CNC旋削とは何ですか?

CNC加工は、その精度の高さと繰り返し使用できることから、近年製造業で急速に普及しています。 さまざまな種類のCNC技術 現在利用可能なCNC加工技術は数多くあるため、CNC加工の基本を理解することで、それらを区別するのに役立ちます。CNC旋削加工は、こうした新しいツールの1つです。

CNC旋削加工は、回転する剛性のワークピースから材料を削り取るために、旋盤や旋盤で非回転の切削工具を使用する加工方法です。 回転動作の種類CNC 旋削では、さまざまなサイズや形状の部品を作成できます。

コンセプトはシンプルに見えますが、高品質なCNC旋削加工は複雑です。この製造プロセスとは何か、そして最良の結果を得るにはどうすればよいのかを知りたいとお考えですか？このガイドでは、CNC旋削加工について知っておくべきことをすべてご紹介します。

CNC 旋削とは何ですか?

CNC旋削は、旋盤と同様に、ワークピースから材料を除去するための非常に正確かつ高速な方法です。回転するワークピースに切削工具を押し付け、材料を削り取り、所望の形状に加工します。

回転中心（旋盤とも呼ばれます）は静止したまま、原材料は高速回転します。デュアルCNC旋盤は、ワークピースを2つの軸に沿って動かし、シングルポイントの切削工具で材料を成形します。コンピュータプログラムが旋盤またはターニングセンターの動作をサポートし、非常に精密な部品の製造を可能にします。CNC旋盤加工に適した材料の選び方について詳しくは、当社のウェブサイトをご覧ください。 CNC旋削材料選定ガイド.

多くの人が混同している CNC旋削とフライス加工ですが、これらは異なるプロセスです。CNCフライス加工やその他のほとんどの切削加工では、ワークピースは通常、ベッドに固定され、工具を動かして切削します。一方、CNC旋削加工では、その逆で、ワークピースは回転しますが、刃先は固定されたままです。

どのような形状の部品に CNC 旋削が必要ですか?

CNC 旋削では、使用する旋削プロセスの種類に応じて、さまざまな形状を生成できます。 旋盤とターニングセンター 多くの機能があります。例えば、直線旋削、テーパー旋削、外径溝旋削、ねじ旋削、ローレット旋削、ボーリング、穴あけなどです。

旋盤はほとんどの場合、単純な旋削加工しかできません。例えば、直線旋削、外径溝入れ加工などです。 スレッド、 そして 掘削作業ターニングセンターにはタレットがあるため、旋盤で可能なすべての作業を実行できます。さらに、回転軸の穴あけ加工など、より複雑な作業も旋盤加工で行うことができます。

CNC旋削加工は、軸対称形状の様々な形状を加工できます。例えば、円錐、円筒、円盤、あるいはこれらの形状を組み合わせた形状などです。一部のターニングセンターでは、多角形旋削加工も可能です。これは、特殊な回転工具を用いて、回転軸に沿って六角形などの形状を加工できることを意味します。

CNC 旋削と CNC フライス加工の違いは何ですか?

プロジェクトに最適なCNC加工プロセスを選択するには、CNC旋削とCNCフライス加工の違いを理解することが重要です。どちらの方法にも独自の長所と機能があり、加工部品の最終結果に大きな影響を与える可能性があります。

CNC旋削とCNCフライス加工の主な違いと、目安となるポイントをご紹介します。適切な加工方法を選ぶ際にお役立てください。

ワークピースの動き：根本的な違い

CNC旋削とCNCフライス加工の主な違いは、ワークピースの動き方です。CNC旋削では、ワークピースが回転している間、切削工具は静止しています。この方法により、軸方向に位置合わせされた部品を高精度かつ滑らかな表面で加工することができます。

CNCフライス加工では、切削工具が多方向に移動する間、ワークピースは静止したままです。この方法により、複雑な形状や微細な特徴を持つ部品を加工できます。しかし、これはもはや実現不可能なプロセスになりつつあります。

部品形状にはさまざまなオプションがあります

CNC旋削とCNCフライス加工は、特に部品の形状において柔軟性が大きく異なります。CNCフライス加工は、CNC旋削よりも多くの形状を加工できます。一方、CNC旋削は、円筒、円錐、円盤など、軸対称の部品の加工に最適です。

CNCフライス加工は、複雑なパターンを持つ部品を製造するのに最適な方法です。複雑な形状、溝、スロット、そして3次元的な特徴を持つ部品を製造できるからです。

完璧な表面仕上げを実現する方法

CNC旋削とCNCフライス加工はどちらも完璧な表面仕上げを実現できますが、必ずしも同じではありません。さらに、CNC旋削では、ワークピースは常に加工されているため、通常、ワークピースの表面はより滑らかで磨かれた状態になります。

表面品質の評価に役立つよう、 表面仕上げチャート さまざまな仕上げを簡単に確認して選択し、完成した製品が要件を満たしていることを確認できるようにします。

一方、CNCフライス加工では、切削工具とフライス加工技術によって加工対象物にカッターマークが残る場合があります。ただし、適切な工具と設定を使用すれば、CNC切削でも良好な表面仕上げが得られます。

ツールと設定：考慮すべきコストと時間の要素

多くの場合、CNC旋削は工具とセットアップの面で優れています。必要な工具が少ないため、セットアップにかかる時間は通常短く、簡単です。一方、CNCフライス加工では、複雑な形状を作成するために複数の工具が必要になる場合があります。そのため、セットアップに時間がかかり、コストも高くなります。

これは、部品を製造するための最良かつ最も費用対効果の高い方法を探すときに考慮すべき重要な問題です。

CNC旋削の利点

CNC 旋削には、次のような多くの利点があります。

正確さ

CNC旋盤はCADまたはCAMファイルを使用することで、人為的ミスを回避するための正確な測定を可能にします。試作品の製造から生産サイクル全体まで、専門家は最先端の機械を用いて非常に高い精度を実現できます。機械が精密に設計されているため、すべての切断は正確です。つまり、最後に切断した部品は最初の部品と同じ仕上がりになります。

柔軟性

ターニングセンターは様々なサイズがあり、様々な作業に使用できます。この機械では、ワークが既にセットアップされているため、調整が非常に簡単です。オペレーターは、部品の加工を完了したり、他の部品をまとめて製造したりするために、CAMソフトウェアでプログラミングに必要な修正を加えるだけで済みます。そのため、多数の異なる部品が必要な場合でも、同じ機械で対応できます。 精密CNC加工サービス会社.

安全性

すべての人の安全を確保するため、製品を製造する企業は厳格な安全規則と法律を遵守しています。自動旋盤は、オペレーターが機械を監視するだけで済むため、作業負荷を軽減します。同様に、旋盤本体には完全または半密閉型の安全機能が備わっており、加工対象物からの粒子の飛散を防ぎ、作業員の怪我を防ぎます。

より速いスピード

CNC旋盤やターニングセンターでは、プログラムに従って作業を行うため、エラーの発生率が低くなります。このタイプの機械は、最終製品のレベルを落とすことなく、生産速度を向上させることができます。そして、他の選択肢に比べて、必要な部品をより早く入手することができます。

CNC 旋削はどのように機能しますか?

CNC旋盤の仕組みを理解するのは難しいかもしれません。しかし、ここではプロセスを簡素化し、計画から製造までの全プロセスを段階的に説明します。

ここでは CNC旋削の主な手順:

ステップ1：CADファイルをCNCプログラムに変換する

最初のステップは、CADファイルをCNCマシン言語に変換することです。複雑なコードは必要ありません。アイデアの2D図面が既にいくつかあるはずです。次に、AutoCADやSolidWorksなどのソフトウェアを使用して、これらの図面を電子的に文書化する必要があります。

電子図面をCADファイル形式からCAMファイル形式に変換することも可能です。また、前述のソフトウェアツールを使用して、CAM形式の図面を送信することも可能です。製造エンジニアはこれらのツールを使用して、部品が製造可能かどうかを確認できます。

ステップ2：CNCマシンの準備

次のステップは機械のセットアップです。作業の大部分は機械の自動化によって行われますが、それでもオペレーターは必要です。CNC旋盤を準備するには、以下の手順を実行する必要があります。

• 電源がオフになっていることを確認してくださいCNC工作機械の使用は非常に危険です。そのため、細心の注意を払い、操作前に電源スイッチを確認してください。
• ワークピースをブロックに固定するチャックのおかげで、機械が回転している間、部品は所定の位置に留まります。部品が正しく装着されていない場合、危険なだけでなく、部品のサイズが合わない可能性があります。
• ツールタレットをロードする旋削加工では様々な工具が使用されるため、希望する仕上げに適した工具を選ぶ必要があります。タレットを使用すると、作業中にできるだけ多くの工具を同時に保持できます。
• 適切なキャリブレーションを確実に行う作業を正しく行うには、ツールとワークピースを正しくセットアップする必要があります。
• CNCプログラムをアップロードする作業を開始する前に最後に行う必要があるのは、CNC コードをマシンに入力することです。

この時点で、2つの点に留意する必要があります。1つ目は旋削速度、つまりワークが回転する速度です。2つ目は送り速度、つまり切削工具が回転するワークピースに沿って移動する速度です。

これらの数値は、製造の専門家によって決定されなければなりません。誤った推測は最終結果に影響を与える可能性があります。さらに、特定の材料の見積もりが間違っていると、表面が不均一になったり、修復不可能な損傷が生じたりする可能性があります。

とはいえ、形状を「荒削り」する場合は、低い旋削速度と高い送り速度を維持できます。一方、非常に厳しい公差で滑らかな仕上げが求められる部品の場合は、高い旋削速度と低い送り速度が最適です。

ステップ3：CNC旋盤で部品を作る

最後のステップは、必要な部品を作ることです。目的に応じて、様々な旋削加工方法を選択できます。旋削回数は部品の複雑さによっても異なります。サイクルタイム計算機を使えば、部品の加工にかかった合計時間を知ることができ、これはコスト計算に重要です。

ほとんどの場合、バリエーションのサイクルタイムには次のものが含まれます。

• 読み込み時間これはセットアップの一部ですが、サイクルによっては部品をマシンに配置する別の方法が必要になる場合があります。
• カット時間これはワークを切削するのにかかる時間です。切削時間は送り速度と切込み深さによって影響を受けます。
• アイドル時間切削を伴わない作業はすべて空作業と呼ばれます。例えば、工具の移動方法の変更、旋盤のセットアップ方法の変更などです。

製造方法によって得られる効果は、使用される原材料によって異なります。金属部品は表面が滑らかで、プラスチック部品とは異なる働きをします。

CNC旋削加工の種類

CNC旋削には様々な種類の旋盤工具が用いられます。そのため、単一のワークピースに対して多様な加工を施すことができます。これらの加工には、内径加工と外径加工の2種類があります。外径加工ではワークピースの外径を変更できます。一方、内径加工ではワークピースの内幅を変更できます。

それぞれの作業は、切削工具と材料を除去する経路が異なるため、それぞれが独自の特徴を持っています。それぞれの作業の仕組みを見てみましょう。

旋削加工特有の操作（外部）

 旋回

この工程では、単刃旋削工具がワークピースの側面に沿って移動し、材料を削り取って様々な形状を加工します。テーパー、面取り、段差、輪郭などの形状を加工できます。これらの形状は通常、小さな径方向切込み深さで加工され、最終的な幅に達するまで複数回加工されます。

テーパ旋削では、円筒形のワークの幅を徐々に狭めたり広げたりすることで、テーパに似た表面を加工できます。

ハードターン

ロックウェルC硬度が45を超える材料は、この方法で旋削加工できます。この加工を開始する前に、ワークピースを熱処理することが重要です。ハードターニングの目的は、研削の必要性を減らす、あるいはなくすことです。ブランクの除去に使用する場合、粗研削と同等の効果があります。ただし、サイズと形状が重要な作業では、ハードターニングはそれほど効果的ではない場合があります。

直面する

この工程では、単刃旋削工具をワークピースの端面に沿って外側へ移動させます。これにより、材料の小さな層が削り取られ、平坦で滑らかな表面が残ります。表面の深さは通常非常に浅く、1回のパスで仕上げることができます。

溝入れ

この工程では、単刃旋削工具もワークの側面に向かって放射状に移動します。これにより、切削工具と同じ幅の溝が形成されます。また、複数の切削を行うことで、工具よりも幅の広い溝を作成することもできます。さらに、メーカーによっては、独自の工具を使用して異なる形状の溝を作成する場合もあります。

分離

切削工具は、溝のようにワークの側面を放射状に切削します。単刃工具は、ワークの中心または内縁まで切削します。つまり、原材料を切削することになります。

非特定操作（内部）

ボーリングツール

ボーリング工具は加工対象物の内側に入り込み、内面に沿って切削することで、段差、曲線、テーパー、面取りなどの形状を作ります。ボーリングヘッドは調整可能で、工具を必要な切削幅に設定できます。

ワークピースに穴を開けた後、ボーリング作業を行うと、より正確な寸法を得ることができます。

掘削

通常のドリルビットを用いて、ワークピースの内側から材料を削り取る穴あけ加工。ターニングセンターのタレットまたはテールストックは、これらのドリルを所定の位置に保持します。

スレッド

この作業では、先端が60度の角度を持つシングルポイントねじ切り工具を使用します。この工具はワークの側面に沿って軸方向に移動し、ワークの外側にねじを切ります。機械工は特定の長さにねじを切断できますが、ねじによっては複数回の切断が必要になる場合があります。

ローレット加工

この工程では、特殊なローレット工具を用いて、ワークの表面に鋸歯状の模様を刻みます。この模様は、外観を向上したり、ハンドルとして使用したりできます。

リーマ加工

サイジング作業では、パンチ穴から少量の金属を取り除きます。これにより、内側に同じサイズの穴を開けるのに役立ちます。例えば、5.98mmのドリルビットで6mmの穴を開ける場合、正確なサイズを読み取るのが容易になります。

CNC旋盤の種類

プロジェクトに使用できるCNC旋盤には、主に以下の4種類があります。

水平旋盤センター

この機械群は、穴あけ加工とフライス加工用に密閉されています。ターニングセンターでは、切削工具が回転するワークピースの上に配置され、主軸は水平に配置されています。機械加工と同様に、切削工具が材料を切削し、切削片は床に落ちます。切削片はベッドに沈み込むため、簡単に除去できます。

垂直旋盤センター

横型ターニングセンターとCNCフライス盤は、いずれも立型ターニングセンターの一部です。設計上、回転チャックは床面に平らに設置されます。これにより、大型のワークピースを低回転数（RPM）で加工できます。この場合、ツールランチャーは側面からアクセスします。また、上下逆さまの立型ターニングセンターもあり、その場合はスピンドルとチャックが正しい位置にありません。

水平旋盤

横型旋盤は、通常の旋盤とあらゆる点で同じです。唯一の違いは、コンピュータプログラムによって制御されることです。また、主な機能は旋削と穴あけです。

垂直旋盤

立旋盤はワークを下から保持してから回転させますが、横旋盤はワークを上から保持します。これは、スペースがあまりない機械工場に適しています。また、大型部品の加工には立旋盤が最適です。

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CNC旋盤とは何か、そしてその利点についてご理解いただけたかと思います。しかし、これらの利点を享受するには、専門業者に依頼する必要があります。 CNC旋削の信頼できる製造パートナーこの場合、Yonglihao Machineryはすべての CNC旋削のニーズ.

当社は、お客様のカスタム加工体験を向上させるために、最先端の旋削工具と最新技術を備えています。また、厳格な品質管理と品質保証、そして専門家の知識とスキルにより、お客様のニーズを満たす高品質な部品をお届けすることをお約束します。

まとめると

CNC旋削は、様々な部品を正確に製造できるため、製造業において重要な役割を担っています。その適応性と製造能力により、大規模に製造しても同一の結果が得られます。

この記事では、CNC旋削の様々な側面、特にその独自の利点について解説しています。お客様の作業に最適な選択をするために、この記事がお役に立てば幸いです。この製造プロセスについて、より専門的なサポートが必要な場合は、今すぐYonglihao Machineryまでお電話ください。