Article by: Okuma Techno (Thailand) Ltd. & MEGA Tech
リードタイムの短縮とコストの削減は金型製造業界における大きな問題だ。一方、自動車設計の多様化により金型の形状精度と表面品質の要件が非常に高くなってきている。金型製造において研磨や金型マッチング等の手仕上げのノウハウが失われ高品質と生産効率の向上が求められてきている。
この記事では金型製造工程の総リードタイムを短縮するために開発されたダブルコラムマシニングセンター「MCR-S（スーパー）」とその関連技術を紹介する。
開発目的
MCR-Sは主に自動車のプレスダイ等の大規模なダイ加工を行なう。金型加工では加工時間の短縮やステップ・コーナー面積の削減が課題となっている。更に、自動車の設計は継続的に改善が行なわれているため機械加工された表面の品質が要求される。先ずはこれらの問題を解決する必要がある。
問題解決のための重要な技術
- マシニングタイム即ち加工時間の削減
ボンネットやサイドパネルなどのアウタータイプのダイモールド金型はうねりが少ない。そして送り速度を改善する事により加工時間の短縮が見込まれる。MCR-Sでは連続切削送りX、Y軸20、Z軸10m / minが標準仕様であり、同種クラス最速の連続切削送りを実現している。
サイドパネルの設計面を自動車用の金型に加工する事で以前のモデルに比べて加工時間を25％短縮する事ができる。発熱部に適度の冷却を施し送り速度20m / minで長時間加工時における安定した加工性能を実現する（図1）。
2. 加工表面の質改善
加工後工程での研磨工程を減らすためには縞模様のない高品質の表面加工が必要だ。Y軸にリニアガイドを使用し、Z軸にラムのスライドウェイを冷却して各軸のトラッキング性を向上させる事で高品質な表面加工を実現する。例えば3D光学プロファイラーを用いたZ軸反転部の加工面積の評価結果、前機で約1μm発生したストライプがMCR-Sで0.5μm以下になり、目に見えないレベルにまでの改善が可能である（図2）。
更には機械構造だけでなく加工プログラムも加工面の品質向上の大きな要因だ。因って当社の加工プログラム補正機能「超曲面」を適用する事で制御装置は加工中にNCデータを自動的に補正して高品質の表面を実現できる。具体的には隣接するカッターパス間の不均一なスペースを補正し不整合な深さとエッジ幅を減らす事で切り込みの深さを均一に配置しストライプの発生を抑制するのだ（図3）。その結果、加工面の品質が向上し金型の研磨時間を大幅に短縮する事ができる。
Fig.2 Trackability Improvement Result