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CNC 加工設計ガイド

Nov 18, 2024

CNC 加工の概要

コンピューター数値制御 (CNC) 加工は、コンピューター制御と工作機械を使用してワークピースから材料の層を除去し、カスタム設計の部品を製造する製造プロセスです。この技術は、さまざまな業界で高精度で複雑なコンポーネントを製造するために不可欠です。 CNC 加工には、高精度、再現性、複雑な形状を作成できるなどの利点があります。

CNC マシンは、生産装置の動きを制御する事前にプログラムされたソフトウェアとコードを通じて動作します。この自動化により、厳密な仕様を満たす部品やコンポーネントを高精度で作成できるようになります。 CNC マシンの主なタイプには、フライス盤、旋盤、ルーターがあり、それぞれがさまざまなタイプの加工タスクに適しています。

 

提供される主な製品

CNC Yangsen では、高品質の CNC 機械加工部品の製造を専門としています。当社の製品範囲には以下が含まれます。

· CNC 機械加工アルミニウム部品: 航空宇宙、自動車、電子機器で使用される軽量、耐久性、耐食性の部品。

· CNC 機械加工スチール部品: 重機や産業用途に最適な強力で耐摩耗性のコンポーネント。

· CNC 機械加工プラスチック部品: 医療機器、家庭用電化製品、自動車の内装に使用される軽量で汎用性の高い部品。

· CNC プロトタイピング サービス: 量産前に設計をテストするためのプロトタイプを迅速に製造します。

 

CNC 加工されたアルミニウム部品

アルミニウムは、優れた機械加工性、強度対重量比、耐食性により、CNC 加工でよく使われる素材です。 CNC 加工されたアルミニウム部品は、航空宇宙、自動車、エレクトロニクスなどの業界で一般的に使用されています。 CNC Yangsen では、ハウジング、ブラケット、ヒートシンクなどの幅広いアルミニウム部品を製造しています。

CNC 機械加工されたスチール部品

スチールは優れた強度と耐久性を備えているため、過酷な用途に最適です。当社の CNC 機械加工鋼部品は、建設、産業機械、輸送などの業界で使用されています。当社は、ギア、シャフト、構造サポートなどのさまざまな鋼部品を提供し、最高の品質基準を満たしていることを保証します。

CNC 加工されたプラスチック部品

プラスチック材料は、多用途性、軽量、費用対効果の点で好まれています。 CNC 加工されたプラスチック部品は、医療機器、家庭用電化製品、自動車の内装に利用されています。 CNC Yangsen は、複雑な設計や特定の機能要件に応えるプラスチック部品を精密に製造しています。

CNC 試作サービス

プロトタイピングは製品開発における重要なステップであり、設計の検証と機能テストを可能にします。当社の CNC プロトタイピング サービスは、プロトタイプの迅速な製造を可能にし、クライアントが量産に着手する前に設計を改良するのに役立ちます。このプロセスにより市場投入までの時間が短縮され、最終製品がすべての仕様を満たしていることが保証されます。

CNC 加工の利点

高精度・高精度

CNC 加工は比類のない精度を実現し、公差は多くの場合 ±0.001 インチ以内です。この精度は、航空宇宙や医療機器など、厳しい公差を必要とする業界にとって非常に重要です。 CNC 加工の高精度は自動制御によって実現され、人為的エラーが軽減され、生産工程全体で一貫した品質が保証されます。

一貫性と再現性

設計を CNC 機械にプログラムすると、一貫した品質で同一の部品を製造できます。この再現性は、大規模な生産や製品標準の維持にとって不可欠です。 CNC マシンは継続的に稼働し、元の設計仕様に一致する部品を変動なく生産できます。

複雑な形状

CNC マシンは、手動機械加工では実現が困難または不可能な複雑な形状や複雑なデザインを製造できます。この機能により、製品設計とエンジニアリングに新たな可能性が開かれます。内部空洞、複雑な表面の詳細、複雑な曲線などの特徴は、CNC 機械加工で実現できます。

材料の多様性

CNC 加工は、金属、プラスチック、複合材料などの幅広い材料に対応します。この多用途性により、メーカーは特定の用途に最適な材料を選択することができます。高強度の金属部品が必要な場合でも、軽量のプラスチック部品が必要な場合でも、CNC 加工はさまざまな材料要件に対応できます。

コスト効率の高い生産

CNC 加工の初期設定コストは高くなる可能性がありますが、大規模な生産ではプロセスの費用対効果が高くなります。機械加工プロセスの自動化により、人件費が削減され、生産速度が向上します。さらに、CNC 加工により材料の無駄が最小限に抑えられ、全体的なコスト削減に貢献します。

 

CNC 加工の設計上の考慮事項

材料の選択

CNC 加工プロジェクトを成功させるには、適切な材料を選択することが重要です。材料の強度、重量、加工性、コストなどの要素を考慮してください。一般的な材料には、アルミニウム、スチール、チタン、さまざまなプラスチックが含まれます。材料の選択は、部品の性能、耐久性、コストに影響します。

公差

部品に必要な公差を定義します。公差が厳しくなると加工時間とコストが増加するため、精度と予算の制約のバランスをとることが重要です。部品の機能要件を理解することは、適切な公差を設定するのに役立ち、不必要な機械加工費用をかけずに意図どおりに機能することを保証します。

表面仕上げ

CNC 機械加工部品の表面仕上げは、用途に応じて粗いものから高度に研磨されたものまでさまざまです。最終製品がお客様の要件を満たしていることを確認するために、希望の表面仕上げを指定してください。材料、機械加工プロセス、後処理ステップなどの要因が、達成可能な表面仕上げに影響します。

機能設計

穴、糸、ポケットなど、製造性を考慮したデザイン。機械加工が困難な深いキャビティ、薄い壁、複雑な内部形状は避けてください。複雑な機能を可能な限り簡素化することで、必要な機能を実現しながら、加工時間とコストを削減できます。

工具と治具

部品を保持して機械加工するために必要な工具や治具を検討してください。適切な固定具により、加工中の安定性と精度が保証されます。簡単に固定できる部品を設計すると、セットアップ時間が短縮され、全体的な加工効率が向上します。設計段階で機械加工チームと協力することで、工具や治具の使用を最適化できます。

 

CNC 加工プロセスの概要

CADモデルの設計

CNC 加工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部品を設計することです。このデジタル モデルは、加工プロセスの青写真として機能します。 CAD モデルには、寸法、公差、表面仕上げなど、部品の製造に必要なすべての幾何学的情報が含まれています。

CAD から CAM への変換

次に、CAD モデルはコンピュータ支援製造 (CAM) プログラムに変換されます。 CAM ソフトウェアは、CNC マシンを制御するツールパスと G コードを生成します。ツールパスは切削工具の動きを決定し、G コードは速度、送り速度、工具交換などの機械操作に関する特定の指示を提供します。

CNC マシンのセットアップ

オペレーターは、必要な工具や固定具を取り付けて CNC マシンをセットアップします。また、CAM プログラムをマシンのコントローラーにロードします。適切なセットアップにより、機械が正しく動作し、必要な仕様に合わせて部品が生産されることが保証されます。このステップには、機械の校正、ワークピースの固定、ツールパスの検証が含まれます。

部品の機械加工

CNC マシンはプログラムされたツールパスに従って材料を除去し、部品を成形します。このプロセスには、荒加工、仕上げ、穴あけなどの複数のステップが含まれる場合があります。荒加工では材料の大部分を素早く除去し、仕上げ加工では最終的な寸法と表面仕上げを実現します。必要に応じて穴あけ加工やその他の二次加工を行います。

品質管理

機械加工後、部品は品質管理検査を受け、指定された公差と寸法を満たしているかどうかが確認されます。検査技術には、座標測定機 (CMM) や光学スキャナーが含まれます。品質管理により、各部品が設計仕様に適合し、意図したとおりに機能することが保証されます。

 

一般的なCNC加工材料の比較

材料

プロパティ

アプリケーション

アルミニウム

軽量、耐腐食性

航空宇宙、自動車、エレクトロニクス

鋼鉄

強力で耐摩耗性

重機、産業部品

チタン

高い強度重量比

航空宇宙、医療用インプラント

プラスチック

軽量で多用途

医療機器、消費者製品

 

高度なCNC加工技術

5軸CNC加工

 

5軸CNC加工 5 つの異なる軸に沿った切削工具の移動を同時に可能にします。この機能により、非常に複雑で精密な部品の製造が可能になり、複数のセットアップの必要性が減り、効率が向上します。これは、複雑な設計と厳しい公差が要求される航空宇宙および自動車部品に特に有益です。

マルチスピンドルCNC加工

マルチスピンドル CNC マシンには複数のスピンドルが同時に動作し、複数の部品を一度に加工できます。この技術は生産性を大幅に向上させ、大量生産に最適です。マルチスピンドル機械は複数の部品を同時に加工することでサイクルタイムを短縮し、スループットを向上させます。

スイス式 CNC 加工

スイス式 CNC マシンは、小さくて複雑な部品を高精度で加工するために設計されています。これらの機械は、医療機器、時計部品、電気コネクタの製造に一般的に使用されています。スイス スタイルの機械加工は、細長い部品や、厳しい公差と優れた仕上げが必要な機能の製造に優れています。

CNC旋削加工

CNC 旋削は、工作物の回転中に切削工具 (通常は非回転工具ビット) が直線的に移動する機械加工プロセスです。この技術は円筒形の部品を作成するために使用され、回転対称の部品を作成する場合に非常に効果的です。一般的な用途には、シャフト、ブッシュ、プーリーなどがあります。

CNCフライス加工

CNCフライス加工 ワークピースから材料を除去するために、複数の軸に沿った切削工具の移動が含まれます。このプロセスは多用途であり、広範囲の部品形状を製造できます。 CNC ミルは、穴あけ、タッピング、スロットの切断などの操作を実行できるため、複雑な形状や複雑なフィーチャーの製造に適しています。

 

CNC 加工の後処理

バリ取り

バリ取りは、機械加工プロセスで残った鋭いエッジやバリを取り除きます。このステップにより、部品の安全性と機能性が向上します。バリ取りの方法には、やすりやサンディングなどの手動プロセスと、タンブリングや振動仕上げなどの自動化技術が含まれます。

陽極酸化処理

陽極酸化は、アルミニウム部品の表面特性を強化し、耐食性と美観を向上させる電気化学プロセスです。このプロセスでは、部品を電解質バスに浸し、電流を流すことで、耐久性のある酸化層が形成されます。

熱処理

熱処理により金属部品の物理的および機械的特性が変化し、硬度、強度、耐久性が向上します。望ましい材料特性を達成するには、焼きなまし、焼き入れ、焼き戻しなどのプロセスが使用されます。熱処理は、高い応力や厳しい動作条件にさらされる部品にとって非常に重要です。

コーティングと塗装

コーティングと塗装は、CNC 機械加工部品を腐食や摩耗から保護し、外観を向上させます。材料や用途の要件に応じて、粉体塗装、電気メッキ、塗装などのさまざまなコーティングが利用可能です。コーティングは、電気絶縁性や耐摩耗性の向上などの追加の特性を提供することもできます。

 

CNC 加工アプリケーション

航空宇宙産業

航空宇宙産業では高精度かつ高性能の部品が求められており、CNC 加工が理想的なソリューションとなっています。エンジン部品、着陸装置、構造要素などのコンポーネントは、CNC 機械加工を使用して製造されることがよくあります。複雑な形状を加工し、厳しい公差を維持する能力により、航空宇宙部品の信頼性と安全性が確保されます。

自動車産業

CNC 加工は、エンジン部品、トランスミッション部品、カスタム内装要素などの部品を製造するために自動車業界で広く使用されています。このプロセスにより、部品が厳しい品質基準と性能基準を満たしていることが保証されます。 CNC 加工の多用途性により、プロトタイプ部品と量産部品の両方の製造が可能になり、製品ライフサイクル全体をサポートします。

医療産業

医療業界では、CNC 機械加工により、インプラント、手術器具、診断装置などのデバイス用の精密部品が製造されます。 CNC 加工の高精度と再現性により、医療部品が必要な安全性と性能基準を確実に満たすことが保証されます。生体適合性と耐久性を目的として、チタンや高級プラスチックなどの材料がよく使用されます。

エレクトロニクス産業

CNC 機械加工では、ハウジング、コネクタ、ヒートシンクなどの家庭用電化製品用のコンポーネントを作成します。複雑な設計を機械加工し、厳しい公差を維持する能力により、電子部品が正しく適合し、機能することが保証されます。 CNC 加工は、業界の速いイノベーション サイクルに合わせて、電子デバイスの迅速な開発と生産をサポートします。

産業機械

CNC 加工は、ギア、ベアリング、工具コンポーネントなど、産業機械で使用される部品の製造に不可欠です。 CNC 機械加工部品の耐久性と精度により、産業用機器のパフォーマンスと寿命が向上します。

 

CNC 加工技術とその応用

技術

説明

アプリケーション

5軸CNC加工

複雑な部品の 5 軸に沿った動き

航空宇宙、自動車部品

マルチスピンドルCNC

複数主軸による同時加工

大量生産

スイス式 CNC

小さくて複雑な部品の精密加工

医療機器、時計部品

CNC旋削加工

直線的な工具移動によるワークの回転

シャフト、ブッシュ、プーリー

CNCフライス加工

複雑な形状の多軸ツール移動

さまざまな部品、複雑な形状

 

適切な CNC 加工パートナーの選択

経験と専門知識

業界での豊富な経験と専門知識を持つ CNC 加工パートナーを選択してください。彼らの知識とスキルにより、お客様の部品が最高水準で製造されることが保証されます。実証済みの実績と成功したプロジェクトの多様なポートフォリオを持つパートナーを探してください。

品質管理

CNC 加工パートナーが厳格な品質管理プロセスを導入していることを確認してください。これには、高度な検査機器の使用と業界標準の遵守が含まれます。品質管理への取り組みにより、部品がすべての仕様と性能要件を満たしていることが保証されます。

材料の能力

CNC 加工パートナーがプロジェクトに必要な材料を処理できることを確認してください。金属、プラスチック、複合材料などのさまざまな材料を処理できるため、お客様の特定のニーズを満たすことができます。材料の能力は、パートナーの多用途性と、さまざまな機械加工の課題に取り組む準備ができていることも示します。

生産能力

CNC 加工パートナーの生産能力を考慮してください。小規模な生産作業と大規模な生産作業の両方を効率的に処理できる必要があります。適切な生産能力により、少数のプロトタイプが必要な場合でも、大量生産が必要な場合でも、部品をタイムリーに納品できます。

カスタマーサポート

優れた顧客サポートを提供する CNC 加工パートナーをお選びください。彼らはあなたの問い合わせに応答し、技術支援を提供し、加工プロセス全体を通じて常に情報を提供する必要があります。強力な顧客サポートにより協力関係が促進され、プロジェクトがスムーズに進行することが保証されます。

 

結論

CNC 加工は、高精度、一貫性、複雑な形状の製造能力など、多くの利点をもたらす多用途かつ強力な製造プロセスです。重要な設計上の考慮事項と高度な技術を理解することで、CNC 加工プロジェクトを最適化して成功させることができます。 CNC Yangsen では、お客様の特定のニーズに合わせた最高品質の CNC 機械加工部品を提供することに尽力しています。

当社の CNC 加工の専門知識と顧客満足への献身的な取り組みにより、当社はお客様の製造ニーズに応える理想的なパートナーとなります。精密なアルミニウム部品、耐久性のあるスチール部品、または複雑なプラスチック部品が必要な場合でも、当社には対応する能力があります。当社の製品とサービスの詳細、および次のプロジェクトをどのようにサポートできるかについては、今すぐお問い合わせください。

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