旋盤ベッドの製造プロセス

旋盤ベッドの製造プロセスは、旋盤の高精度加工ニーズを満たすために、ベッドの精度、強度、安定性を確保することを目的とした複数のステップを含みます。以下は、既存の情報に基づいて整理された、旋盤ベッド加工の主要なプロセスフローと重要な技術的ポイントです。

1.材料の選択

• 一般的な材料：旋盤ベッドは通常、高強度鋳鉄（HT250またはHT300など）を使用します。これは、優れた耐振性、剛性、耐摩耗性を備えているためです。一部の高精度工作機械では、ダクタイル鋳鉄または鋼板溶接構造が使用される場合があります。
• 理由：鋳鉄は優れた鋳造性と減衰能力を備えており、切削力や振動に耐えるのに適しています。鋼構造は、軽量化または特殊な設計ニーズに使用されます。

2.鋳造（または溶接）

• 鋳造プロセス：
  • 金型設計：ベッドの設計図に基づいて精密な砂型または金属金型を作成し、鋳造品の寸法と形状が正確であることを確認します。
  • 溶解と鋳込み：中周波誘導炉を使用して鋳鉄を溶解し、化学組成（炭素、シリコン含有量など）を制御します。鋳込み時には、温度が均一であることを確認し、気孔や引け巣などの欠陥を防ぐ必要があります。
  • 冷却とクリーニング：鋳造品を冷却した後、サンドブラストまたはショットブラストで表面の砂粒や酸化スケールを除去します。
• 溶接プロセス（鋼構造を使用する場合）：
  • 高強度鋼板を切断して成形し、溶接によってベッドフレームを組み立てます。
  • 構造の安定性を確保するために、溶接応力を除去するための焼鈍処理が必要です。

3.粗加工

• 目的：鋳造品または溶接品の表面の余分な材料を除去し、初期成形を行います。
• 設備：大型門型フライス盤、中ぐり盤、またはCNC加工センター。
• プロセス：
  • 基準面加工：ベッドの基準面（底面またはガイドレール面など）を決定し、後続の加工のポジショニング精度を確保します。
  • フライス加工：ベッドの主要な平面（ガイドレール取り付け面、底面など）を粗フライス加工し、加工代（通常2〜5mm）を残します。
  • 穴あけ：取り付け穴、クーラント液槽などの構造を加工し、穴の位置精度を確保します。

4.熱処理

• 時効処理：
  • 自然時効：鋳造品を数ヶ月から1年間放置し、自然環境を利用して内部応力を除去します。コストは低いですが、サイクルが長くなります。
  • 人工時効：振動時効または熱時効（500〜600℃に加熱した後、ゆっくりと冷却）によって残留応力を除去し、寸法安定性を向上させます。
• 目的：後続の加工および使用中の変形を減らし、ベッドの長期的な安定性を確保します。

5.精密加工

• 設備：高精度CNC門型フライス盤、研削盤、またはガイドレール研削盤。
• プロセス：
  • ガイドレール面加工：旋盤ベッドのガイドレール面は重要な部分であり、高い平坦度と表面粗さ（Ra0.8〜1.6）が要求されます。通常、精密フライス加工後に研削するか、ガイドレール研削盤を直接使用して加工します。
  • 平面度制御：ガイドレール面の平面度誤差は、0.01〜0.02mm / m以内に制御する必要があります。
  • 穴系の精密加工：主軸台、心押し台などを取り付けるための穴を中ぐりまたはリーマ加工し、同軸度と位置精度を確保します。
  • 表面硬化（オプション）：ガイドレール面を高周波焼入れするか、プラスチックコーティング（PTFEガイドレールソフトベルトなど）を施し、耐摩耗性と耐スティックスリップ性を向上させます。

6.表面処理

• 研磨または塗装：非機能面を研磨または防錆塗料で塗装し、外観と耐食性を向上させます。
• ガイドレール潤滑溝：潤滑油溝を加工するか、潤滑システムを取り付けて、ガイドレールの長期的な安定した動作を確保します。

7.検査と校正

• 検査装置：三次元測定機、レーザー干渉計、水準器など。
• 検査内容：
  • 幾何学的精度：ガイドレール面の平行度、平面度、真直度を検査します。
  • 位置精度：穴系の位置公差と同軸度を検証します。
  • 表面品質：表面粗さと硬度を測定します。
• 校正：偏差が見つかった場合は、スクレーピングプロセス（手動または機械）を使用してガイドレール面を微量修正し、精度を確保します。

8.組み立てとデバッグ

• 組み立て：主軸台、心押し台、刃物台などの部品をベッドに取り付け、各部品の嵌合精度を調整します。
• デバッグ：試運転を行い、ベッドの振動、騒音、加工精度を検査し、必要に応じてガイドレールを微調整するか、再度スクレーピングを行います。

重要な技術的ポイント

• 切削パラメータの選択：材料と加工段階に応じて、切削速度、送り量、切り込み量を適切に選択し、工具の摩耗が速すぎたり、ワークピースが変形したりするのを防ぎます。
• 精度管理：ガイドレール面の加工精度は旋盤の加工性能に直接影響するため、平面度と真直度を厳密に管理する必要があります。
• 応力除去：鋳造または溶接後の熱処理は重要なステップであり、長期使用中の変形を防ぎます。
• 設備の選択：大型ベッドは、加工効率と精度を確保するために、大型ストロークCNC工作機械（門型フライス盤など）を使用する必要があります。