、シナリオのようなシェルで特に機械加工を可能にすることを可能にする、または一般的なヘッドを収容できない場所で、バック・くすみの広く知られている慣行に相当します。このプロセスは、小さな穴を通過した後にエッジを所定の位置にすることができるユニークなツールの使用で構成されています。 「バックボーリングツール」には、ギアやポンプ回路が取り付けられたレバレッジを介して複雑な陰謀が組み込まれており、必要に応じて切断端を開閉します。この方法論は、主に、ワークピースの複雑なジオメトリのために多くの次元で削減される航空宇宙および防衛部門などの産業製造アプリケーションで採用されています。
精密なボーリングマシン
として知られる手法は、 精密な退屈 非常に正確な寸法を含む材料の除去に使用されます。これには、多くの場合、細かいフィードボーリングスピンドルが装着または取り付けられた退屈なヘッドを使用して、より良い許容範囲を獲得して、希望の穴を退屈させる0.001〜0.002mmの範囲です。このツールには、深さ、飼料、および切削速度をより柔軟に制御できるテクノロジーが装備されています。通常、操作には、いくつかのステップ、すなわち、装飾品による最良の結果に到達するために、いくつかのステップ、すなわち、粗い機械加工、半仕上げ、細かい仕上げの機械加工、および名目上の寸法を相関させるワークの位置の精度が含まれます。
退屈なプロセスはどのように機能しますか？
精密調整 プログラムが出発点を作成し、プロセスを開始しました。これは、マシンのスピンドルにボアを中心にしており、ワークピースに適した後のアライメントでチャンバーを計算して再調整しました。ここで、作業がある程度行われるステップでは、 ダイヤルゲージ や ポジショニング用の電子センサーなどの洗練されたメトロロジー機器を使用して 、ゼロ座標（中央の幾何学的位置）と退屈な穴のある穴の間の並列性のレベルを確立する必要があります。
サイクルのいくつかの特定の段階を通過している間、作業が実行されます。非常に 切断段階で、 退屈な攻撃者は、表面を退屈している攻撃者が、技術的な移動と切断のより高い割合で提供される領土のワークピースの材料と相互作用します。研磨ツールには、正面またはアクティブな顔に簡単なレーキ以上のものがあり、穴の外側の周囲の材料を穴に構造を与えます。退屈のパラメーター - 1分あたりのラウンドでの回転速度とチンクあたりのインチまたはミリメートルでの切断速度は、作業材料とワークからの除去の望ましい速度に関して選択されます。
次に、セミフィニッシング操作が 行われます。ここでは、より低い深さと一定の飼料レートが、ワークをより正確に削減するために使用されます。すなわち、幸せな媒体として（作業は切断の時間が短く、同時に破損していないため、作業はより生産的です）。この段階では、曲げや振動の瞬間は、準備ができた穴の幾何学的なきれいさを台無しにするため、退屈なバーの硬さの重要性が高まります。
では 仕上げ段階、必要な表面仕上げと寸法精度を確保するために、正確な切断パラメーターが採用されています。退屈な作用のどこにでも一貫したレベルの切削速度と供給を維持することは特に重要であると考えられています。さらに、この段階では、 クーラントの送達は 、操作全体のもう1つの不可欠な構成要素であり、切断が実行される場所の温度のサイズを変更し、ワークピースに付着するチップの輸送を滑らかにすることに取り組んでいます。
退屈な動作は、測定システムによって継続的に検査されます。寸法の安定性と表面粗さは両方とも監視されます。そのような場合、最新のCNCボーリングマシンには、手動介入なしに自動の切断パラメーターの調整を可能にする組み込み適応制御システムがあります。
退屈な操作を実行する際には、チップ制御が不可欠です。ツールのジオメトリ、切削速度、飼料レートを通じて保証され、見返りに生成されたチップのサイズと形状が適切であることを保証します。これらの2つの要因、つまりチップの生成と除去は、その後のチップの引き裂きを防ぎ、穴の長さ内で均一な重力分布ホタテを促進するのに役立つため、退屈で非常に重要です。
ジョブが最終的なタッチで終了すると、 測定と検証の 手順が適用可能になる場合があります。キャリパーやボアゲージのように最新の技術デバイス、およびなどのマシンは 座標測定機（CMM）、許容限界を超えた寸法、丸み、表面粗さに関する穴のさらなる完全性が達成されていることを保証する可能性があります。プロセス全体を繰り返す可能性のあるこれらの値からの矛盾によってそこにある場合、この矛盾は、部品を完全に加工したり、患部の機械加工を繰り返すなどの是正措置を必要とします。
高度な退屈な操作には 要素が含まれる場合があります。、チャンファー、溝、段階の直径などのそのような場合、ツールの正確な位置決めと適切な計画とパスプログラミングは、機能の正確な形状と位置を達成するための重要な要素です。必要なときに行われる可能性のある他の「補助」操作には、特定のツールセットやその他の機械加工活動の使用が伴うバックボーリングまたはカウンターボーリングも含まれる場合があります。
退屈な機械加工の利点と短所
退屈なテクニックの利点
のおかげで 高度な制御と精度、ショップは最大±0.0001インチの公差で穴と表面を機械加工することができます。これは、最先端のたわみを除外し、穴が常に丸いことを保証する、金属切断で使用される単一の切断点ツールの正確な構造および設置システムに起因します。
表面形状は 、通常のシナリオでのドリル比が高いため、125〜16秒のRAの範囲です。仕上げの切断作用により、塩分が近づいているシリンダーライナーまたはベアリングが取り付けられるアプリケーションに最適なこのような滑らかな表面になります。
ここで制限と適合を理解することは、 退屈の直径制御に限定するだけではありません。また、中心性の測地線誤差、部品の円形のランアウト、ボアの垂直性など、このようなパラメーターの制御にも拡張されます。これは、ギアボックスやマシンのように袖の用途のために、多くのボアがあり、それらのアライメントがさらに困難になる場合に特に魅力的です。
退屈なテクニックの短所
時間のかかる作業も、機器の精度を維持するために遅くなる可能性があります。 作業の準備と切削速度と調整を伴うたとえば、細かい退屈は、同じ退屈に2〜3倍時間がかかる場合があります
コスト効果は 、機器の使用とランニングコストの使用に起因します。薄い壁やマイクロ粒子の退屈な機器は、50,000から数十万ドルの範囲にあり、特別な切断アクセサリーと測定器のコストはかなりのものです。
技術の洗練は、 経験豊富なオペレーターと、ツールのジオメトリ、オフセット集会、速度とフィードを知っている必要があるコンピューター数値制御マシンプログラミングを求めています。さらに、ツールの乱用は、切断速度または許容飼料レート、およびチャッター散布介入と介入パラメーターが高レベルの知性を必要とします。
経済的考慮事項
必要なスタートアップの資本は 、機器の測定、ツール設定、工場の気候、特別に準備されたデバイスなどのアイテムです。予算の一部は、トレーニングと確認の問題によって食べ尽くされます。
生産コストは 、使用している切削工具の数、必要な電力の量、購入する必要のあるオイルまたはクーラントの割合、機械障害の割合、悪い品質作業の割合などの要因でもあります。これらの要因は、ラインボーリングの経済的効率に関する限り、最も影響力があります。
退屈な機械加工のアプリケーション
製造業アプリケーション
エンジンブロックの生産は、 ピストンに関して正確な円筒形の穴を達成し、エンジンの最大容量を確保することを目的とした退屈なプロセスで構成される大部分が構成されています。機械工学の実践は、エンジンピストンリングに機能する±0.0002インチ以内で高精度レベルが高く、オイルの過度の食欲がない±0.0002インチ以内の操作ボアサイズの広範な使用法によって特徴付けられます。車両の現在のメーカーは、 コンピューター化されたデジタル制御システム工作機械の使用を採用しています。 パフォーマンスの質に関して生産ラインに多くの格差がないことを保証する1つの方法としてオンライン測定を組み込んだ
油圧ギアの製造は、 主に、ハウジングやバルブ体を含む退屈の特に慎重な扱いを基本的に必要とする種類の作品を構成する所有者の手段によって機能します。この種の要素は、適切な潤滑と漏れの重要性のために、16〜32インチのマイクロインチRAが表面粗さの典型的な範囲になるため、磨かれています。採用されたときの退屈な操作により、生産者は、油圧システムの性能によって決定される幾何学的耐性により、ボアブランクの理想化された形式から主に逸脱する可能性の低い表面の品質を可能な限り維持できます。
精密エンジニアリングアプリケーション
他のすべてのコンポーネントと同様に、 航空宇宙コンポーネント は通常、タービンハウジングやその他の構造要素にボルト穴を発達させ、直径に耐えるために、マシンをボアにします。この場合の操作はの使用を必須の要件として持つ航空宇宙アプリケーションです。 座標測定機（CMM） 、重要な寸法を測定するために 医療機器の製造は 、コット生産機器のために手順と機器の開発にマイクロボーリングを使用しています。このようなコンポーネントでは、非常に高い仕上げ品質が達成されます。場合によっては、退屈な操作の能力には、最大8 µin RAの表面の粗さ値も含まれる場合があります。医療チタンよりも手術ステンレス鋼などの材料を操作するのと同時に、すべての厳しい表面と機械的要件を守りながら挑戦的です。
重工業用アプリケーション
大規模な機械生産には、 タービンケーシングや産業用ポンプハウジングなどの製造コンポーネントのための退屈な操作が組み込まれています。これらのアプリケーションには、 ラインボーリング操作が含まれることが多く、振動湿潤システムを備えた特殊な退屈なバーが必要です。 長さ数フィートにわたるこのプロセスは、大規模な鋳造と鍛造品を操作しながら、長さの長さにわたって円筒性の許容範囲を維持する必要があります。
マイニング機器の製造は、 クラッシャーハウジングや重機フレームなどのコンポーネントを生産するための退屈な操作に依存しています。これらのアプリケーションは、 大まかな退屈な操作を頻繁に伴い、その後に必要な幾何学的精度を実現するために退屈な仕上げが続きます。 かなりの量の材料を除去するためにこのプロセスは、ツールの寿命と生産性を維持しながら、大きな鋳造コンポーネントで一般的な中断されたカットとさまざまな材料硬度に対応する必要があります。
海洋工学 アプリケーションは、プロペラシャフトと船尾チューブベアリングを製造するために退屈な操作を利用しています。これらのコンポーネントは、適切なアライメントを確保し、動作中の振動を最小限に抑えるために正確な幾何学的制御を必要とします。退屈なプロセスは、大規模なコンポーネントを操作しながら、円柱の許容範囲を実現する必要があります。多くの場合、長さの精度を維持するために特殊な固定具およびサポートシステムが必要です。
高精度アプリケーション
光学機器の製造は、 正確な取り付け表面とアライメント機能を作成するために退屈な操作を採用しています。これらのアプリケーションは、光学性能を維持するために、例外的な表面仕上げ品質と幾何学的精度を必要とします。退屈なプロセスは、臨界寸法のサブミクロンレベルの精度を維持しながら、鏡のような表面仕上げを実現する必要があります。
科学機器の生産は、 分光計ハウジングや精密測定装置などの製造コンポーネントに退屈な操作を利用しています。これらのアプリケーションは、機器の精度を確保するために、例外的な寸法の安定性と表面の品質が必要です。退屈なプロセスは、必要な精度レベルを達成しながら、熱安定性と振動制御を維持する必要があります。
インフラストラクチャアプリケーション
建設機器製造には、 掘削機アームやブルドーザーフレームなどのコンポーネントを生産するための退屈な操作が組み込まれています。これらのアプリケーションには、多くの場合、 深い退屈な操作が含まれます。 特殊なツールホルダーと液体デリバリーシステムを切断する必要があるこのプロセスは、重大な摩耗や環境への曝露を条件として、大規模なコンポーネントを使用して作業しながら、精度を維持する必要があります。
鉄道インフラの 生産により、ホイールベアリングや車軸ハウジングなどの製造コンポーネントに退屈な操作が利用されています。これらのアプリケーションは、適切なアライメントを確保し、メンテナンス要件を最小限に抑えるために高い幾何学的精度を必要とします。退屈なプロセスは、硬化した材料を操作し、鉄道アプリケーションの厳格な安全基準を維持しながら、一貫した品質を達成する必要があります。
退屈な機械に関する選択の考慮事項
さまざまな種類の退屈なマシンが特定のタスクを実行するように特化しているため、それぞれのワークピースを機械するための正確な切断パラメーターの最適化とともに、ツールの特定のフォームと構成が使用されます。 切断の速度の選択は、 ワークピースまたはむしろ表面を構成する材料とその仕上げを達成する必要があることによって大きく異なります。 フィードの制御は、 正しい滑らかさが達成され、ツールの寿命やプロセスの安定性がそのような努力に影響を与えないという意味で重要な役割を担います。現在、最新のCNCシステムの多軸制御機能を使用して、単一の退屈なセットアップで異なる退屈なマシンを使用して幅広い退屈な操作を実行することが可能になりました。
退屈なマシンの選択は、ワークピースのジオメトリ、材料の種類、予想される耐性、および作業量に大きく依存しています。 多くのプロジェクトでは、, たとえば、肌の滑らかさである可能性があります。これにより、特定の退屈なマシンカッターの設計が使用され、指定される切断値が変更されます。 狭いツールで掘削するのと同様に、特徴の利用可能な方向の違いによって特に引き起こされる可能性があります。退屈な操作の材料モデリングの改良と、センサーの採用の増加とループの閉鎖の機械加工により、退屈な操作がより重要な動作ゾーンになりました。
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よくある質問（FAQ）
Q：退屈と掘削の主な区別は何ですか？
どちらのアクティビティも穴を作るために行われますが、異なる範囲に行われます。特に掘削は、退屈がそれらをより良くする穴を作ります。説明を定義します。退屈なオファーは、より良い仕上げと優れた幾何学的精度を提供し、ほとんどの場合、これらの後に穴の拡大の前に行う必要があります。
Q：退屈な操作では、最も適切な切断速度をどのように選択しますか？
切断速度の選択は、ワークピースの材料、ツールの材料、必要な表面仕上げ、機械の剛性など、多くの要因に基づいています。鋼では、炭化物では60〜120m/min/min、HSSで15〜30 m/minの範囲の範囲になります。
Q：なぜ退屈の操作内でおしゃべりが起こり、それを避けるための最良の方法は何ですか？
ツールのオーバーハングが不平等であり、切断パラメーターがあまりうまく対応しない場合、チャタリングはしばしば表示されます。オーバーハングを減らすことができ、ツールを硬化させることができ、切断速度を調整し、振動抑制を伴う退屈なツールを使用してチャタリングを減らすことができます。
Q：どのような状況で、堅実な退屈なバーに反対するモジュラーボーリングツールを好むでしょうか？
しっかりした退屈なバーを介してモジュール式の退屈ツールを求める多くのリーチを必要とするディープホールアプリケーション。それに加えて、モジュラーボーリングツールは、複数のサイズの穴を機械加工する状況で適切です。また、ツールを変更することが、さまざまなサイズの穴の標準である場合、モジュール式ボーリングツールを使用する必要があります。
Q：従来のアプリケーションの場合、重要なストレートアセンブリコンポーネントは何ですか？また、それらの関係のメカニズムは何ですか？
穴のまっすぐさ、退屈なバーの剛性などの要因について議論するとき、2成分の退屈なバー、部品の連続切断を管理する原則、およびクーラントの適切な流れの場合に、調整がある場合は、ある場合に行われます。最適な結果を得るには、ボアサイズの退屈なバーの比率の長さは4：1未満でなければなりません。
Q：ディープホールの退屈で穴の精度はどのように保証されますか？
特に深い穴の退屈における穴の精度は、チップ除去とともにツールの柔軟性、熱成長、補間の関数です。さらに、正確性を確保するために、統合されたツールクーラントデリバリーシステムを介して、ガイドパッドの使用、漸進的な軸方向のカットの深さを必要とします。
Q：退屈な操作の中でどのような予防措置が講じられていますか？ -
チップに対する適切な保護、ワークピースの安全な位置付け、適切なシールドとガード、およびツールの定期的な検査、およびクーラントの効果的な制御は、重要な安全性を構成します。
Q：退屈は、2つ以上の段階でタスクの完了をどのような理由で必要としますか？
1回の操作で内部的に完全に切断することはあまり効果的ではありません。退屈なバーの全長が利用されています。 1つの操作退屈なバーは、ボアホールの終わりにのみ切断する必要があるプロジェクトに関しては効果的です。標準の細かい退屈手順では、ラフと退屈を連続して使用します。
Q：CNCマシンの退屈な穴があるとき、ツール寿命を延長する方法は？
ここにはツールライフを念頭に置いています。それはすべて、切断パラメーターの適切な組み合わせ、十分なクーラントの「潤滑剤」、ツールチェックシステムの着用、およびいくつかの名前を付けてツールの負荷指向制御とプログラムの占有率です。
Q：さまざまな材料で退屈なカットをしようとする際に留意すべき主なことは何ですか？
材料を切断する場合、材料の硬度、加工性、チップタイプまたはカールの形成、熱特性、ツールパス、飼料速度、切断深さ、クーラントなどの最適な切断条件などの基準でツールを選択する必要があります。異なる材料には、適切な端（挿入）ツールの特定の複雑な設計が必要です。
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