CNC フライス加工の原理の用途と材料の選択の説明

スマートフォンから航空宇宙機器まで 精密設計の製品がどのように製造されるか 疑問に思いましたか? その答えはしばしば一つの鍵となる技術であるCNCフレーズにあります.現代の製造業の礎石としてコンピュータ数値制御 (CNC) フレッシングは,速度,精度,多様性により,業界全体で不可欠な役割を果たしています.この記事 は,CNC 磨き 技術の 詳細 な 検討 を 提供 し て い ます基本原理から実用化や比較優位性まで

CNCフレーシングは,コンピュータ制御回転切削ツールを使用して,固体作業部件から材料を選択的に除去し,完成部品に変換する減量製造プロセスです.機械化以前には 製造技術として 磨き物が存在していました機械は機械の動きを機械の設計図に基づいて制御した.これは人間の誤りに易く労働を要するプロセスでした.

コンピュータ制御の導入により フレッシングは高速で 精密で 高精度な製造方法に 革命を起こしました 道具の速度,動き,位置を 正確に制御することでCNC システムによって 変化が劇的に減少します. CNC加工サービス (ターニング,彫刻,掘削も含む) のサブセットとしてCNCフレーシングは,完成部品を生産するために切断作業を通じて材料の制御された除去を表します.

機械 の 種類 や 動作 の 違い に かかわらず,すべての CNC フレッシング は 同じ 基本 的 な 作業 流程 に 従っ て い ます.電動 モーター は 固定 さ れ た 作業 品 から 材料 を 取り除く 回転 スピンドル を 動かす.プログラムされた指示によって制御されるツールと作業部件間の調整された動き完全な製造シーケンスには,通常,5つの段階が含まれます.

1. CAD モデル作成
2. CADからCAMへの変換
3. 機械の設定
4. フリース実行
5. 後処理

3Dモデリングから始めます コンピュータアイド・デザイン (CAD) ソフトウェアを用いて エンジニアはあらゆる次元仕様や 容量物質的な理由製造のための設計 (DFM) 原則は,特徴の幾何学,次元制限,および許容能力などの制約に対処し,生産効率のためのモデルを最適化します.完成したモデルを標準CADファイル形式で輸出する.

CNCマシンが CAD ファイルを直接解釈できないため,コンピュータアシスタント製造 (CAM) ソフトウェアは 3D モデルを機械で読み取れる G コードに変換します.このプログラミング言語は,すべての操作パラメータとツール経路を指定します確認後,技術者はGコードプログラムをCNCコントローラに転送します.

作業員 は 適切な 切削 ツール を 設置 し,作業 部位 を 機械 床 に 固定 し,基準 平面 と 座標 システム を 確立 し て 磨き 機械 を 構成 する.追加設定には,固定装置の設置が含まれます.操作要件に応じて,冷却液供給システム.

準備が完了すると,自動加工プロセスが始まります. CNCシステムは,プログラムされた指示を行ごとに実行します.機械の回転 (通常は数千回転/分) を多軸運動で精密に調整し,作業部位を徐々に形作る相対運動は,ツール移動,作業部品の調整,または最終的な幾何学が達成されるまで,両方の要素間の調整された行動によって起こります.

選択的な仕上げ操作は,美学的または機能的な処理を通じて磨き部品を向上させる.一般的な後処理技術には,以下が含まれます.

• 表面処理: 剥削,磨き,砂吹き,粉末塗装
• 保護用コーティング:電圧塗装,アノード化
• 熱処理: 消化,加熱

CNCフレーシングは,例外的な精度 (通常は3軸システムでは0.005"または0.13mm) を達成していますが,すべての製造プロセスには許容量仕様が必要である国際規格 (ISO 2768,ISO 286) は,減法製造のための許容量クラスを定義する.重要な要因には,以下が含まれます:

• 3/5軸のフレーズ: ±0.005" (0.13mm)
• 彫刻: ±0.005" (0.13mm)
• 糸加工:0.005インチ (0.13mm)

厳格な許容量は加工時間とコストを増加させるため,仕様は精度要求と経済的な実行可能性をバランスする必要があります.

設計者は製造可能な部品を作成する際に固有のフレーズ制限を考慮する必要があります.

• カーブされた内部チャネル (非線形ツール経路) を避ける
• 切断 (アクセスできない機能) を削除する
• 非常に薄い壁 (振動による骨折) を予防する
• 半径 (丸い切削ツール) で内角を設計する
• 機械特有のサイズ制限を遵守する (通常 ≤1.2m3)

現代のCNCミールには,コンフィギュレーションに関係なく,いくつかのコアコンポーネントが組み込まれています.

• スピンドル:切削道具を保持する回転軸
• ツールチェンジャー:自動切断器交換システム
• マシンベッド:すべての部品を支える硬い枠
• 作業台:工品の固定用精密表面
• 軸駆動装置:線形運動を制御するサーボモーター
• 制御システム:Gコードをコンピュータで解釈する

機械は主に移動能力によって異なります.

3軸:基本X/Y/Z線形運動 (最も一般的な)

4軸:単一の回転軸を追加 (複雑性が向上)

5軸:2つの回転軸 (最大幾何学的柔軟性)

異なる切削戦略によって,特定の幾何学的な特徴が生まれる.

顔の磨き:スピンドル軸に垂直の平面を生産する

周辺フライリング:ツールサイドカットを使用してスロット/ポケットを作成

角式フライリング:指定した角度でカムファー/ドブテイルを操作する機械

形状磨き:特殊 切断 機 が 複雑な 形状 を 生み出す

CNCフレッシングは,以下の主要な選択基準を含む様々な工学材料に対応します.

• メカニカルプロパティ (強度,硬さ)
• 環境耐性 (腐食,温度)
• 機能要求 (導電性,重量)
• 機械化特性
• 費用の考慮

一般的な選択:アルミ,鋼合金,チタン,銅,銅

頻繁に選択する:ABS,ナイロン,PEEK,アセタル,PTFE

CNCフレーシングは,製造業のあらゆる分野において重要な役割を果たしています.

• 航空宇宙:エンジン部品,構造部品
• 自動車:トランスミッション・ギア,懸垂要素
• 医療:外科用器具,整形器具
• エネルギー:トルビンブレード,掘削部品
• 電子機器:収納物 消熱器

• 特殊な寸法精度
• 幅広い材料の互換性
• 複雑な幾何学能力
• 急速なプロトタイプ製造能力
• 一貫した繰り返し性

• 高額な設備コスト
• 減量プロセスによる物質廃棄物
• ジオメトリ設計の制限
• 代替品よりも大量生産が遅い

精密金属部品ではCNCフレッシングが優れているが,他の技術は特定の用途により適している.

3Dプリンタ:複雑なプラスチックプロトタイプに最適

インジェクション 鋳造:大量のプラスチック部品に最適

キャスティング:大型金属部品に適しています

CNCターニング:回転対称性のある部品に最適

CNCフライディングは重要な製造技術であり, 精度,柔軟性,材料の多用性を組み合わせて 業界全体で重要な部品を生産しています費用や幾何学的な制約に関して一定の制限がある一方で精度と繰り返しの利点により,プロトタイプと生産環境の両方で継続的な関連性を確保します.製造者がより広範な生産エコシステム内でこの技術を効果的に活用できるようにします.