CNCマシンに産業用チラーが必要な理由

CNCマシンとは？

CNC（コンピュータ数値制御）は、コンピュータによって機械工具を制御する自動化された金属加工機器です。プログラミング言語を通じて機械工具の移動経路、速度、送り速度、加工順序を制御し、金属、プラスチック、木材などの材料に対して精密な切断、穴あけ、彫刻などの操作を行うことができます。CNC機械工具は、加工誤差をマイクロメートル単位で制御でき、複雑な構造を持つさまざまな高精度部品を加工することができます。プログラムを設定すれば、機械は操作員の熟練度に関係なく24時間自動で稼働し、製品のバッチの一貫性を保証することができます。

Why CNC Machines Need Industrial Chillers（images 1）

なぜCNCマシンはオーバーヒートするのか？

CNC加工は、運転中に急激な熱の蓄積を引き起こす。主な理由は以下の通りです：

スピンドル回転

CNCマシンのスピンドルは、工具を回転させる中核部品である。金属を加工する場合、通常1分間に数千回転から数万回転する。スピンドルの内部にはベアリングがあり、ベアリングが高速回転すると、ベアリングとハウジングの間に摩擦と熱が発生する。スピンドルの温度が上昇すると膨張し、加工精度に影響する。ほとんどの生産工場では、熱膨張を抑えるためにスピンドルを冷却するスピンドルオイルクーラーを使用している。

摩擦熱の発生

CNCマシニングセンタは、切削によって材料を加工するため、工具と材料の摩擦によって熱が発生する。両者の摩擦熱が主な熱源となる。特にステンレス鋼やチタン合金などの硬い金属を加工する場合、工具と材料との摩擦はより激しくなる。工具の先端と材料のある一点に摩擦が集中すると、局所的な温度は数百度から数千度に達することもある。その熱は、接触点から工具の柄、スピンドル、ワークピースの他の部分に素早く伝わる。

モーターとドライバーの加熱

CNCフライス工具は、X、Y、Zの各軸の動きを制御するために複数のサーボモーターに依存しています。モーターが動作しているとき、電気エネルギーを消費し、エネルギーの一部は熱エネルギーに変換されます。熱変換は、頻繁に始動・停止を繰り返す場合や、高速回転している場合に顕著になります。モータドライバも発熱し、長時間運転すると温度が60℃以上になることもあります。

油圧システム加熱

自動工具交換システムを備えた一部の大型CNC機械および加工センターは、工具マガジン、工具交換、クランプ、工具の解放などの機能を制御するために油圧システムを使用します。油圧オイルがポンプで圧縮されると、急速に加熱されます。アクチュエーター、バルブ、シリンダーなどの油圧部品は、高温により摩耗、漏れ、または詰まりが発生しやすくなります。油圧システムに専用のオイルクーラーを装備することで、オイル温度を適切な範囲内に保つことができます。

CNCチラーは生産にどう役立つのか？

Why CNC Machines Need Industrial Chillers（images 2）

加工精度の向上

CNCスピンドルは高速回転中に発熱します。不安定な温度はスピンドルの体積変化を繰り返し、加工寸法の誤差の原因となる。切削中に工具の放熱が間に合わないと、不動態化や焼付きが促進され、製品表面の加工品質に影響を与える。材料によっては温度変化に敏感で、切削加工中に熱が蓄積して熱変形を起こし、最終製品の精度が低下するものもある。チラーは、スピンドル、工具、モーターに定温冷却を提供し、加工精度を向上させることができます。

生産効率の向上

CNCシステムには、高温時に強制的にシャットダウンする安全保護装置が内蔵されている。システム内の温度が上昇した後、システムは熱を下げるために自動的に減速する。機械が自然に冷えるのを待つため、手動でシャットダウンを行う作業場もある。いずれの場合も、生産時間が無駄になる。チラーは7×24時間の連続冷却を実現し、生産ラインを長時間安定稼働させ、生産効率を向上させます。

耐用年数の延長

高温は潤滑油を薄くしたり、炭化させたりして、スピンドルベアリングの空回りやジャムの原因になります。また、絶縁体の老化を早め、サーボモータの故障や損傷につながることもある。さらに、作動油の温度上昇はオイルシールの老化を引き起こし、機械の安定稼動に影響を与えます。インバーター、PLC、回路基板などの電子部品は、高温になると制御不能やエラー、焼損を起こしやすい。チラーは、これらの部品から発生する熱を時間内に奪い、部品の老化を遅らせ、機器のメンテナンスコストを削減することができます。

より良いCNC冷却システム、より良いCNCマシニングセンター

CNC冷凍機の安定した性能は、製品の品質と生産効率に良い保護を提供することができます。LNEYAは、温度制御機器の研究開発、生産で15年の経験を持っており、中国の信頼性の高いチラーメーカーです。私達はさまざまな性能の標準的なスリラーシステムそしてカスタマイズされたスリラーサービスを提供します。お客様のご要望をお聞かせいただければ、チラーの専門家が最適なCNC温度制御システムの選択をお手伝いいたします。