穴あけと旋削のための CNC 加工プロセスの手順

原始の時代から、製品やサービスの進歩とともに、製造プロセスも進化してきました。産業革命は人類に機械加工の時代をもたらし、人類は機械を使用して商品や製品を大量生産し始めました。しかし、コンピュータの発明により製造プロセスはさらに改善され、コンピュータ数値制御が誕生しました。

機械加工プロセスへの CNC の導入は製造業を進化させ、これらのプロセスによってもたらされる精度、一貫性、多用途性は今日の製造業に不可欠な部分になりました。 CNC は、これまで手作業または機械で行われていたほぼすべての機械加工プロセスに採用されています。

今日の記事では、CNC を利用して行われる主要な機械加工プロセスと、どのプロセスがお客様のニーズに適しているかを詳しく説明します。当社は、CNC マシニング センターにおける旋削、フライス加工、穴あけ工具とプロセスに焦点を当てます。

この記事は、実業家、業界初心者、旋削、フライス加工、穴あけなどの CNC 加工プロセスの使用法や応用に興味のある技術学生を対象としています。

それでは、本題に入りましょう。

CNC加工とは何ですか?

すでに述べたように、CNC は Computer Numerical Control の略称であり、この技術はマシニング センターの製造プロセスで広く使用されています。 CNC は、部品や製品の機械製造からコンピューターによる製造への大きなパラダイムシフトであることが証明されました。

数値制御という考え方が導入されたのは1940年代から1950年代にかけての時代です。デジタル電子システムと統合してコンピュータ化された数値制御を開発することで、さらに洗練されました。

定義できます CNC加工 製造工程では次のようになります。

これは、工場のツールや機械の動きや機能を制御する、事前にプログラムされたコンピューター ソフトウェアを表します。機械加工プロセスの精度と精度は、フライス盤、ルート、旋盤、研削盤などのさまざまな機械やツール上の CAM (コンピューター支援製造) および CAD (コンピューター支援設計) ファイルからのデジタル指示を利用することによって実現されます。

CNC 加工プロセスは、さまざまな種類の機械やツールで行われます。ただし、今日の記事で焦点を当てるのは、穴あけ、フライス加工、旋削です。

掘削

まずはCNCマシニングセンターでの穴あけ作業から始めます。これは、CNC センターで特別に実行される機械加工プロセスではありません。代わりに、穴あけは手動および機械プロセスの時代から使用されてきたプロセスです。

穴あけ加工は、ドリルビットとして知られる多点切削工具を使用して丸い穴を作成または拡大する切削プロセスです。一般的な穴あけ作業では、ドリルビットをワークピースに押し付けて高速回転させて、ワークピースから切りくずを除去し、穴を開けます。

CNC 穴あけ加工でも、穴あけプロセスの基本原理は変わりません。ただし、事前にプログラムされたコンピューター支援ツールや機械を使用すると、プロセスで高い精度と精度を達成するのに役立ちます。

この議論から、CNC 機械の穴あけプロセスの基本は、ドリル ビットと回転速度という 2 つの主要な概念を中心に展開していることが理解できます。ドリルビットは、穴のサイズ、形状、加工対象の材料などを決定し、穴あけ作業中のビットの回転速度は、穴あけされる材料と使用されるドリルビットの種類によって決まります。

CNC 穴あけ加工

特に CNC 穴あけについて説明する場合、CNC マシニング センターで実行できる穴あけ操作の種類について説明する必要があります。

1. スポットドリリング

スポットドリリングは、その後のより深いドリリングプロセスをガイドするために浅い穴が描かれる、ボール盤での予備操作を表します。

2. 深穴加工

深穴加工はスポット加工後の二次加工です。スポットを穴あけした後、深穴ドリルを使用すると、ドリルの直径の 10 倍に達する、より詳細で深い穴をあけることができます。

3. ザグリ加工

ザグリ加工は、拡大された平底の穴を開ける穴あけ作業です。これらの穴は、スポットドリル加工後にも開けられ、ネジの頭をワークピースの表面と同一面または下に配置できるようにするのに特に役立ちます。

4. 皿穴加工

皿穴加工は、事前に開けられた穴に円錐形の穴を作成する穴あけ作業です。これらのタイプのドリル穴は、円錐形のネジの頭をワークピースと面一にするのに役立ちます。

5. タッピング

最後になりましたが、ボール盤ではさまざまなワークピースにタップ加工を施すこともできます。タッピングとは、ねじ山を備えた締結具に対応するために、ドリル穴の内側でねじ山を切ることを指します。

材料

ドリルビットの多用途性により、さまざまな材料に穴あけが可能です。掘削作業では、加工対象となる材料の範囲は非常に広範囲に及びます。 CNC マシンで穴あけ可能な材料の概要は次のとおりです。

金属

鋼や鋳鉄などの鉄金属も簡単に穴あけできます。一方、アルミニウム、銅、マグネシウム、チタン、およびそれらの合金などの非鉄金属も CNC マシンで穴あけ加工できます。さらに、亜鉛は掘削機能に適した非鉄金属でもあります。

プラスチック

アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、テフロン、ABS などのプラスチックは CNC 穴あけに適しています。

複合材料

炭素繊維強化プラスチック、樹脂、バインダー、ガラス繊維強化プラスチックなどの複合材料は穴あけに適しています。

木材

木材および木製品もボール盤で加工できます。これには、広葉樹、針葉樹、中密度繊維板、合板などが含まれます。

セラミックスとガラス

セラミックやガラスも CNC ボール盤で加工できる材料です。

その他の素材

CNC ボール盤を使用して加工できるその他の材料には、ゴム、フォーム、石、花崗岩、ラミネートなどがあります。

利点

さまざまなワークピースの加工に CNC 穴あけ工具や機械を使用する主な利点は次のとおりです。

精度

CNC ボール盤が提供する精度は、手動穴あけと比べて比類のないものです。したがって、CAD/CAM システムは、さまざまな材料に高精度で穴を開けるために使用されます。

スケールオペレーション

CNC マシンは動作効率が非常に高く、再現性に関わらず非常に高いレベルの精度を達成できます。したがって、製造業界は生産規模を拡大するために CNC 穴あけ加工に大きく依存しています。

無駄を最小限に抑える

廃棄物を最小限に抑えられることも、CNC 穴あけ加工のもう 1 つの利点です。これは、CNC 操作において不正確な穴あけによるワークピースの無駄が非常に少ない、または最小限であることを意味します。

デジタルモニタリングとフィードバック

デジタル操作の機械では、動作の監視とリアルタイムのフィードバックにより、機械やツールの問題や異常が確実に検出され、タイムリーに修正されます。

どの穴あけ工具または CNC マシンを使用できますか? 

穴あけやボーリング作業を行うのに最適な CNC ボール盤やツールがどこにあるのか疑問に思っているとします。その場合は、穴あけやタップ加工の実行専用に設計されたヤンゲンスの CNC ボール盤をチェックすることを検討してください。

CNCドリリング＆タッピングマシン YST-700

旋回

今日の記事で説明する CNC マシンの 2 番目の操作は旋削操作です。 CNC 旋削操作は、ワークピースから余分な材料を除去する必要があるため、穴あけ操作に似ています。 1 つのツールは内面から切りくずを除去し、もう 1 つの機械は外面から材料を除去します。

手動旋盤は紀元前 1300 年に遡り、エジプトで誕生しました。旋盤または旋盤は 1718 年に正式に製造されました。技術の進歩とコンピューターの発明により、CNC 旋盤が手動旋盤に取って代わりました。今日の CNC 旋盤は、動作に事前にプログラムされたソフトウェアを使用します。

旋削加工は、ワークピースを機械加工し、必要な直径に切断するプロセスです。工作物の外径から余分な材料は、旋盤または工具を使用して除去されます。 CNC 旋盤加工は通常、円筒形状の部品に関連します。

CNC 旋盤は、コンピュータ制御および操作による製造を可能にする製造機械として定義できます。旋盤には 3 軸、4 軸、さらには 5 軸を搭載することもできます。ワークを固定し、主軸上の切削工具が直線運動により動作します。 CNC 旋盤は非常に高性能で、さまざまな機械加工を正確に実行できます。

ターニングセンターの種類と構成

旋盤センターには立型ターニングセンターと横型ターニングセンターの2種類があります。各タイプのターニングセンタには、それぞれ独自の利点と欠点があります。立形マシニングセンタは主軸軸が垂直に配置されており、カッターは主軸に保持されて軸を中心に回転します。対照的に、水平中心は通常、平面に使用されます。

前述したように、旋削加工用のマシニング センターは横型または縦型のいずれかです。ただし、より重要なのは旋盤の構成です。多軸、標準、傾斜ベッド、フラットベッド、スイス タイプなどのいくつかの構成があります。ただし、旋削加工は CNC ターニング センターに限定されません。

代わりに、従来の旋盤でも旋削加工に CNC プロトコルを使用できます。 CNC 旋盤と CNC ターニング センターの主な違いは、操作と進歩の多様性です。 CNC ターニング センターはより高度であり、旋削以外のさまざまな操作を実行できます。

CNCターニングセンタでできる加工

今日の記事のトピックは CNC マシンでの旋削操作と穴あけ操作に重点を置いているため、それに関連した内容を継続していきます。我々はすでに持っています

旋削加工とは何かについて説明しました。旋盤の話はまたするので。旋盤センターで実行できるさまざまな操作について説明します。

旋回

これは、工作物を回転させ、切削工具が直線経路を移動して工作物から材料を除去し、それに形状を与えるという、CNC 旋盤または旋盤の基本的な操作です。

対面

フェーシング加工では、旋削中心を中心にワークが回転し、切削工具がラジアル方向に移動することで平面が得られます。

つまらない

ボーリング操作では、ドリリング操作中に作成された穴が拡大されます。この操作は、ねじ切り用の正確な直径の穴を実現するために使用されます。

溝入れ加工

溝入れ加工では、ワークピースの表面に細い溝を切ります。

ローレット加工

ローレット加工とは、グリップ力を高めるためにワークの表面に模様を転がす加工を指します。

テーパー旋削加工

テーパー旋削加工は、テーパーアタッチメントを使用してワークを必要な角度に回転させ、円錐やテーパー形状を作り出す加工です。

輪郭旋削加工

輪郭トレーニングでは、高度な CNC 旋盤がプログラムされた輪郭を実行して、ワークピース上に複雑な形状とプロファイルを作成します。

偏心旋削加工

偏心旋削は、偏心旋削により偏心プロファイルを生成するプログラムです。

その他の操作 旋盤センターで実行できるその他の操作には、ねじ切り、穴あけ、突切り、面取り、棒送り、ブローチ加工など、および次のような機械が含まれます。 CNC旋盤 YSLC-500

この目的には最適かもしれません。

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立形マシニングセンタ

材料

この機械で加工できる材料について疑問がある場合は、CNC ターニング センターで使用できる材料のリストを以下に示します。

金属

さまざまな種類の鋼材と同様に、鉄金属もターニング センターで加工できます。一方、アルミニウム、銅、マグネシウム、チタン、およびそれらの合金などの非鉄金属も CNC マシンでの作業に使用できます。また、亜鉛や金、銀、プラチナなどの貴金属も特殊な旋削機能に適した非鉄金属です。

プラスチック

アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、PVC、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、テフロン、ABS、PEEK、デルリンなどのプラスチックは、CNC 旋削加工に適しています。

複合材料

炭素繊維強化プラスチック、樹脂、バインダー、ガラス繊維強化プラスチックなどの複合材料は旋削加工に適しています。

木材

木材や木製品もターニングセンターで加工できますが、通常はオーク、カエデ、マホガニーなどの広葉樹と、松や杉などの針葉樹に限定されます。

セラミックス

先進的なセラミックスも、CNC 旋盤で加工できる材料の 1 つです。

その他の素材

CNC 旋盤で加工できるその他の材料には、ゴム、フォーム、グラファイト、モネルやインコネルなどの超合金などがあります。

利点

さまざまな作業で CNC ターニング センターを使用する主な利点は次のとおりです。

正確で一貫した結果

精度は、CNC ターニング センターが手動旋盤や旋盤に代わった最も重要な理由の 1 つです。これらの機械は、結果の一貫性を犠牲にすることなく高い精度を実現します。したがって、ターニングセンタで生産される部品はどれも要求仕様に適合します。

ラピッドプロトタイピング

CNC ターニング センターは、さまざまな加工や材料を簡単に切り替えることができます。プログラムを変更したり、いくつかの設定を調整したりすることで、メーカーは大規模な機械の改造を必要とせずに、さまざまな部品を製造できます。この適応性はラピッド プロトタイピングに特に価値があり、設計の進化に基づいた素早い反復と調整が可能になります。

労働力の軽減

従業員のために専用の CNC ターニング センター コントローラーが必要になりますが、これにより全体的な人件費が削減されます。 CNC ターニング センターは労働集約的な機械ではないため、手動による監視や介入は必要ありません。自動化された操作により労働力が軽減され、プロセスが改善され、従業員の安全が確保されます。

効率性とコスト削減

CNC ターニングセンターでの作業により、製造プロセスが高速かつ正確になります。これは、マシンが異常や問題なく長期間稼働できることを意味します。したがって、効率化は生産時間の短縮と生産量の増加につながります。長期的な観点から見ると、ターニングセンターは、これらの機械に依存しているメーカーのコスト削減につながります。

掘削 vs.ターニング: 違い

クーラントは、熱の蓄積を防ぎ、切りくずを除去するために、より深い穴の場合に重要です。

クーラントを使用すると、旋削加工における工具寿命と製品の仕上げを向上させることができます。