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精度の設計者: ブリッジ型 CNC フライス盤

May 18, 2023

ブリッジ型CNCフライス盤 は現代の製造業の根幹を成しており、最高レベルの精度と再現性を備えた複雑な製品を生産しています。製造プロセスで重要なのは、正確さ、正確さ、スピードだけです。製品が複雑になり、公差が厳しくなるにつれて、正確で信頼性の高い効率的な加工の必要性が高まっています。

 

CNC マシンは機械部品の生産に革命をもたらし、企業が高品質の製品を効率的かつコスト効率よく供給できるようにしました。高度な制御システム、強力なスピンドル、堅牢な構造を備えたブリッジ型 CNC フライス盤は、業界の主力製品であり、最高のパフォーマンスと信頼性を提供します。

 

これらの機械は、製造における新たなレベルの効率と品質を実現する鍵となります。しかし、CNC フライス盤はなぜ特別なのでしょうか?それらはどのように機能するのでしょうか?他のフライス盤と何が違うのでしょうか?

 

ブリッジ型 CNC フライス盤を詳しく見て、その機能、利点、未来を形作る上での役割を探っていきます。

 

ブリッジ型CNCフライス盤とは?

ブリッジ型 CNC (コンピューター数値制御) フライス盤は高精度の加工機能を提供し、メーカーが複雑な作業を迅速に実行できるようにします。

 

CNCフライス加工、自動機械が金属を切断して正確に成形します。 CNC フライス盤は、コンピューターを使用して切削動作を制御する機械加工プロセスを実行します。ツールシーケンス、カッター、スピンドルの回転数を制御し、回転ツールを使用して材料を切断します。

 

さらに、複数の軸を備えたフライス盤により、複雑な切断が可能になります。単純なマテリアルを扱う場合、3 軸 (x、y、z) の動作が使用されます。それ以外の場合は、5 つ以上の動作軸が複雑なフライス加工プロセスを管理します。

 

略歴

すべての機械が手動で操作されていた 20 世紀に遡ります。 1940 年代後半から 1950 年代前半にかけて、自動製造作業を実行する CNC フライス盤が開発されました。初期の機械は紙テープに穴を開けるために使用されていました。

 

現在では、コンピューターを使用して、機械の動作に関する命令を保存および実行しています。これらの機械はガントリーまたはブリッジを使用しており、これにより剛性と安定性が向上します。また、フライス盤の設計により、より大きなワークピースをより正確に動作させることができます。

 

ブリッジ型CNCフライス盤の構成部品

ブリッジ型CNCフライス盤 高度に自動化された高精度の機械です。これらは、金属、木材、プラスチックなどの材料の切断、成形、穴あけに使用されます。 CNC フライス盤の主なコンポーネントには次のものがあります。

1. フレーム

フライス盤のフレームは、動作中に発生する切削力に耐えるサポートと剛性を提供します。フレームは振動や衝撃を吸収し、減衰するように設計されています。ベース、スピンドル、軸、直線運動システムなどの機械の主要コンポーネントを制御します。

 

2. ベース

これはフレームの安定した基盤となり、機械が金属を適切なレベルで切断または成形できるようになります。頑丈な鋳鉄または鋼材がベースを構成し、振動を吸収し、たわみを防ぎます。

また、ベースは冷却液や潤滑液のリザーバとしても機能します。これらの流体を収集してリサイクルするチャネルと溝が含まれており、効率的で環境に優しい操作を保証します。

 

3. スピンドル

スピンドルは切削工具を保持し、高速回転して切削加工を行う回転部品です。多方向に回転する高トルクモーターを動力源としており、複雑な機械機能を操作します。

 

4.

軸は、スピンドルに信号を送り、x、y、z の 3 方向に移動する直線運動システムです。これらの共通軸は、水平方向、垂直方向、および深さの動きに対応します。精密ボールネジ、リニアガイド、サーボモーターが軸を制御し、精密かつ正確な動きを保証します。

機械のコンピュータ数値制御システム (CNC) は、機械のプログラミング言語から命令を受け取り、CNC フライス盤の軸を制御します。これらの指示により切削工具の移動と位置が決まり、正確で複雑な加工プロセスが可能になります。

 

5. ツールチェンジャー(自動ツールチェンジャーATC)

機械の稼働中、自動ツールは切削工具を迅速かつ効率的に交換します。複数の工具と、それらをスピンドルに出し入れするための使用法を示すマガジンが付いています。

ATC は複数の工具を保管するツールマガジンと、ツールチェンジャが工具をピックして主軸に装着することで構成されます。その後、コントローラーが工具交換プロセスを管理します。このプロセスは自動、迅速かつ正確であり、フライス加工が最高の効率と生産性で動作することを保証します。

 

6. 直動システム

これらのシステムは、機能の実行に不可欠な高精度と精度を実現するように設計されています。直線運動システムにより、スピンドルとテーブルの正確な動作が可能になります。

 

7。 制御システム

制御システムには、コンピューター、ソフトウェア、および機械をプログラムして制御するその他の電子機器が含まれます。これらのシステムにより、オペレータは機械命令を入力し、機械を制御することができます。主軸と軸の動き。

 

ブリッジ型CNCフライス加工に使用される設備

この装置は、CNC フライス盤で材料の順序付け、切断、精製のプロセスを実行します。

1. 仕事台

ワークテーブルは、加工中にワークピースを設置する平らな面です。鋳鉄製で、x 方向と y 方向に移動してワークピースを切削工具の下に配置します。また、ワークをクランプやボルトで固定するためのT溝も付いています。

 

2. サドル 

作業台の下または膝の上に設置し、テーブルを保持してワークと切削工具を支えます。 x軸方向に移動します。機械のコンピュータ数値制御 (CNC) システムは、事前にプログラムされたツール パスからの入力を受け取ることで、サドルの速度と方向を制御します。

 

3.  

膝はマシンのベッドに取り付けられています。その垂直コンポーネントにより、ダブテールを介してサドルが Z 方向に上下に移動することが容易になります。大型の長方形の鋳造により、フライス加工、厚さ調整のためのスピンドルの上げ下げに剛性と安定性が提供されます。サドルとワークピースのサポートと動作制御を提供します。

 

4. スピンドル

スピンドルは、切削工具を保持し、切削のための並進速度および回転速度とトルクを提供する回転コンポーネントです。電気モーターまたは動力源が切断プロセスを駆動します。スピンドルには、ベルト駆動、ダイレクトドライブ、またはギア駆動の設計など、さまざまな構成があります。

 

5. 東屋 

アーバーは、すべてのツールが固定される円筒形のシャフトです。スピンドルに挿入され、ドローバーで所定の位置にロックされます。アーバーには、フライス盤のスピンドルに適合する標準テーパーまたはインターフェースが付いています。アーバーや切削工具の取り付け、取り外しが素早く簡単に行えます。

 

6. ブラム 

柱の上部に取り付けられた垂直コンポーネントが y 方向に移動します。また、ラムは垂直または角度フライス盤で動作するため、スピンドルヘッドとカッターもサポートします。

油圧または空圧システムがラムを駆動し、その動きと位置を制御します。特定の機械の設計に応じて、垂直方向および水平方向の動きを含む可動範囲があります。

 

7。 工作機械 

工作機械は、材料を特定の形状またはサイズに成形、形成、または切断するために製造プロセスで使用される装置です。ワークを加工する際に使用する切削工具です。カッターはアーバーに保持され、スピンドルによって回転してワークピースから材料を除去します。これには、エンドミル、ドリルビット、リーマー、タップ、皿穴が含まれます。

 

8. インターフェース

機械の制御システムと対話するオペレーターがインターフェースです。これには、視覚的なディスプレイ、キーボードやタッチ スクリーンなどの入力デバイス、およびオペレータが特定の加工操作用に機械をプログラムできるソフトウェアが含まれています。インターフェースは機械をセットアップし、工具を入力し、加工操作の進行状況を監視します。

 

CNC フライス盤はどのように動作するのですか?

ブリッジタイプの CNC フライス盤は、回転切削工具を使用して材料を除去し、目的の最終製品の形状を生成します。 CNC フライス盤の作業プロセスを段階的に説明します。

 

1. デザインとプログラミング

材料を切断する前の最初のステップは、コンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して目的の製品の設計または 3D モデルを作成することです。機械加工作業を適切に実行するための寸法と公差を指定するのに役立ちます。

次に、プログラムは設計を機械可読コードに変換し、コンピューター支援製造 (CAM) ソフトウェアを使用してプロセスを自動化します。

 

2. ワークのセットアップ

次に、ワークピースはクランプまたはバイスを介してフライス盤のテーブルに取り付けられます。テーブルは Z 軸に沿って移動し、切削工具に対して希望の高さにワークピースを配置します。

高さゲージ、ダイヤルインジケータ、マイクロメーターなどの測定ツールを使用して、ワークの位置とアライメントを確認し、正確なワークのセットアップを実現します。

 

3. ツールのセットアップ

第三に、ツール アート アップには、最適な性能と精度を維持するための切削工具の選択、取り付け、調整が含まれます。切削工具は機械のスピンドルに配置されます。ツールは高速で回転し、3 つの軸に沿って移動し、適切な順序で形状を作成します。

 

4. 機械加工工程

第四に、ワークと工具をセットすると加工が始まります。の CNC制御システム プログラムを読み取り、機械の直線運動システムにコマンドを送信します。

フライス加工中、切削工具とプログラムされた経路を通過して、ワークピースが静止したまま不要な材料をワークピースから除去します。手作業または旋盤、フライス盤、ボール盤などを使用して加工を行います。

 

5. 材料の仕上げ

第五に、ワークピースは機械加工後に、洗練された外観を実現するために、研磨、バリ取り、塗装などの仕上げ作業が必要です。仕上げにより、さまざまな素材の品質と耐久性が向上します。

このプロセスでは、材料の表面を精製して、望ましい質感、滑らかさ、または外観を実現します。ただし、欠陥を取り除き、粗さを滑らかにし、磨きます。鏡面のような仕上がりに。

 

6. 検査

6 番目に、エンジニアは完成品を検査して、必要な品質基準と仕様を満たしていることを確認します。これには、特殊な機器を使用するか、三次元測定機 (CMM) を使用して製品を 3D モデルと比較する必要があります。

企業は欠陥を特定することで無駄を最小限に抑え、コストを削減し、顧客満足度を向上させます。

 

ブリッジ型CNCフライス加工方法

さまざまなフライス加工方法により、ワークピース上にさまざまな形状や特徴の機械部品が生成されます。 5 種類のフライス加工を見てみましょう。

 

1. プレーンフライス加工

プレーンフライス加工は、開発された最初のタイプの CNC フライス加工です。回転軸に平行な平面を形成する簡単な操作です。フライスカッターの周囲には歯があり、カッターが回転すると材料が除去されます。ワークピースはフライス盤のテーブルに取り付けられ、x 軸と y 軸を通って移動して回転カッターの下に配置されます。

フライス盤のテーブルの垂直位置は切り込みの深さを制御するために調整され、フライス盤のスピンドルは直接送り速度に合わせて調整されます。したがって、さらなる機械加工作業の基準として使用される完成した平らな表面が生成されます。

 

2. 正面フライス加工

切削ツールは、エンジン ブロックや機械ベースなどの大きな部品に、カッターの回転軸に垂直な平面を作成します。正面フライスは、その外周に円形のパターンを持っています。切削工具が回転し、円運動でワークピースから材料を切削します。

ワークはワーク表面まで下げられたスピンドルに取り付けられます。スピンドルとカッターが高速回転し、ミーリングテーブルがX軸、Y軸に移動して回転工具にワークを送り込みます。

 

3. 角度フライス加工

これには、材料を除去するための角度のある表面を作成するために、ワークピースを特定の角度で加工することが含まれます。このプロセスでは、角度の付いた刃先を備えたフライスを使用して、面取りとベベルを形成します。

角度フライス加工には、機械と切削工具の正確な位置決めと制御が必要です。効率的な加工プロセスを確保するには、切削パラメータを慎重に選択することも重要です。

一般に、角度のある表面を持つ機械部品は、角度のあるフライス加工によって形成されます。たとえば、自動車部品、タービンブレード、航空宇宙部品などです。

 

4. フォームミリング

フライス切削工具を使用してワークを特定の形状に加工することを定形フライスと呼びます。フライスカッターは、ワークピースの目的の形状または形状に一致するように刃を配置します。カッターが回転し、回転ツールの下で材料を特定のパターンで切断します。

成形フライス加工では、ギア、カム、金型などの複雑な形状や輪郭をワークピース上に作成します。

 

5. ギャングミリング

フライスカッター (水平アーバーに設置) を使用して材料を分離すると、材料の生産量が増加します。 2 つのフライス カッターが 1 つのアーバーに取り付けられ、複数のワーク表面を同時に加工します。

多くの場合、穴、キー溝、スロットなどの複数のフィーチャを備えた同一の部品を大量にバッチで製造します。この場合、個々の部品を加工するよりも複数の部品を加工する方が効率的です。

 

ブリッジタイプ CNC フライス盤を選択する際に考慮すべき要素

特定の要素を評価して、機械が目的のワークピースに確実に対応できるようにします。また、予算の制約も考慮してください。

ブリッジ型 CNC フライス盤を選択する場合は、次の要素を考慮してください。

 

1. サイズと重量

機械のテーブル サイズ、主軸の動き、作業領域は、加工プロセスにおけるワークのサイズと複雑さに対応し、一致する必要があります。

 

2. 精度と精度

フライス盤は、必要な精度と精度で部品を製造する必要があります。これには、機械の再現性、スピンドル振れ、および位置決めが含まれます。

 

3. 主軸速度

フライス盤は、最終製品の品質を損なうことなく部品を製造するために、切削速度と送り速度を操作します。

 

4. スピンドルパワー

強力主軸で加工物にも対応します。スピンドル出力定格により、スピンドルがフライス盤の切削工具に供給する最大馬力が決まります。

 

5. ツールチェンジャーの容量

フライス盤のツールチェンジャーは、加工プロセス中のツールの交換に役立ちます。ダウンタイムが削減され、生産性が向上します。

 

6. 制御システムの特長

制御システムは使いやすく、機械のプログラムと制御に必要な機能を備えている必要があります。 CAD または CAM ファイルをインポートし、カスタマイズされたプログラムを作成できます。

 

7。 料金

フライス盤を購入するときは、予算を考慮してください。また、特定の加工プロセスに対して優れた投資収益率を提供する CNC マシンを選択してください。

 

CNCフライス盤の進歩

技術の進歩により、精度と生産性が向上しました。 5 軸および 6 軸フライス盤は複雑な機能を操作し、適応制御システムは切削パラメータをリアルタイムで調整します。

リアルタイム監視システムは、損害が発生する前に問題を検出します。 CAD/CAM ソフトウェアとの統合により、製造プロセスが合理化されます。

 

メンテナンスとお手入れ

長く使い続けるためにはメンテナンスが欠かせませんCNCフライス盤のパフォーマンス。メンテナンスタスクを毎週実行して、定期的に潤滑と清掃を行ってください。さらなる被害を避けるために、一般的な問題に対処します。

 

CNC フライス盤の利点

ブリッジ型 CNC フライス盤が製造業者のプロセスの迅速かつ効率的な運用にどのように役立つかを理解します。

 

1. 処理適応性

CNC フライス盤は幅広い材料を扱い、機械加工を実行します。金属、木材、プラスチック、さまざまな硬さや形状の複合材料などの材料を加工します。これらの機械は、さまざまな切削工具を使用して、穴あけ、タッピング、輪郭加工、彫刻を実行します。

メーカーにとっての大きな利点の 1 つは、単一の機械をセットアップして幅広い製品を生産できるため、複数の機械や設備の必要性が軽減されることです。製造設備を提供し、スペースを節約し、設備投資とメンテナンスコストを削減します。

さらに、フライス盤を使用すると、迅速な工具変更や再プログラミングが可能になり、メーカーは製品設計の変更に対応できるようになります。この柔軟性により、企業はこの競争の時代に機敏であることが求められます。

 

2. 高い処理生産性

CNC 門型フライス盤は、切削加工の効率を向上させる主軸と送り速度を備えています。材料を切断する際に構造の剛性を維持する可能性があります。

CNC は通常の工作機械に比べ、補助動作で材料を強力に切削するため、作業時間が短縮されます。

マシニングセンタは、自動工具交換装置、送り装置、主軸を占有し、複数の工程を同時に実行します。これにより、製造品および最終製品の物流時間と回転時間が短縮されます。

 

3. 高い加工精度

コンピュータ制御による切断と精密な直線運動により、高い加工精度を実現します。切削工具は直線運動方式で移動するため、高い精度が得られます。

CNC フライス盤は、制御システムにリアルタイムの情報を提供する高度なフィードバック システムを備えています。加工プロセスを調整して精度と精度を維持します。フィードバック システムには、切削力、温度、振動を測定するセンサーが含まれており、機械が制御プロセスを調整できるようになります。

 

4. 経済的利益

CNC フライス盤とその設備は高価ですが、少量のバッチ生産により処理時間とコストが削減されます。高い汎用性と品質の安定性により廃棄物を発生させず、高生産性を実現します。

これに加えて、CNC マシンはプロセスをサポートし、物流を管理し、管理コストを削減します。調整・検査コストの削減。

 

5. 処理労働集約度が低い

CNC型フライス盤では、重たい工程はすべて自動で行われます。労働者は、ワークの積み降ろし、工具の観察、プロセスの測定、プログラムの選択、機械の始動のみを行います。オペレーターは手動操作を行う必要がないため、労働力とエラーのリスクが軽減されます。

従来のフライス盤では、オペレータが切削工具の位置と速度を手動で調整するため、高度なスキルと経験が必要でした。しかし、CNC フライス盤は自動化されたプロセスを実行し、コンピューターを通じて機械を制御します。

CNC フライス盤は継続的に稼働するため、人間の介入は最小限に抑えられます。これによりメーカーは従業員を最適化し、人件費を最小限に抑えることができます。

 

以下に、ブリッジ型 CNC フライス盤を使用する利点をいくつか示します。

高い精度と精度を提供します

生産性と効率の向上

時間と労力を削減

オペレーターの疲労を軽減

安全性の向上

 

用途

ブリッジ型 CNC フライス盤は、航空宇宙、自動車、医療、エレクトロニクスなどのさまざまな業界で使用されています。これらの機械は公差が少ない材料を生産するため、部品の製造に不可欠なものとなっています。

航空宇宙

自動車

医学

エレクトロニクス

家具

金型製作

 

ブリッジ型CNCフライス盤の未来

自動化と人工知能の進歩により、これらのマシンの効率と生産性はさらに向上しています。さまざまな産業における材料の生産において、それらはますます重要な役割を果たしています。

また、新しい材料や技術の開発には、特殊な機械加工能力が必要です。

 

1. 航空宇宙産業

さらに、CNC フライス盤は航空宇宙産業にも影響を与えます。これらの機械は、安全性を確保するために航空機の部品を製造します。ダブルカラム機械は、複雑な形状を精度と再現性で作成できるため、この業界に最適です。

 

2. 医療機器

ブリッジタイプのフライス盤は医療業界で人気が高まっており、正確な仕様の外科用器具、補綴物、整形外科用インプラントが求められています。

 

自動車産業

電気自動車の需要が高まるにつれ、自動車業界ではエンジンやトランスミッション部品の製造にブリッジ型 CNC フライス盤が使用されています。

 

3. ソフトウェアと自動化

コンピュータ支援製造 (CAM) ソフトウェアはますます洗練されており、直感的。また、自動化プロセスにより手作業の必要性が減り、効率と生産性が向上します。

 

結論

ブリッジ タイプの CNC マシンは、原材料を非常に特殊な複雑なコンポーネントに変換する真のエンジニアリングの驚異です。その高度なテクノロジーは堅牢な設計と比類のない精度を備えており、あらゆる業界のメーカーにとって重要なツールとなっています。

さらに、さまざまな材料、複雑な形状、詳細を処理できるため、精密製造にとって頼りになるソリューションとなっています。

 

したがって、製造能力を次のレベルに引き上げたい場合は、ブリッジ型 CNC フライス盤以外に最適な選択肢はありません。

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