これらの高精度な円筒形部品がどのように作られるのか、疑問に思ったことはありませんか？答えはCNC旋削です。この工程では、コンピュータ制御を用いて医療機器や自動車のシャフトなどの円筒形部品を製造します。このブログ記事では、旋削の工程、作業の種類、使用する機械、そしてCNC旋削が使用される場所について学びます。
CNCターニングとは何ですか？
CNC旋削は、コンピュータ制御を用いて部品を成形します。この工程では、ワークピースを高速回転させ、切削工具で材料を削り取ります。メーカーはCNC旋削を用いて、円錐形や円筒形の部品を高精度に製造します。
参照してください: CNC精密加工とは
CNC ターニング プロセス
CNC旋削加工には多くのステップが含まれます。それでは、これらのステップを一つずつ見ていきましょう。
1. CAD/CAMプログラミング
旋盤加工は設計から始まります CAD ソフトウェアです。CAMソフトウェアはその設計図に基づいて、機械の正確なツールパスを生成します。これらのデジタル指示がすべての切削を制御します。
At RICHCONN 当社ではこれらのパスを調整して、各顧客の部品の速度と精度を向上させています。
2. マシンのセットアップ
次のステップでは、オペレーターが機械のセットアップを行います。工具を取り付け、ワークをチャックで固定し、機械のパラメータを設定します。これらのセットアップはすべて、精度にとって非常に重要です。
3.実行
セットアップが完了すると、CNC旋盤はワークピースを最大4,000 RPMで回転させます。切削工具はプログラムされたパスに沿って進み、段階的に、つまり層ごとに材料を除去します。
4. 監視と仕上げ
オペレーターは工程全体を通して品質を監視します。その後、最終検査と調整を行い、すべての部品がそれぞれの仕様を満たしていることを確認します。
基本的なCNC旋削操作
CNC旋削では、円筒形の部品を加工するためにいくつかの特殊な手法が用いられます。それぞれの手法には独自の目的があり、特定の工具と切削設定が必要です。
直線（荒/仕上げ）旋削
直線旋削では、工具はワークの長さに沿って材料を削り取ります。これにより、粗面または滑らかな円筒面が得られます。ロッドやシャフトの製造に適しています。
テーパー旋削
テーパー旋削 ワークピースの長さに沿って段階的に直径を縮小し、円錐状に成形します。配管継手やシャフトの製造に使用されます。
向い
面削りはワークピースの端面を横切るように行います。その結果、軸に対して正確に垂直な平面が形成されます。これにより、部品の長さが正確になります。
溝入れ/突切り
溝入れ チャンネルを作成したり 溝 表面にはOリングを取り付けるための穴があいている場合もあれば、装飾用としてのみ使用される場合もあります。一方、パーティングは、原材料から完成品を切り離す作業です。
ねじ切り
ねじ切りは、ナット、ボルト、その他のねじ部品に正確なねじ山を作ります。専用の工具を使えば、内ねじと外ねじを作ることができます。
参照してください: ねじ加工の完全ガイド
ローレット加工（グリップパターン）
ナーリング グリップ力を向上させるために表面に模様を刻みます。ノブやハンドルによく用いられます。模様はダイヤモンド型、直線型、またはクロスハッチ型などがあります。
退屈な
退屈な 既存の穴を拡大し、表面仕上げと真円度を向上させます。この作業は、ベアリングハウジングやブッシングなど、内部寸法が重要な部品にとって非常に重要です。
CNC旋削で使用される機械
横型CNC旋盤
CNC旋削加工のほとんどは水平旋盤で行われます。これらの機械は、穴あけ、旋削、ねじ切り加工が可能です。中型部品の加工に最適です。
立型ターニングセンター
垂直旋盤は、重くて大きな部品を垂直に保持することで支えます。この垂直姿勢は、重力を利用して安定性を確保します。しかし、この配置では切削片の除去が難しくなる場合があります。
CNC旋盤センター（ミルターンハイブリッド）
ミルターンハイブリッドマシンは、フライス加工と旋削加工を1つのセットアップに統合し、ワークピースを移動させることなく複数の加工を実行します。この設計により、生産速度が向上し、複雑な部品の精度が向上します。
自動/多軸旋盤
5～8軸の旋盤は、一度に複数の部品を加工できます。大量生産に最適です。これらの旋盤は、サイクルタイムが短く、正確な結果が得られます。
CNC旋削で使用されるツール
CNC旋削加工において、良好な結果を得るには適切な工具の選択が鍵となります。それぞれの工具には、加工工程においてそれぞれの利点があります。
シングルポイント旋削工具
シングルポイントツールには、レリーフ、レーキ、ノーズRなど、様々な形状があります。これらの形状は、正確な切断と滑らかな仕上げを実現します。
チップ（インサート）ツール
CBN、超硬合金、PCDインサートは長寿命のため広く使用されています。これらのインサートは交換が容易で、鋭い切れ刃を維持できます。
ツールホルダー
ツールホルダーは機械のタレットに取り付けられ、各工具を安定した状態に保ち、旋削加工に適した位置に保持します。
CNC旋盤の送り速度と回転数
CNC旋削加工では、適切な速度と送り速度の選択が重要です。これらの設定は、工具寿命、表面仕上げ、そして生産効率に影響を与えます。
1.切削速度
切断速度（Vc）は次の式で計算できます。 Vc = π·D·RPM/1000切削速度は工具の摩耗と発熱に影響します。硬い材料を加工する際は、切削速度を低くすることで工具を保護します。
2. 送り速度
送り速度はmm/rev単位で測定できます。荒加工の場合は、送り速度を0.1～0.3 mm/revに設定します。仕上げ加工の場合は、送り速度を0.01～0.05 mm/revに下げます。プラスチック加工の場合は、切りくずの堆積や溶解を防ぐため、送り速度を調整してください。
3. CNC旋削における金属・プラスチックの推奨速度と送り速度
| 材料 | 切削速度(Vc) | スピンドル速度(RPM)¹ | 送り速度(mm/回転)² | |
| 金属 | 軟鋼（例：AISI 1040） | 120～200 m/分 | 約2,300～3,800（Ø100mm） | 粗い： 0.15 – 0.30 フィニッシュ： 0.05 – 0.10 |
| 合金鋼（例：AISI 4140） | 100～180 m/分 | 約1,900～3,400（Ø100mm） | 粗い： 0.12 – 0.25 フィニッシュ： 0.04 – 0.08 | |
| ステンレス鋼 (304/316) | 70～120 m/分 | 約1,300～2,200（Ø100mm） | 粗い： 0.10 – 0.20 フィニッシュ： 0.03 – 0.06 | |
| アルミニウム (6061-T6) | 300～500 m/分 | 約5,000～8,400（Ø100mm） | 粗い： 0.20 – 0.40 フィニッシュ： 0.08 – 0.15 | |
| 真鍮（例：C36000） | 250～400 m/分 | 約4,200～6,700（Ø100mm） | 0.15～0.30を一貫して | |
| チタン（Ti-6Al-4V） | 40～80 m/分 | 約670～1,300（Ø100mm） | 粗い： 0.08 – 0.15 フィニッシュ： 0.02 – 0.05 | |
| プラスチック | アセタール / PC / PMMA / ナイロン | 300～500 m/分 | 約9,500～16,000 RPM（Ø100 mm） | 粗い： 0.10 – 0.25 フィニッシュ： 0.05 – 0.15 |
| 超高分子量ポリエチレン | 280～450 m/分 | 約8,500～14,000 RPM（Ø100 mm） | 0.12～0.30を一貫して | |
| PTFE（テフロン） | 150～300 m/分 | 約4,800～9,500 RPM（Ø100 mm） | 0.10～0.25を一貫して | |
| asfasdf | 250～500 m/分 | 約8,000～16,000 RPM（Ø100 mm） | 0.05～0.20を一貫して | |
- 計算には、直径 1000 mm (約 100 インチ) の部品に基づいて、RPM = (Vc × 4) / (π × D) を使用します。
- これらの送り速度は、切削片負荷と表面仕上げのバランスを調整します。すべての値は初期値として扱ってください。実際の設定は、機械の剛性、工具、クーラントによって異なります。
注意： 特定のニーズに合わせてこれらの値を変更する必要がある場合があります。
At RICHCONN 当社のエンジニアはお客様と緊密に連携し、切断パラメータの最適化と適切な材料選定を行います。これにより、すべての部品がお客様のプロジェクトの仕上がりと耐久性の要件を満たすことが保証されます。チタン、アルミニウム、エンジニアリングプラスチックなど、どのような素材でも、一貫した結果を提供する専門知識を備えています。
4. CNC旋削加工の考慮事項
送りと速度のバランス
切削速度が速すぎると、工具は発熱し、摩耗やクレーター形成により摩耗が早まります。同様に、送り速度が速すぎると、工具に過度の機械的ストレスがかかり、側面摩耗や刃先の欠けを引き起こす可能性があります。
工具の寿命を長く保ち、部品の品質を高く保つには、速度と送りの適切な組み合わせを見つけて、熱と負荷のバランスをとる必要があります。
振動と振動を最小限に抑える
送り速度や回転速度が高いフレキシブルなセットアップは、振動やびびりの原因となる可能性があります。これらの問題は表面仕上げを損ない、工具の破損につながる可能性があります。これを防ぐには、剛性の高い工具ホルダーを使用し、共振を避ける適切な主軸回転数を設定することが重要です。また、重要な加工には防振工具をご使用ください。
RICHCONNのエンジニアは振動をリアルタイムで監視してチャタリングを制御します – 特に薄肉部品や高精度部品を扱う場合に有効です。
工具の材質とコーティング
超硬およびコーティングされたインサートは、HSS工具に比べて高い速度と送りに対応できます。選択する工具の種類によって、使用できる切削パラメータが決まります。過熱や早期摩耗を防ぐため、各工具材質および材種ごとにメーカーが推奨する送り速度と速度設定を必ず守ってください。
実世界での調整とテスト
まずは、計算機や参考表から送り速度と回転数を計算します。その後、機械の剛性、実際の切削条件、そして加工中の状況に基づいて値を調整します。工具温度、切削片の形成状態、異音、そして表面仕上げに注意してください。焼き付き、過負荷、チャタリングが見られる場合は、パラメータを変更してください。
CNC旋削の長所と短所
CNC旋削は高精度と高生産性を両立します。プロジェクトにCNC旋削を選択する前に、メリットとデメリットの両方を検討してください。
CNC旋削の利点
並外れた精度
これらの機械は±0.0001インチという厳しい公差を実現し、部品は常に厳格な品質基準を満たしています。
高い生産性
自動化システムにより生産が迅速に進みます。機械は24時間7日稼働できるため、バッチサイズに関わらずリードタイムを短縮できます。
一貫した品質
CNC旋盤は一度プログラムすれば、バッチごとに同一の部品を生産します。これにより、欠陥や人為的ミスの可能性が低減されます。
柔軟性
CNC旋削は、プラスチック、金属など、幅広い材料に対応できます。そのため、様々な業界で多目的に活用できます。
安全性の向上
プロセスは自動化され、密閉されているため、オペレーターは可動部品や破片から保護されます。
CNC旋削の限界
円筒形のみ
円形かつ対称的なパーツにのみ適用されます。回転しない複雑な形状の場合は、フライス加工などの加工方法が必要となります。
材料廃棄物
CNC旋盤加工では、棒材から材料を削り取ります。その結果、大量の廃棄物が発生します。
高いセットアップおよびメンテナンスコスト
機械の購入、プログラミング、そして設備の維持には初期費用がかかります。少量生産には経済的ではありません。
CNC旋削の用途
自動車
自動車産業はCNC旋盤加工に大きく依存しています。この工程により、ブッシング、シャフト、ハブ、クランクシャフトが厳しい公差で製造され、車両のエンジンがスムーズに作動するようになります。
航空宇宙・防衛
CNC旋削部品は航空機にとって極めて重要です。ファスナー、ランディングギア、マニホールド、油圧システム部品など、あらゆる部品にこの技術が求められます。これらの部品に必要な高度な材料や複雑な形状に対応できるのは、CNC旋削加工だけです。
医療機器
CNC旋盤は、医療用ツール、インプラント、骨ネジに必要な精度と表面仕上げを実現します。スイス型CNC旋盤は、±0.001 mmという高精度な公差を実現できます。小型で重要な医療部品の加工に最適です。
石油とガス
石油掘削装置やパイプラインでは、CNC旋盤加工で作られた継手、バルブ、ダウンホールツールが使用されています。これらの部品は腐食や高圧に耐えなければなりません。CNC旋盤加工は、過酷な条件下での安全な使用に必要な正確な寸法と強度を実現します。
電子機器/消費財
CNC旋盤製造 コネクタピン スマートフォンやその他のガジェットのハウジングを高精度に製造しています。これにより、すべての部品が意図したとおりにフィットし、機能します。
CNC旋削とCNCフライス加工の簡単な比較
CNCフライス加工とCNC旋削加工はどちらも精密加工が可能ですが、加工方法や用途が異なります。以下の表は、お客様のユースケースに最適な加工方法を選択するためのクイックガイドです。
| 機能 | CNC旋盤 | CNCフライス |
|---|---|---|
| ワークの動き | ワークピースを回転させる | 切削工具を回転させる |
| 生み出される形状 | シリンダー、スレッド、コーン | フラット、ポケット、スロット、自由形状 |
| スピードと効率 | 丸い部品を高速に処理 | 複雑で非回転的な形状に適しています |
| ツーリング | シングルポイント/インサートツール | エンドミル、ドリル、フォームツール |
| 製品制限 | 一般的に円筒形のみ | 複雑なツールパスと固定具が必要 |
参照してください: CNCフライス加工と旋削加工の主な違いは何ですか？
最高のCNC旋盤部品を入手する Richconn
Richconn ±0.001mmという高精度な公差でCNC旋盤加工をご提供いたします。最新の多軸旋盤は、プラスチック、金属、複雑な形状の部品にも対応可能です。ISO 9001認証を取得しているため、すべてのご注文は迅速な納品と厳格な品質保証でお届けします。
総括する
CNC旋削加工は、円筒形部品の再現性、精度、効率性を実現します。高速操作とCAD/CAM統合により、企業は人的ミスを削減し、製品の早期リリースを実現し、職場の安全性を向上させることができます。セットアップコストが高く、加工対象が放射状に限られるという欠点はありますが、信頼性と高品質の部品を必要とする業界にとって、CNC旋削加工は依然として必須の技術です。
あなたが信頼することができます Richconn 一貫して最高品質の CNC 旋削部品を製造します。 お問い合わせ 今日の引用です。
関連する質問
CNC 旋削ではどのような部品の形状が使用できますか?
CNC旋削は、円錐形、円筒形、ねじ山付き、溝付き部品など、回転対称性のある部品に最適です。また、同期多角形旋削を使用することで、多角形形状の加工も可能です。
CNC 旋削でチャタリングが発生するのはなぜですか? また、それを止めるにはどうすればよいですか?
チャタリングは、工具とワークピース間の振動によって発生します。これを回避するには、適切な送り速度と回転速度を選択し、剛性の高いセットアップを使用し、減衰工具を選択し、共振を引き起こす可能性のあるスピンドル速度を避けてください。
CNC 旋削公差はどの程度正確ですか?
一般的なCNC旋削の公差は±0.127mm（0.005インチ）です。しかし、高精度機械では公差は±0.001mm（0.00005インチ）まで小さくなります。
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