CNC 旋削により、数十年前には困難だった部品の機械加工が容易になりました。この技術は正確であり、高品質の部品を製造する際の一貫性が保証されます。ステーショナリーを使用します 切削工具 回転するワークピースから材料を除去します。その結果、厳しい仕様や公差を満たす、さまざまな形状やサイズのコンポーネントが製造されます。
その利点を最大限に高め、生産性を向上させるには、精密 CNC 旋削の基礎を理解することが重要です。この記事には、CNC 旋削加工に関する質問に対するすべての答えが記載されています。旋削加工のプロセス、使用できる操作の種類、製造業における CNC 旋削部品の応用について詳しく説明します。
CNC旋盤とは何ですか?
CNC旋盤は サブトラクティブマシニングプロセス 高速で回転するワークピースから材料を除去します。ワークピースは、毎分さまざまな回転数を行うチャックに取り付けられます。切削工具が回転するワークピースと接触すると、材料が除去され、希望の形状が彫刻されます。 CNC 旋盤は主に円筒形または長方形のコンポーネントを処理します。また、ディスク、ピクチャーコーン、六角形、またはそれらの混合など、他の形状の製造にも使用できます。
CNC 旋盤の操作方法
旋削加工の製造プロセスは簡単です。 4段階で発生します
CADモデルの作成
CNC 旋削の最初のステップは、CAD ソフトウェアを使用して最終設計の 2D または 3D モデルを準備することです。使用できるソフトウェアにはさまざまな種類があります。 SOLIDWORKS、Fusion 360、および AutoCAD が最も一般的です。単純な設計用の CAD モデルを簡単に準備できます。ただし、より複雑な設計には専門家のサービスが必要になります。
CNC互換フォーマットへの変換
次の段階では、電子設計を機械が理解できる言語に変換します。これを行うには、Mastercam、solidCAM、CAMWorks などの CAM ソフトウェアを使用します。 CAM ソフトウェアは、モデルに間違いがないかどうかをチェックし、旋削工具の指示を出し、必要な機械パラメータを設定します。
CNC旋盤の準備
旋削加工を実行する前に、機械をセットアップして構成する必要があります。自動化されているにもかかわらず、オペレーターは CNC 旋盤の準備において重要な役割を果たします。これをする、
- 機械を停止し、ワークをチャックに載せます。
- その後、ツールを選択し、ツールタレットに固定します。
- 工具やワークを正しくセットして校正を行ってください。
- 必要なパラメータを確認して最適化します。
- CNC コードをアップロードし、旋削操作の準備をします。
注: 粗い形状の場合は、低い回転速度と高い送り速度の方が適しています。より滑らかな仕上げや正確な公差要件が必要な部品の場合は、高い回転速度と低い送り速度を選択してください。
CNC旋削部品の製造
さあ、あなたのアイデアを現実に戻す時が来ました。使用できる回転操作は数多くあります。プログラムを実行するとすぐに、プログラムが終了するか電源がオフになるまで、マシンは継続的に動作します。ローディング、切削、アイドル時間によって旋削サイクル時間が決まります。マシンを複数回実行する必要がある場合があります。これはパーツの複雑さによって異なります。
CNCの種類 旋削加工
CNC 旋盤加工操作は、内部または外部で行うことができます。外部操作はワークピースの外径に作用し、内部操作は内径に作用します。ただし、内部操作を実行するのはさらに困難です。より多くの切りくずが蓄積し、より長い工具が必要になります。
両方のカテゴリの CNC 操作を詳しく調べてみましょう
外径旋削加工(特殊)
ターニング
旋削加工では、工具はワークピースの側面に沿って材料を徐々に除去し、外径を小さくします。この操作は大まかでも完了でも構いません。粗い旋削では、最終部品は粗い表面仕上げで正確になります。しかし、仕上げ旋削の最終部分の表面はきめ細かく光沢があります。さらに、旋削された部品の表面にはいくつかの特徴がある場合があります。ステップやテーパーから面取りや輪郭まで多岐にわたります。
ハードターニング
ハードターニングは、通常の CNC 旋削加工と似ています。ただし、専門家は、硬度値が 58 Rc から 68 Rc の範囲の焼入れ鋼に対してそれを留保しています。シングルポイントインサートは、業界の厳しい公差を満たす精密な部品を製造します。ハードターニングは CNC 研削の代替手段です。研削と比較して、ハードターニングは効率的、高速、そしてコスト効率に優れています。
向い
多くの場合、ワークピースは通常よりも長くなります。フェースターニングは、パーツの長さを短縮することを目的としています。フェーシングでは、ワークピースの端が回転軸に対して垂直に配置され、工具に対して移動します。このプロセスにより、パーツが滑らかになり、必要な長さが得られます。
溝入れ
溝入れ作業では、ワークピースに狭い切り込みを作成します。カットのサイズは切削工具の幅に関係します。工具の幅が広いほど、より大きな溝を形成できます。非常に大きな溝には複数のパスと長い時間が必要です。溝はワークピースの外側または表面に配置できることに注意してください。
別れ
突切り加工では、切削工具がワークピースの側面に半径方向に移動します。内径またはコアに達すると、原材料の一部が分割または切断されます。この操作は、必要な形状とサイズに機械加工した部品に対して行われます。
内径旋削加工 (具体的ではない)
退屈な
ボーリングでは、事前に穴を開けたワークピースをインサート上で回転させます。部品が回転すると、インサートが穴のエッジに切り込み、さまざまな形状が作成されます。ボーリング操作は、小さな穴の拡張、穴の真っ直ぐ化、およびマスクに役立ちます。 ダイカストの欠陥.
訓練
穴あけでは、ドリルビットを使用して、余分な材料をゆっくりと取り除き、ワークピースに穴を開けます。穴あけツールのサイズによって穴の直径が決まります。精度を確保するには、CNC 旋盤を適切に校正することが重要です。
ねじ切り
この操作では特殊な ねじ切りツール ワークの側面に沿って軸方向に移動する刃先交換式インサートを備えています。この工具は 60 度の尖った音を発し、外面のねじを切断します。ねじの長さはさまざまであり、ねじによっては複数回のパスが必要になる場合があります。
ナーリング
CNC 旋盤でのローレット加工により、金属加工物にパターン状の隆起が作成されます。これらの鋸歯状のパターンはグリップ力を高めるため機能的です。パーツの外観を改善するという美的目的にも役立ちます。
リーミング
リーマ加工では、専用のツールを使用して、事前に開けられた穴を拡大し、表面仕上げを改善します。ボーリングや穴あけと似ています。ただし、除去される材料の量は少なく、主に後処理技術として機能します。
CNC旋盤の種類
プロジェクトには 4 つの主要な CNC 旋盤タイプを使用できます。それらには以下が含まれます
横型ターニングセンター
水平主軸軸を採用した密閉型機械です。ワークピースが回転すると、切削工具がワークピースの形状を整えます。より長い円筒形の部品に適しています。この CNC ターニング センターは重力の恩恵を受けません。その結果、切削工具の周囲に切りくずが蓄積し、除去が困難になる場合があります。このタイプの機械は、精密工具やカスタマイズされた自動車部品の製造に用途があります。
立型ターニングセンター
ここでは、ワークピースは垂直スピンドル上にあります。切削工具は垂直方向にも動作し、部品を上方向または下方向に加工します。このタイプは、追加のフライス加工および穴あけ機能が組み込まれているため、複雑な部品に適しています。構造用途や実験目的のプロトタイプの作成に広く使用されています。このタイプの機械は垂直方向なので、切りくずの除去が容易で、工具の交換が迅速になります。
横型旋盤
ここでは、主軸が水平位置にあるため、ワークピースは地面と平行に配置されます。この機械は支持力が小さく、剛性が限られているため、小型から中型の部品に適しています。電気器具や医療機器を製造する際に、厳しい公差を実現します。
垂直旋盤
横型旋盤とは対照的に、ここでは主軸が垂直位置にあります。スペースが限られている店舗に最適なオプションです。この機械は優れた耐荷重能力を備えており、船舶や風力タービン部品などの重量部品に適しています。垂直セットアップにより、機械加工の実践に柔軟性が加わり、さまざまな空間要件や重量要件に適応できます。
CNC 旋盤のコンポーネント
最大の成果を達成するには、CNC 旋盤の各部品がどのように機能するかを理解することが重要です。 CNC 旋盤とは何かを以下に示します。
主軸台
主軸台は CNC 旋盤の動力源です。ワークを回転させるスピンドルを内蔵しています。主軸台は X 軸に沿って移動し、機械の左側にあります。加工可能な最大ワーク直径が決まります。
テールストック
心押し台は主軸台の反対側にあり、同じ軸で動きます。その主な機能は、長いワークピースをサポートし、ワークピースのそりを防ぐことです。
スピンドル
専門家はスピンドルを CNC 旋盤のバックボーンと呼んでいます。ワークを固定して回転させます。ほとんどの機械には単一のスピンドルが付いています。ただし、1 つの加工操作を完了するために複数の操作が必要な場合もあります。
チャック
チャックは、作業中にワークを保持するための機械の重要な部分です。チャックは主軸台に取り付けられており、主軸によって回転します。回転するとワークは同方向に外れます。
旋盤ベッド
これは、ワークピースを取り付ける機械のベースです。他のコンポーネントをサポートし、接続する基盤として機能します。通常、機械加工者がワーク保持治具を取り付けるために使用できる穴が付いています。これにより、ワークピースが所定の位置に留まり、間違いを防ぐことができます。
キャリッジ
キャリッジは旋削工具を取り付け、その動きを制御します。ツールタレットを上方に保持し、ワークピースに対してガイドします。台車の主な部品は、砲塔、クロススライド、サドルです。キャリッジはワークに対してベッドに沿って移動します。
ツールタレット
ツールタレットはツールホルダーです。複数のツールを正しい順序で同時に保持できます。これにより、切削工具間の素早い交換が可能になり、部品の加工に必要なステップ数が削減されます。
コントロールパネル
これは、すべての CNC 旋削加工の背後にある頭脳です。コントロール パネルは G コードを解釈し、指示に変換します。これにより工具の位置が決定され、オペレータは加工プロセスを開始する前にプログラムを調整できるようになります。
CNC旋削の利点
CNC 旋削プロセスには次のような多くの利点があります。
- CNC 旋削では、CAD と CAD ソフトウェアを使用することで人的ミスを排除し、正確な部品を製造します。
- ターニングセンターは多くの材料やさまざまなサイズの部品に対応できるため、製造に柔軟性をもたらします。
- CNC 旋盤は効率的かつ高速なので、品質を損なうことなく部品を予定どおりに市場に投入できます。
- さらに、CNC 旋削は生産バッチの一貫性を保証するため、正確な方法です。
- 旋削加工は完全に密閉されており、材料が飛び散ったりすることがないため、安全なプロセスです。
CNC旋削のデメリット
CNC 旋削には多くの利点があるにもかかわらず、いくつかの欠点があります。旋削部品製造プロセスの欠点は次のとおりです。
- CNC 旋盤のセットアップとメンテナンスのコストは高額です。
- CNC 旋盤加工にはサイズ制限があるため、非常に大きなワークピースに対応できない場合があります。
- 旋削加工は引き算方式のため、大量の廃棄物が発生します。
CNC旋削に最も適した材料は何ですか?
CNC 旋盤はさまざまな材料を加工して高品質の最終部品を製造できます。材質が異なると、回転速度、送り速度、工具の点で特別な考慮が必要になります。一般的な精密 CNC 旋削材料の内訳は次のとおりです。
金属
ほとんどの CNC 旋削部品は金属で作られています。金属は硬く、過酷な作業に耐えられるからです。機械工は真鍮、アルミニウム、チタン、鋼をよく使用します。
プラスチック
ナイロン、ABS、PTFE、アクリルなどのプラスチックは、CNC 旋削加工に応用できます。軽くて丈夫で、作業が簡単です。
木材
精密 CNC 旋盤により、ウォールナット、オーク、メープルなどの木材も加工できます。このプロセスにより、完璧な仕上がりの緻密で芸術的な木工品が生まれます。
ガラス
ガラスは他の材料ほど一般的ではないかもしれませんが、特定の CNC 旋削用途には使用可能です。適切なパラメータを使用すると、さまざまな厚さのさまざまな種類のガラスを加工できます。
ワックス
ワックスは、CNC 旋削プロセスを使用する場合のプロトタイピングに応用されます。コスト効率が高く、細かい部分までカットするのが簡単です。 ラピッドプロトタイプ.
CNC旋削の応用
CNC 旋削は、製造部門における重要なプロセスです。ほぼすべての円筒形および円錐形の部品がこのプロセスの結果得られます。このセクションでは、CNC 旋削加工に大きく依存しているいくつかの業界について簡単に説明します。
航空宇宙コンポーネント
CNC 旋削は航空宇宙産業に革命をもたらしました。これは、誤差がゼロで軽量の航空宇宙コンポーネントを製造できるため、非常に貴重な方法です。メーカーは、ねじ、ネジ、シャフト、コネクタ ピン、ナットを製造するときに旋削加工を使用します。
自動車部品
旋削加工は自動車産業において重要な役割を果たしています。再現性があり、生産速度が向上し、売上が増加します。 CNC 旋盤は、シリンダー ブロックやダッシュボード コンポーネントなどの自動車部品を製造する際に役立ちます。
電子産業
CNC 旋削は特殊な工具を必要としないため、電子産業における部品の短期間での製造に役立ちます。金属とプラスチックの両方と互換性があり、研究用電子部品を作成できます。
石油・ガス産業
精密 CNC 旋削加工は、石油・ガス産業における重機の部品の製造、修理、メンテナンスに役立ちます。ピン、ピストン、ロッド、シリンダーなどの部品を製造する場合、最も信頼性が高く正確な方法です。
CNC 旋削サービスに Zintilon を使用する理由
CNC 旋削がプロジェクトに最適かどうかを判断したら、次のステップは、アイデアの実現を支援してくれる信頼できるパートナーを探すことです。ラピッドプロトタイピングから量産まで、当社はお客様の製品開発のあらゆる段階をサポートします。
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まとめ
CNC 旋削加工は製造ビジネスにおいて極めて重要であり、幅広いコンポーネントに精度と多用途性をもたらします。この記事では、利用可能なさまざまな旋盤タイプ、CNC 旋削加工、およびその長所と短所について説明しました。お願いします 届く CNC加工に関するご質問がございましたら。
よくあるご質問
CNC旋削の重要なパラメータは何ですか?
一部のパラメータは結果と CNC 旋盤加工を決定します。これらには、切削速度、送り速度、切込み深さ、工具形状、クーラント流量、主軸速度が含まれます。
CNC旋削で使用される工具は何ですか?
CNC 旋削の一般的な工具には、旋削工具、ボーリングバー、突切りブレード、ねじ切り工具、リーマなどがあります。
CNC旋削のコストはどれくらいですか?
CNC 旋盤システムの購入とセットアップにかかるコストはさまざまです。機械、ソフトウェアツール、工具費、エネルギー消費、人件費から発生する費用をカバーします。
CNC 旋削とフライス加工をどのように比較しますか?
ただし、旋削とフライス加工は一般的な CNC 加工技術です。似ているにもかかわらず、多くの点で異なります。 CNC フライス加工では、回転して静止したワークピースを成形する切削工具です。これにより、凹凸のある表面や平坦な表面に最適です。
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