今日の製造業は、精度と自動化に大きく依存しています。これを可能にする最も強力なツールの一つが、複雑な CNC加工.
このプロセスには、コンピュータ制御の切削工具が使用され、 CNC Gコード 金属、プラスチック、セラミックを精密な部品に成形します。シンプルな形状でも、非常に精巧なデザインでも、 CNC精密加工 それをすべて行うことができます。
カスタムCNC加工により、厳しい公差を持つ複雑な部品の製造が可能になります。高性能で高精度な部品の製造にCNC加工を必要とする企業には、航空宇宙、医療、自動車業界などがあります。
この記事では、複雑な設計部品の複雑な精密機械加工がどのように設定されているかを説明し、この強力なテクノロジーの背後にある重要な原理について説明します。
始めましょう！
複雑な部品に CNC 加工を使用する理由
CNC加工プログラミング
複雑なCNC加工は、精密な小型部品の製造に最適です。これらの部品は、曲面、狭いスペース、複数の接合面で構成されることが多いため、最適なCNC加工機を選択することが重要です。
単純な作業から複雑な作業まで、様々な用途に対応する装置があります。シンプルな形状のため、機械は 3軸 動作するように。 複雑な部品のCNC加工 多くの場合、 5軸工作機械またはミルターンセンター機械の選択は、各部品のサイズ、形状、許容誤差、および材料の種類に基づいて行う必要があります。
設計に携わるエンジニアは、可能な限り部品をシンプルにしようとする傾向があります。構造がシンプルであればあるほど、生産性が向上し、コストが削減され、効率性も高まります。しかし、ワークピースに複雑な形状が必要な場合は、高度なCNC加工によって優れた結果が得られます。
3軸CNC加工：シンプルな部品の加工に最適
航空機部品のCNC加工
3軸加工はCNC加工の一般的な手法です。主な工程はXNUMXつあります。 CNCフライス加工とCNC旋削加工機械は、どの方法でも X、Y、Z 方向に沿って移動できますが、これらの切断中に部品がベースから離れることはありません。
3軸加工は信頼性が高く、最も安価です。 複雑な精密機械加工部品 のような機能 角度と穴。 設定は簡単で、実行も複雑ではありません。
同時に、3軸加工機では複雑な形状を加工できません。部品に材料を当てたり、正確な形状を作ったりするためには、材料の位置を調整する必要があります。これは、より高度なタイプの加工機の役割です。
5軸CNC加工：複雑な部品に最適
5軸CNC加工は、直線や平面でない部品を加工する場合に最適なオプションです。部品は通常の旋盤加工に加えて、さらにXNUMX軸旋盤加工されます。 X、Y、Zのもの。
この技術により、機械は一度の加工で部品のあらゆる領域にアクセスできるため、部品を停止して再調整する必要がなくなります。これにより、多くの細部を含む部品の製造時間を短縮し、精度を向上させることができます。
5軸加工では、切削工具またはテーブルをさらに2つの軸に沿って回転させることで、1回のセットアップで部品の複数の面にアクセスできます。その結果、粗い部分が少なくなり、嵌合部がよりタイトになります。これは、航空宇宙機器と医療機器の両方で不可欠です。この機能により、5軸加工は、 輪郭加工複雑な曲面形状や自由曲面では、高精度な多軸ツールパスが必要となる。
欠点は？機器が高価で、適切に操作するには専門家の力が必要です。しかし、難しいCNC加工作業に関しては、他に類を見ない精度を誇ります。
フライスターンマシン
製粉機
ミルターンマシンは、1台の機械でフライス加工と旋削加工が可能なように設計されています。部品は旋削加工のために回転し、その後フライス加工のために固定位置に移動します。
このようなハイブリッドツールは、複雑なCNC加工、特に部品を複数回加工する必要がある場合に最適です。一度のセットアップで作業を完了できるため、少ない操作で作業を完了し、速度を向上させ、厳密な公差を確保できます。
非常に高度なミルターンマシンですが、これにより企業は複雑な部品をより迅速かつ安価に完成させることができます。
関連： 3軸CNCマシンと5軸CNCマシン
今すぐプロリアンをお試しください!
複雑なCNC加工で考慮すべきこと
複雑なCNC加工では、すべてが重要です。時間と予算は綿密な計画によって決まります。機能、ツール、セットアップ方法、そして部品の精度をしっかりと検討しましょう。
寸法と部品サイズ
部品寸法描画ツール
大きな部品が必ずしも最も複雑というわけではありません。鋭い角や深い角がたくさんある小さな部品よりも、大きくて平らな部品を切る方が簡単な場合が多いです。
機械加工が複雑で、精巧で小型の部品を製造する際には、綿密に監視された工程が求められます。工程中のあらゆる段階で、あらゆる測定値が安定している必要があります。その結果、高速切削や熱による誤差が生じる可能性が低くなります。
切削工具の選択
工具の種類は、部品の大きさと深さによって決まります。大きな工具は一度に多くの材料を削り取りますが、狭いコーナーには収まりきらない場合があります。工具の長さは、速度、スピンドル角度、ヘッドに合わせて選択する必要があります。
作業が複雑な場合、短い工具は振動を軽減し、よりきれいな作業につながります。また、より滑らかな曲面と正確なエッジ形状を実現するのにも役立ちます。 フィレット加工 角を丸くして応力集中を軽減するため。
続きを読む：
フィレットと面取り
ベベルと面取り
合計処理時間
部品が複雑になればなるほど、必要な工程が増えます。工程が増えるごとに時間がかかり、工具交換、治具のセットアップ、部品の位置合わせや公差の確認などが必要になる場合があります。角度のついた穴やアンダーカットのある部品には、5軸加工や旋削加工が必要になることがあります。これらの機械はあらゆる方向から加工できるため、各サイクルに必要な時間を短縮できます。詳細はこちらをご覧ください。アンダーカット加工
公差と精度
より高い精度を確保することは常に困難であり、追加費用もかかります。様々な低速でも高い精度を維持できる、鋭利な工具と機械を用いるべきです。
公差は、複雑な部品の精密なはめあいに必要な精度を設定します。わずかな誤差でも、後々問題を引き起こす可能性があります。温度条件、加工する金属の種類、切削工具の状態も重要です。必要な公差が大きいほど、加工に時間がかかり、工具交換の回数も増えるため、公差を定義する際には部品の用途を考慮する必要があります。
複雑なCNC加工のための表面仕上げ
その 表面処理 仕上げとは、製品を魅力的で耐久性があり、より機能的にするための仕上げを施すことを意味します。複雑なCNC加工では、様々な仕上げが可能で、それぞれに価値が生まれます。部品に最適な仕上げは、その設計と使用方法によって異なります。
ビーズブラスト
ビードブラスト仕上げ部品
熟練した作業者は、ビーズブラストを手作業で行います。複雑な部品は、この仕上げによって滑らかなマット仕上げやサテン仕上げになります。この仕上げにより、機械加工による線や小さな工具痕が除去されます。また、小さな問題を隠蔽し、表面をより均一にします。ただし、削り取る材料はごくわずかであることを覚えておいてください。そのため、この方法を選択する前に、必ず公差を確認してください。
ミラー研磨
自動車のライトの鏡面研磨
明るく反射性の高いコーティングを施したい場合は、鏡面研磨をご利用ください。細かい粉末を使用することで、この技術は車を滑らかで光沢のある外観に仕上げます。複雑なCNC加工において、滑らかな仕上がりやスタイリッシュな仕上がりを求める場合は、この方法が最適です。また、表面を滑らかにし、洗浄を迅速化します。鏡面研磨の魅力的で価値ある特性は、多くの分野で活用されています。
電解研磨
電解研磨部品
電解研磨は、電流を用いて表面を研磨・洗浄する技術です。複雑な部品を電解液の入った槽に浸し、電流を流すことで表面層を剥離します。これにより耐食性が向上し、機械研磨では届きにくい内面が滑らかになります。他の研磨工具では届かない箇所にも効果的です。また、部品に細菌が付着しにくくなるため、医療分野で広く利用されています。
陽極酸化
陽極酸化処理製品
陽極酸化処理は、部品に保護層と鮮やかな色彩を与えます。電気化学処理により酸化物層が形成され、優れた耐摩耗性と耐腐食性を発揮します。この層は一般的に電気伝導性が低いのですが、このコーティングにより摩耗と腐食の両方を防止します。陽極酸化処理により、複雑なCNC加工におけるデザインの可能性が広がります。黒、赤、青など、様々な色からお選びいただけます。硬質陽極酸化処理は、耐久性と長寿命性に優れているため、広く選ばれています。
今すぐプロリアンをお試しください!
複雑な部品をCNCマシンで加工する方法
ベアリング、ファスナー、ギア加工
複雑な部品を製造するための最初のステップは、綿密な計画と適切なCNC工作機械の選定です。スムーズな製造プロセスを実現するために、ここで概説した手順に従ってください。
ステップ 1: パーツを設計する
最初のステップは、部品の明確な描写を設計することです。標準的なCNC設計手法を用いて、正確かつ完全な図面を作成してください。そうすることで、加工中に問題が発生するのを防ぐことができます。
ステップ2: CADファイルをエクスポートする
その後、デザインを適切な CADとCAM ファイル。3つの標準形式があります。 STEP、IGS、PARASOLID。 ファイルにはジオメトリ情報が含まれています。STLファイルはそのシンプルさから3Dプリントで広く使用されていますが、単位や詳細なデータは含まれていません。OBJファイルはテクスチャや色を含めることができますが、必ずしもSTLファイルと同じ精度でジオメトリを表現できるとは限りません。 STEPまたはIGSファイル.
ステップ3：図面をPDFで送信する
必須ではありませんが、エンジニアリング図面をPDFで共有すると便利です。部品の加工が必要な場合は、特に重要です。 ぴったりフィット、小さいサイズ、またはネジ穴PDF に重要な情報を記入しておくと、機械を操作する人が要件をより明確に把握できるようになります。
ステップ 4: 無料見積もりをリクエストする
すべてのファイルが準備できたら、複合加工会社に転送します。
検査のため、チームはお客様からご提供いただいたすべてのファイルを確認いたします。Bodaでは、複雑で複雑な部品のCNC加工など、様々な加工に対応しています。リードタイムとプロジェクトの価格を記載したお見積もりをお送りいたします。
結論
まとめると、一般的な CNC加工技術フライス加工、旋削加工、ルーティングなどの加工は、複雑な部品を精密に製造するための最良の方法です。模範的な CNC加工サービス 正確な描画が素晴らしい結果を得る鍵となります。
適切なCNCプロセスを採用すれば、部品がどんなに複雑であっても、優れた仕上がりを実現できます。すべては、お客様のニーズに合った適切なCNCマシンの選択にかかっています。
Boda Techでは、経験豊富なエンジニアがお客様の複雑なCNC加工プロジェクトに対応できるスキルと知識を備えています。サービスに関するご質問は、お気軽にお問い合わせください。 お問い合わせ!
よくある質問
Q1. CNCに最も適した剛性の材料は何ですか?
タングステンは機械加工が最も難しい材料の一つです。密度が高く脆いため、工具の扱いが難しく、加工速度が低下します。タングステンの機械加工には、特殊な工具、低速での加工、そして慎重な取り扱いが必要です。その他の硬質材料には、インコネル、硬化鋼、チタンなどがあります。
Q2. CNC加工コストはどのように計算しますか？
CNC加工コストを計算するには、加工時間、材料費、人件費、仕上げ費を合計します。まず、加工機の時給を算出し、それに部品の製作時間を掛けます。次に、材料費、作業時間、表面処理費などを加えます。合計値が部品1個あたりの概算コストとなります。
Q3. 5軸CNC加工にはXNUMX時間あたりいくらかかりますか？
5軸CNC加工の費用は通常、75時間あたり200ドルからXNUMXドルです。価格は機械の品質、部品の複雑さ、オペレーターのスキルによって異なります。高精度部品や航空宇宙部品の場合はさらに高額になる場合があります。より単純な作業であれば、料金は低額になることもあります。
Q4. XNUMXつの一般的な CNCマシンの種類は何ですか?
最も一般的な 5 つの CNC マシンは次のとおりです。
- 切断および成形用のCNCフライス盤
- 部品を回転させるためのCNC旋盤
- 木材やプラスチックなどの柔らかい材料用のCNCルーター
- 金属板用CNCプラズマカッター
- 硬質金属の精密加工用CNC EDMマシン
それぞれ異なる種類の部品や材料に使用されます。
Q5. 最も一般的な CNC プログラミング言語は何ですか?
Gコードは最も広く使用されているCNC言語です。機械に工具の移動、切削、交換方法を指示します。ほぼすべてのCNC機械はGコードを使用しており、ほとんどのCAD/CAMソフトウェアは部品設計からGコードを自動生成できます。