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Jun 07, 2023

初めてフライス盤を購入する際のヒント

Se sei interessato a creare cose (e se stai leggendo questo articolo, lo siamo anche noi)

ものづくりに興味がある人 (これを読んでいるあなたは興味があると仮定します) なら、ほぼ確実に金属部品を作りたいと思ったことがあるでしょう。 3D プリンターは優れていますが、材料の選択肢が限られている、精度が低い、印刷時間が長いなど、多くの欠点があります。 適度に厳しい公差を遵守する金属部品が必要な場合、実用的な選択肢はフライス盤だけです。 結局のところ、それらが製造に不可欠であるのには十分な理由があります。

しかし、機械加工の経験がない愛好家にとっては、どこから始めればよいのかわかりにくい場合があります。 どのようなフライス盤を買えばよいでしょうか？ 新品を買うべきですか、それとも中古を買うべきですか? 三相電力とは一体何ですか、そしてそれを手に入れることができますか？ これらの質問は、とりわけ多くの質問に初心者にとっては圧倒される可能性があります。 幸いなことに、私たち、ハッカデイの友人たちが、あなたに何らかの方向性を与えるお手伝いをします。 学習する準備ができている場合は、読み続けてください。 すでに専門家ですか? コメントにあなた独自のヒントを残してください。

あなたが購入する可能性が最も高いフライス盤の構成の詳細に入る前に、ここで説明するのは次のことだけであることを最初に指摘しておきます。マニュアルこのガイドではフライス盤について説明します。 CNC ミルはまったく別の野獣であり、ガイドを独り占めすることになります。 手動ミルと CNC ミルには多くの共通点があります (CNC ミルは多くの場合、手動ミルを変換しただけです)。ただし、CNC ミルには追加の要件があり、この記事が複雑になりすぎます。 したがって、この記事では手動マシンについてのみ説明します。

最新のフライス盤は、横型と縦型の 2 つの基本的なタイプに分けられます。 これにより、機械のスピンドル軸が上下に動くか左右に動くかが決まります。 どちらのタイプのマシンも、多くの場合、傾いたり回転したりするヘッド、コラム、テーブルを備えています。つまり、両方のタイプを同じタスクの多くに使用できることを意味します。 ただし、特定のジョブは、一方のマシンの方が他方のマシンよりも簡単です。

実際には、マシン間の違いは、単にマシンの向きよりも顕著です。 垂直機械ではテーブルがスピンドルの傾斜ゼロ位置に対して垂直に取り付けられ、水平機械ではスピンドルがテーブルの平面と平行に取り付けられます。 これにより、各タイプのマシンで実際に実行できるジョブの種類に根本的な違いが生じます。

横型フライス盤の主な利点は、回転するアーバーを両側から拘束するオーバー アームです。 これにより、信じられないほどの剛性が得られ、垂直機械が処理できるよりも大きな横荷重がかかるような非常に重い切削を機械工が行うことができます。 強度が非常に高いため、たとえばスロットのある平らなテーブルをすべて 1 回のパスで切断するために、アーバー上に複数のカッターを積み重ねることが完全に可能 (かつ一般的) です。 そのため、表面仕上げ作業、溝やスロットの切断、および部品が 1 つの軸上で平らである同様の作業に適しています。

もちろん、欠点は、すべての軸にカットがあるパーツを作成するのがはるかに面倒 (場合によっては不可能) であることです。 この点で、立型フライス盤は多用途性に優れています。 垂直ミルで実行できない作業を見つけるのは難しいでしょう。ただし、部品の形状によっては、水平ミルよりもはるかに時間がかかる場合があります。

違いが分かったので、どちらが必要かはすでにわかっているでしょう。 ただし、念のため言っておきますが、ほぼ確実に縦型ミルが必要になります。 水平ミルはごく一部の作業には最適ですが、これらはほとんどの愛好家があまり実行しない作業でもあります。 横型ミルが一般的に使用される特殊な生産作業とは対照的に、縦型ミルの多用途性は、愛好家が好むさまざまな作業に適しています。

縦型ミルが最適な選択であると判断できれば幸いです。そうでない場合、このセクションはあまり役に立ちません。 縦型ミルを決定したと仮定すると、おそらくどの機能を探すべきか知り、実際に何が重要なのか疑問に思っているでしょう。 この主題のすべての詳細をカバーするには、一冊の本が必要になりますが、考慮すべき最も重要な事柄のいくつかについて説明します。

これは購入の決定に大きく影響する質問であり、フライス盤も例外ではありません。 それで、それは重要ですか？ はいといいえ。 フライス盤は古くから存在しており、その構造に関しては企業秘密はありません。 何が優れたマシンとなり、何がそうでないのかはよく知られています。 理論的には、どのメーカーもこれらの設計原則に従って高品質の機械を製造できます。

残念ながら、現実はその約束を果たしません。 その理由は 2 つあります。それは、製造品質とコストです。 コストを抑えるために、多くのメーカーは手を抜きます。 低品質の材料、出力不足のモーターなどが使用されている可能性があります。 メーカーが意図的に手を抜いているわけではないとしても、単に高品質な製造ができない可能性は十分にあります。 粗悪な親ねじ、不正確な加工、緩い公差などにより、使用にストレスを感じたり、許容できる精度を維持できないミルが使用される可能性があります。

したがって、実績のあるマシンを購入することをお勧めします。 通常、それは尊敬されるブランドを選ぶことを意味します。 しかし、一部の安価なブランドは依然として高品質のマシン (多くの場合、より高価なモデルのクローン) を生産しています。 機能が少ないか、モーターの堅牢性が劣る可能性がありますが、ニーズには十分である可能性があります。 実際に仕事をしている人たちのレビューを必ず読んでください。

小型のデスクトップフライス盤は魅力的かもしれませんが、金属のフライス加工を計画している場合は避けるのが最善です。 最後に鉄鋼に穴を開けたり、金ノコで部品を切り落としたりしたときのことを思い出してください。 大変な作業で、かなりの力が必要です。 フライス盤は、まったくたわむことなくそのような力を加えられる必要があります。たとえ少しでもたわむと、かなりの公差で部品をフライス加工する可能性が台無しになります。

そのため、ミルのフレームは可能な限り重く、剛性が高い必要があります。 小型のデスクトップ機械では、ほぼ確実にアルミニウムより硬いものをフライス加工することはできず、たとえその場合でも精度は低くなります。 適度な精度でも必要な場合、スペースが許す限り大きくて重いミルを購入するのが最も賢明な選択です。

DRO (デジタル リードアウト) は、フライス盤の各軸に追加できるモジュールです。 一部のマシンにはそれらが付属していますが、他のマシンにはアップグレード パッケージとして提供されています。 多くの場合、元々オプションとしてキットがなかった工場を改造するためにキットも利用できます。 DRO を使用すると、テーブル (またはクイル) をどれだけ移動したかが表示されるため、ほぼすべての操作がはるかに簡単になります。

すべての工場には動きを測定するためのダイヤルがあるため、DRO を使用することは厳密には必要ありません。 ただし、それらを読むのは面倒で時間がかかる場合があります。 これは、バックラッシュ (ネジの傾斜) を考慮する場合に特に当てはまります。DRO を使用すると、ハンドルがどれだけ動いたかではなく、テーブルが実際にどれだけ動いたかのみがわかるため、これを簡単に補正できます。

DRO と同様に、動力供給は各軸に追加できるものであり、多くのミルには工場から付属しています。 小さなモーターを切り替えてテーブルを動かすことができるので、自分でハンドルを回す必要がなくなります。 これにより疲労が大幅に軽減されるだけでなく、切断全体にわたって速度が一定に保たれるため、切断面の表面仕上げも向上します。

自動車愛好家と同様に、機械工も馬力を重視します。 そして、これは完全に不当というわけではありません。カットの途中でモーターが停止することは最も避けたいことです。 そうは言っても、事実上すべての工場は、速度を犠牲にしてモーターのギアを下げてトルクを得る何らかの方法を持っています。 鋼のフライス加工には高トルクと低速が必要ですが、アルミニウムにはその逆が必要です。

したがって、大きな電力を必要とせずにモーターを確実に補うことができます。 モーターの馬力によってコストに大きな違いが生じるため、これは良い考えかもしれません。 そうは言っても、HP が 1 未満のミルはおそらく避けるべきです。 三相ではない高馬力の電気モーターを見つけることも困難です。

多相電力がどのように機能するのか、またその長所と短所は何かについて立ち入る余地はありません。 ただし、ほぼ確実に自宅に三相電源がないと言っておくだけで十分です。 工業用スペースがある場合は、三相電力を利用できるかもしれませんが、そうでない場合もあります。 重要なのは、多くの工業グレードのツールには三相モーターが搭載されており、これらのモーターを単独では標準的な家庭用単相電源では動作させることができないということです。

つまり、ほとんどの場合、単相モーターを搭載したミルに限定されることになります。 ただし、そのため、多くの場合、単相機械よりも大幅に安価な三相機械を見つけることができます。 気に入ったマシンが見つかったら、スピンドルモーターを単相ユニットに置き換えたり、位相コンバータを購入または構築したりすることができます。

フライス/ボール盤は基本的に、2 軸テーブルが取り付けられたボール盤です。 本物のフライス盤よりも大幅に安価ですが、それには理由があります。 実際のフライス加工に必要な剛性はまったくなく、正確な穴開けと非常に軽いフライス加工にのみ適しています。 実際のフライス盤でも確実に穴あけができるため、少しの現金を節約する以外に購入する理由はありません。

この時点で、フライス盤で何が重要なのかをかなりよく理解しているはずです。 今度は、購入方法について詳しく説明します。

中古品の購入を真剣に検討すべきです。 高品質のミルは、何十年にもわたって深刻な酷使に耐えるように設計された機械であり、中古品を購入することで大幅に節約できます。 地元の産業オークションや Craigslist が参考になります。 中古機械の検査は、中古車の検査に似ています。すべてが正常に動作していること、過度の磨耗がないこと、大切に扱われていることがわかることを確認します。

重要な部分が清潔で潤滑されていて、あまり磨耗していない限り、汚れや汚れは大丈夫です。 スピンドルがスムーズに回転し、遊びがなく (可能であれば振れを測定してください)、音が良好であることを確認してください。 テーブルをつかんで、できるだけ激しく揺らし、遊びを感じないことを確認してください。 ネジを見て、汚れや傷がないか確認してください。 ウェイ (テーブルが滑る滑らかな金属) が清潔で潤滑されていて、えぐれがないことを確認してください。 これらすべてが良好で、鋳物のひび割れなどの他の危険信号に気付かない場合、その機械はおそらく頑丈で、完全に使用可能です。 メンテナンスやメンテナンスが行われている限り、経年劣化は一般的に問題とは考えられません。

フライス盤は重いです。 軽いもので数百ポンドから重いもので数千ポンドまであります。 自宅や店舗に持ち帰るのは簡単な作業ではありません。 自分で運ぶ場合は、トラックやトレーラーが荷物に耐えられるか、ストラップでしっかりと固定されていることを確認してください。 また、配送の両側に何らかのフォークリフト（機械の積み降ろしのため）も必要になります。

ほとんどの愛好家と同様に、大型平台トラックや自分のフォークリフトを持っていない場合は、リガーを雇って機械を移動させることができます。 たとえ短距離であっても、移動するには少なくとも数百ドル（場合によってはそれ以上）を支払うことが予想されます。 この種の機器を持っている人を知っている場合は、間違いなく助けを求める価値があります。工具を揃えるにはそのお金が必要です。

フライス盤を家に持ち帰っても、まだ購入すべきものがたくさんあります。 何よりもまず、まともな機械工用の万力が必要になります。 Kurt バイスに必ずしも数百ドルを費やす必要はありませんが、よく機械加工され、緩みにくいものが必要です。 スイベルマウントはあると便利ですが、必須ではありません。

次に、エンドミルを保持する方法が必要です。 このためには、ミルのアーバーに適合するコレットまたはエンドミル ホルダーが必要になります (この情報は仕様ですぐに入手できるはずです)。 さまざまなサイズのエンドミルを 2 つまたは 3 つ用意して、さまざまなシャンク サイズのエンドミルを使用できるようにするとよいでしょう。

エンドミルといえばまとめ買いしたくなります。 eBay 経由で大量に安く購入できるので、最初はそれがおすすめです。 カーバイドを購入し、いくつかの異なるサイズを購入します。 シャンクのサイズが購入したコレット/エンドミルホルダーと一致していることを確認してください。 一般に、アルミニウムの場合は 2 枚刃、鋼の場合は 4 枚刃が推奨されます。 何を切削するかわからない場合は、それぞれをいくつか入手するか、妥協点として 3 枚刃のエンドミルを入手することもできます。 エンドミルあたり 10 ドル以上の支払いが予想されます (はい、工具は高価になります)。

最後に、冷却システムを検討することをお勧めします。 これらにはいくつかの異なるバリエーションがありますが、通常はフラッド クーラントが最も簡単にセットアップできます。 名前にもかかわらず、冷却剤はただ冷却するだけではありません。 また、潤滑し、切りくずを洗い流します。 冷却システムはどのフライス盤にもかなり簡単に追加でき、多くは工場出荷時に冷却システムが付属しています。

さあ、いよいよお楽しみが始まります！ 最初はたくさんの実験をしてみるとよいでしょう。 送りと速度について調べて（そしてそれらに適した計算機を入手して）、さまざまなエンドミルがどのような用途に適しているか、特定の種類の操作を実行する方法について調べてください。 エンドミルが壊れても落胆しないでください。そのために予備を購入しました。 練習、練習、練習すれば、すぐにすべてのプロジェクトで精密金属部品を作るための言い訳ができるようになるでしょう。