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フライス加工用 CNC スピンドルの総合ガイド

Jan 03, 2024

 

精密機械加工の世界では、フライス加工用の CNC スピンドルが最も重要です。ガイドでは、この重要なツールについて詳しく説明します。この包括的なガイドを通じて、その選択と維持についての洞察を得ることができます。目的: 業界の専門家から直接知識を得ることができます。

cnc spindle

基本を理解しよう!

CNC スピンドルの定義

CNC (コンピュータ数値制御) では、コンピュータを使用して工作機械を制御します。フライス加工では、材料が除去されます。対照的に、彫刻は表面にデザインを彫刻します。

したがって、フライス加工が始まり、彫刻がディテールを追加します。フライス加工にはエンドミルなどの工具を使用します。彫刻には先の尖った道具を使用して細かい部分を彫刻します。 CNC スピンドル フライス加工 これらのツールを保持して回転させます。 RPM、つまり 1 分あたりの回転数は、その速度を測定します。

フライス盤における CNC スピンドルの仕組み

回転機構

スピンドルは工具を高速で回転させます。フライス加工には彫刻とは異なる RPM が必要です。フライス加工の場合、速度の範囲は 1,000 ~ 10,000 RPM です。彫刻にはより高い RPM が必要になる場合があります。モーターはスピンドルを駆動します。ベアリングによりスムーズな動作が保証されます。

軸の調整

フライス加工の精度は非常に重要です。マシンには X、Y、Z 軸があります。スピンドルはこれらの軸と一致します。適切な位置合わせにより、正確な切断が保証されます。位置がずれているとエラーが発生する可能性があります。定期的なチェックにより、スピンドルの位置が確実に調整されます。

ツールアタッチメント

CNC マシンはツール ホルダーを使用します。これらのホルダーは工具をスピンドルに固定します。 ATC (Automatic Tool Changer) は、工具を素早く切り替えます。確実な取り付けにより、きれいな切断が保証されます。工具が緩んでいると損傷する可能性があります。

送り速度

送り速度は非常に重要です。材料が機械の中を移動する速度です。 IPM (インチ/分) で測定され、正しい送り速度により工具の破損が防止されます。熟練のオペレーターが最適な結果を得るために送り速度を調整します。

トルク制御

トルクはスピンドルが加える力です。高トルクにより硬い材料も切断できます。 CNC マシンは必要に応じてトルクを調整します。トルクを監視することで効率的な運転が保証されます。

切削抵抗

切削抵抗とは、フライス加工時にかかる圧力のことです。力が強すぎると工具が破損する可能性があります。少なすぎると切れない可能性があります。多くの場合、機械にはセンサーが付いています。これらのセンサーは切削力を監視および調整します。適切な力により、正確な切断とより長い工具寿命が保証されます。

深度コントロール

フライス加工とは、材料を除去することを意味します。彫刻とはデザインを作成することを意味します。フライス加工では、 CNCマシン 強力な道具を使う。金属などの材料を深く切り込みます。フライス加工では深さが重要です。機械が精密に制御します。フライス加工における「送り速度」についてよく耳にします。送り速度とは、工具がどれだけ速く動くかを意味します。彫刻では、工具で浅い切り込みを入れます。

スピンドルの振動

フライス盤のCNCスピンドルにはスピンドルと呼ばれる部品があります。スピンドルは工具を保持します。時々、スピンドルが振動することがあります。振動により問題が発生する可能性があります。悪い振動は仕事の仕上がりを台無しにします。専門家はこれを「おしゃべり」と呼んでいます。

びびりは表面に不要な跡を残します。彫刻では小さな振動も重要です。彫刻されたデザインには精度が必要です。スピンドルの RPM (1 分あたりの回転数) は振動に影響します。 RPMが高すぎると振動が増加する可能性があります。

 

フライス加工用CNCスピンドルの種類!

ベルト駆動スピンドル

速度変化

フライス加工では切削加工を使用します。 RPM の範囲は異なります。彫刻には詳細なデザインが使用されています。フライス加工用 CNC スピンドルでは、速度制御が依然として重要です。フライス加工は深く切り込みます。彫刻により表面に傷がつきます。

RPM が高いと彫刻が容易になりますが、フライス加工には中程度の速度が必要です。速度微分は精度の達成に役立ちます。

プーリーシステム

フライス盤は頑丈なプーリーに依存しています。彫刻には精度が必要です。フライス加工では、プーリーが力を伝達します。彫刻では細い線が目標です。

フライス加工におけるプーリー システムは、重い負荷を管理します。彫刻は繊細なタッチが大切です。フライス加工には強度が必要です。彫刻には繊細さが求められます。

低トルク

フライス加工は彫刻よりも多くのトルクを必要とします。トルクはスピンドルの回転力に関係します。高トルクでフライス加工に適しています。彫刻に必要な力は少なくなります。

フライス加工は材料を掘り込みます。彫刻は軽く彫っていきます。トルクの違いを理解することで、最適な結果が得られます。

費用対効果が高い

フライス加工にはコストがかかる場合があります。一方、彫刻はより経済的です。ベルト駆動設計のフライス加工用 CNC スピンドルは、手頃な価格であることがわかります。フライス加工への投資には資本が必要です。彫刻機のコストは安くなります。しかし、どちらもそれぞれの分野で価値を提供します。

メンテナンスの容易さ

メンテナンスは寿命を延ばす役割を果たします。フライス盤は磨耗に直面します。彫刻ツールには定期的なチェックが必要です。ベルト駆動スピンドルの場合、メンテナンスは簡単です。

定期的な点検により、長期間の使用を保証します。フライス加工には一貫した校正が必要です。彫刻には精度のチェックが必要です。適切なケアを行うことで効率が高まります。

ギア駆動スピンドル

高トルク

フライス加工では、機械が材料を除去します。彫刻では、工具で表面に印を付けます。フライス加工には高いトルクが必要です。高トルクは、材料を切断するためのより多くのパワーを意味します。金属のような材料にはそのような力が必要です。 CNCフライス加工 この動力にはギア駆動のスピンドルを使用します。

高トルクにより、深く効率的な切断が保証されます。フライス加工と彫刻は主に目的と力が異なります。

ギア比

CNC スピンドルではギア比が重要です。ギア比が高くなると速度変化が得られます。フライス加工にはさまざまな速度が必要です。彫刻には一定の適度な速度が必要です。ギア駆動スピンドルのギア比が役に立ちます。

タスクに合わせてスピンドル速度を調整します。金属のフライス加工には 3:1 の比率が必要な場合があります。木材への彫刻には 1:1 の比率が使用される場合があります。ギア比はマシンのパフォーマンスを最適化します。

剛構造

CNC 操作では安定性が非常に重要です。フライス加工は材料を深く切り込みます。彫刻により、細かく細かいマークが付けられます。どちらも安定したマシンが必要です。剛性の高い構造が安定性をもたらします。

フライス加工用の CNC スピンドルは堅牢な設計です。その設計により、不要な動きを防ぎます。安定性により、正確かつ正確な切断が保証されます。フライス加工の深いカットと彫刻の繊細なマークを分離します。

騒音レベル

機械は騒音を発生します。騒音レベルはタスクによって異なります。深い切り込みを伴うフライス加工では、より多くの騒音が発生します。 彫刻繊細なので静かです。ギア駆動のスピンドルには独特の騒音レベルがあります。

適切なギア比を使用すると、騒音を低減できます。 CNC オペレータはノイズの違いを知っておく必要があります。ノイズを認識すると、マシンの状態と効率を評価するのに役立ちます。

 

電動またはダイレクトドライブスピンドル

バックラッシゼロ

フライス加工は金属を切断して形作ります。彫刻は表面にデザインをエッチングします。フライス加工では、カッターが高速で回転します。彫刻には鋭利な工具を使用して細部まで仕上げます。 CNC スピンドルにより正確なフライス加工が保証されます。 RPM、トルク、速度が重要です。

フライス盤はより多くの材料を除去します。彫刻ツールはそれほど深くは掘り下げられません。どちらも高品質の結果を得るには精度が必要です。ただし、フライス加工では材料の除去が優先されます。彫刻はデザインの複雑さを強調します。

高精度

フライス加工は正確な CNC スピンドルに依存します。彫刻には繊細な工具の動きが必要です。フライス盤は金属の塊を削り出します。彫刻家は複雑なパターンを作成します。

RPM の精度により、より良い結果が保証されます。マイクロメートル単位の公差が違いを生みます。彫刻では繊細な線を追求します。フライス加工は、きれいで滑らかな表面を目指します。どちらも高精度の機器が必要です。

一体型モーター

フライス加工と彫刻では技術が異なります。フライス加工は力を使います。彫刻には繊細さが必要です。統合モーターにより CNC スピンドルのパフォーマンスが向上します。フライス加工では強力なモーターが重要です。

彫刻には一定の速度が必要です。 IPM (インチ/分) は最終結果に影響します。どちらも統合されたモーター設計の恩恵を受けています。信頼性の高いモーターにより、エラーが大幅に減少します。

定電力

電力の一貫性は非常に重要です。フライス加工には全体的に強度が必要です。彫刻には安定した優しい力が求められます。一定のパワーにより均一な切断が保証されます。フライス加工では、深さと幅が異なります。

彫刻の価値は一貫した深さです。主軸のHP(馬力)は作業品質を左右します。パワーを維持することで、両方の分野で最高の結果が保証されます。

円滑な運用

スムーズな CNC スピンドル操作が鍵となります。フライス加工の際、エッジの荒れを防ぎます。明確なデザインをするには彫刻が必要です。振動は両方のプロセスを台無しにする可能性があります。適切なベアリングと設計が不可欠です。

フライス加工はびびりを避けることを目的としています。彫刻することでエッチングムラを防ぎます。スムーズなスピンドル操作により、両方の結果が向上します。適切なメンテナンスにより、最適なパフォーマンスが保証されます。

 

高周波スピンドル

高速回転

CNC フライス加工では、高速回転により材料を迅速に除去できます。一方で彫刻には精度が求められます。フライス加工では高い RPM が使用されます。彫刻では、より低い RPM を使用します。高速回転でフライス加工を容易にします。彫刻には制御された速度が必要です。

速度によって 2 つのプロセスが区別されます。 RPM は 1 分あたりの回転数を表します。フライス加工には 8,000 RPM 以上が必要になることがよくあります。彫刻では 2,000 RPM 未満を使用する場合があります。

エレクトロスピンドル

エレクトロスピンドルは安定したパワーを提供します。フライス加工は彫刻よりも多くの電力を必要とします。材料の除去には力が必要です。彫刻は繊細なディテールを追求します。高いワット数はフライス加工に有利です。

彫刻には低ワット数のスピンドルが使用される場合があります。ワットは電力の単位です。フライス加工には 5kW のスピンドルを使用できます。彫刻では1kW未満を使用することが多いです。

精密な彫刻

CNC 操作では精度が重要です。フライス加工によりバルク材料が除去されます。彫刻は複雑な細部を扱います。切り込み深さが異なります。フライス加工は 3 mm などの深さまで行うことができます。

彫りは浅めで0.5mmくらいかもしれません。深さは最終製品に影響します。フライス加工では材料の除去が求められます。彫刻は繊細さを追求します。

熱の低下

熱は CNC の動作に影響を与えます。フライス加工ではより多くの熱が発生します。彫刻による熱の発生が少なくなります。フライス加工にはクーラントが不可欠です。彫刻には必ずしもクーラントが必要なわけではありません。

温度管理は非常に重要です。過熱は材料にダメージを与えます。フライス加工には 15°C の冷却液が必要になることがよくあります。彫刻は周囲の空気でなんとかできました。

軽量設計

スピンドルの重量はパフォーマンスに影響します。フライス加工では、より重いスピンドルが使用される場合があります。軽量スピンドルは彫刻に利点をもたらします。重量は操作性に影響します。フライス加工には安定性が必要です。彫刻には俊敏性が求められます。フライススピンドルの重量は 10kg になる場合があります。

彫刻スピンドルはわずか 2kg です。重量によりプロセス効率が保証されます。軽量なので精密な作業に役立ちます。ヘビーウェイトは堅牢なタスクを支援します。

 

フライス加工用の CNC スピンドルを選択する際に考慮すべき要素! 

スピンドルの速度と出力

最大回転数

フライス加工用の CNC スピンドルは、多くの場合、幅広い最大 RPM を持っています。適切な RPM の選択はプロジェクトによって異なります。たとえば、12,000 ~ 24,000 の RPM 値は、多くのフライス加工タスクに適しています。 RPM が高いほど、切断速度が速くなります。

定格電力

CNC スピンドルにはさまざまな出力定格があり、多くの場合 kW で測定されます。一般的な定格には、3.5 kW、5 kW、7.5 kW があります。 kW 定格が高いということは、スピンドルがより頑丈な材料やより要求の厳しい作業を処理できることを意味します。

トルクカーブ

トルク曲線を分析します。 Nm 単位で測定されるトルクは、スピンドルの強度を表します。フラットなトルク曲線により、あらゆる速度にわたって一貫した力が保証されます。正確なフライス加工には一貫性が非常に重要です。

モーターの種類

異なるスピンドルには異なるモーターが付属しています。 AC と DC は 2 つの主要なモーター タイプです。 AC モーターはスムーズな動作を提供し、メンテナンスの必要性が少なくなります。一方、DC モーターは多くの場合、エネルギー効率が高くなります。

 

テーパーのサイズと種類

フライス加工においては依然として精度が最も重要です。スピンドルのテーパーは、スピンドルをツールホルダーに接続します。最適な結果を得るには、適切なテーパー サイズとタイプを選択することの重要性を理解してください。

BTテーパー

日本発の BT テーパー デザインは 7:24 の比率です。世界中の製造業は、BT の高精度を高く評価しています。アジアで人気の BT は、フライス加工の精度を保証します。

キャットテーパー

米国の製品である CAT テーパーも 7:24 の比率に従います。 V フランジが特徴の CAT は、堅牢な工具保持力を提供します。アメリカの産業界は、その信頼性から CAT を好んでいます。

HSKタイプ

高速キー (HSK) により精度が向上します。欧州の設計では、その短い設計とデュアルコンタクトにより HSK が好まれています。 HSK は迅速な工具交換を保証し、効率を高めます。

スピンドルインターフェース

インターフェースはツール交換において極めて重要な役割を果たします。堅牢なインターフェイスにより、高速動作時の安定性が保証されます。最良の結果を得るには、インターフェースがフライス盤に適合していることを確認してください。

 

冷却方式(空冷または液冷)

エアブラスト

ほとんどの CNC マシンはエアブラスト方式を採用しています。空気の流れを誘導することで、切りくずや粉塵の除去に役立ちます。エア ブラスト方式は費用対効果が高く、必要なメンテナンスは最小限で、安定したパフォーマンスを提供します。

クーラントチャンネル

高速 CNC 操作では、冷却剤チャネルが重要になります。チャネルはクーラント流体を導き、効果的な切りくず除去と最適な切削条件を保証します。 CNC 専門家は、複雑なフライス加工タスクにこれを好むことがよくあります。

放熱

CNC フライス加工では、効率的な熱放散が不可欠です。過度の熱により精度が損なわれます。したがって、優れた放熱機能を備えたスピンドルを選択することが最も重要です。

温度管理

一貫した温度制御により、寿命と精度が保証されます。一般に、液冷スピンドルは空冷スピンドルよりも優れた温度制御を提供します。冷却装置などの追加の機器が必要になる場合があります。

 

ベアリングの種類と配置

アンギュラーコンタクト

高速動作にはアンギュラコンタクトベアリングを選択してください。精度が特徴であり、フライス加工作業の精度を保証します。ラジアル荷重とアキシアル荷重の両方に耐えられるため、専門家に好まれています。

ローラーベアリング

堅牢性で知られるローラーベアリングは、重い耐荷重が要求される用途に優れています。ボールベアリングとは異なり、ローラーベアリングは負荷をより広い領域に分散させ、寿命と性能を向上させます。フライス加工では、高負荷のタスクに最適です。

プリロード設定

予圧はベアリングの配置の堅さを定義します。適切なプリロード設定は極めて重要です。高すぎると、ベアリングが早期に故障する危険があります。低すぎると不正確なフライス加工が行われる可能性があります。最適な予圧によりスピンドルの剛性と精度が向上します。

ベアリングの潤滑

潤滑剤はベアリングを摩耗や損傷から保護します。グリースとオイルは主な潤滑形態として存在します。グリースはシンプルさと長寿命を提供し、密閉ベアリングのセットアップに適しています。

オイルは外部システムでよく使用され、特に高速フライススピンドルの冷却を向上させます。

 

メンテナンスの必需品! 

· 定期点検

フライス加工は、回転カッターで材料を削り出します。一方、彫刻は表面にデザインを刻み込みます。 RPM、送り速度、カッター直径はフライス加工に影響します。

彫刻の深さとチップの幅によって、デザインの明瞭さが決まります。 CNC スピンドルのコレット、モーター、ベルトなどのフライス加工コンポーネントを定期的に検査してください。すべての部品が正しく機能することを確認します。効率的な操作により、正確な結果が得られます。

· 清潔さ

破片はフライス加工プロセスに悪影響を与える可能性があります。彫刻には、明確なデザインを実現するためのきれいな表面が必要です。ほこり、削りくず、潤滑剤が蓄積する可能性があります。

圧縮空気を使用して定期的にスピンドルを清掃してください。作業スペースに障害物がないことを確認してください。きれいな CNC スピンドルにより、寿命が長くなり、一貫した結果が得られます。

· 振動チェック

振動はフライス加工の精度に影響を与えます。彫刻の場合、デザインの鮮明さに影響します。 CNC スピンドルはスムーズに動作する必要があります。過度の振動は問題を示す可能性があります。

加速度計を使用してスピンドルの振動を測定します。振動が0.01gを超える場合は技術者にご相談ください。安定性により、フライス加工と彫刻の両方の精度が保証されます。

· アライメントテスト

調整は非常に重要です。フライス加工では、ワークピースに対して垂直なカッターが必要です。彫刻には正確なツールパスが必要です。アライメントテストにはダイヤルインジケータを使用します。スピンドルは機械の軸と一致している必要があります。位置がずれていると、切断が不均一になる可能性があります。正しい位置合わせにより、CNC スピンドルの最適なパフォーマンスが保証されます。

· ベアリングの交換

ベアリングによりスピンドルの回転がスムーズになります。彼らは消耗します。フライス加工と彫刻の精度はそれらに依存します。異常なノイズに注意してください。

高い音はベアリングの問題を示しています。 6,000 時間の運転ごとにベアリングを交換してください。高品質のベアリングを使用することで、長寿命と安定したパフォーマンスが保証されます。

基準

重要性

頻度

必要なツール

必要性の指標

無視した場合の潜在的な問題

ベストプラクティス

定期点検

高い

毎月

検査チェックリスト、ゲージ

異常なノイズ、視覚的な摩耗

ダウンタイムの増加、パフォーマンスの低下

定期点検、詳細記録

清潔さ

適度

毎週

清掃用品、送風機

粉塵の蓄積、残留物

効率の低下、摩耗の増加

適切な洗浄剤の使用

振動チェック

高い

隔週

振動解析ツール、センサー

異常振動

アライメントのずれ、初期故障

定期的な監視、即時対応

アライメントテスト

致命的

四半期ごと

レーザーアライメントツール、レベル

出力ムラ、位置ズレ

精度の低下、コンポーネントの応力

精密なアライメント、定期的なテスト

ベアリングの交換

変数

必要に応じて

ベアリング、レンチセット

騒音増加、フリクション

システム障害、コンポーネントの破損

高品質のベアリング、タイムリーな交換

メンテナンスの必需品をまとめた表!

 

潤滑および冷却システム!

 

· オイルミスト

フライス加工では、回転カッターを使用して材料を除去します。彫刻では、デザインを切り込むための尖ったツールが使用されます。フライス加工では回転速度が最大12,000RPMに達します。

一方、彫刻ツールは 30,000 RPM で回転します。フライス加工には大型の CNC マシンが使用されることがよくあります。彫刻機は小型化する傾向があります。

· グリス封入

フライス加工で固体材料を成形しながら、表面にエッチングを彫刻します。フライス加工の精度は CNC スピンドルに依存します。彫刻には繊細な工具の動きが必要です。加工深さは6mmに達することがあります。彫刻の深さが0.5mmを超えることはほとんどありません。

· クーラントの種類

フライス加工では高トルクを利用して重切削を実現します。彫刻には少ない力で済みますが、より詳細な彫刻が可能です。フライス加工では、鋼やアルミニウムなどの材料が使用されることがよくあります。彫刻には真鍮などの柔らかい素材が好まれます。フライス加工用の CNC スピンドルは、彫刻作業よりも重い作業を処理します。

· 流量

フライス加工により、切断パスを通じて材料が確実に除去されます。彫刻は、あらかじめ設定されたパターンまたはデザインに従って行われます。フライスカッターのサイズは1mmから40mmまであります。彫刻ツールは0.1mmから3mm程度と細いままです。

· 温度監視

フライス加工では深い切り込みがあるため、かなりの熱が発生します。彫刻は表面操作であるため、発生する熱は少なくなります。フライス加工にはエマルジョンなどのクーラントが使用されます。彫刻では、冷却のためにエアミストを使用することがよくあります。適切な温度制御により、CNC スピンドルの寿命が保証されます。

 

スピンドルの修理と交換! 

cnc Spindle Repairs

· 摩耗解析

フライス加工では、回転カッターを使用して材料を削り出します。一方、彫刻は表面にデザインを刻みます。フライス加工の場合、CNC スピンドルは 8,000 ~ 30,000 の範囲の RPM を必要とすることがよくあります。通常、彫刻ツールには低速が必要です。

フライススピンドルは絶えず回転するため摩耗に直面します。定期的なチェックは、スピンドルの最適な RPM 範囲を維持するのに役立ちます。

· シャフトの再研磨

フライス加工ではシャフトが摩耗します。彫刻には同じ力がかかりません。フライス加工用の CNC スピンドルのシャフトは再研磨が必要です。

一般的なフライススピンドルシャフトの寸法は、直径 50 mm、長さ 200 mm です。再研磨により、シャフトのサイズが設定パラメータ内に収まり、精度が保証されます。

· ベアリングの交換

ベアリングはフライス加工において極めて重要な役割を果たします。彫刻はそれらにあまり依存しません。フライス加工用のスピンドルには、通常クラス P4 または ABEC-7 に分類される強力なベアリングが必要です。連続的なフライス加工作業により、これらのベアリングが摩耗する可能性があります。ベアリングを交換すると、スピンドルの安定性と精度が維持されます。

· バランステスト

フライス加工にはバランスが重要です。彫刻ではバランスはあまり必要ありません。フライス加工用の CNC スピンドルは、最大 25,000 RPM の速度で G2.5 バランス グレードを備えている必要があります。

バランステストにより、スピンドルが過剰な振動なく動作することが確認され、機械とワークピースが保護されます。

· 設備変更

フライス加工では、彫刻とは異なるツールを使用します。彫刻では細部に重点が置かれますが、フライス加工では材料の除去が優先されます。フライス加工用の CNC スピンドルは定期的な工具交換が必要です。

ツールホルダー、コレット、プルスタッドは頻繁に交換される部品です。工具の再調整により、フライス加工作業における効率的、正確、かつスムーズな作業が保証されます。

 

結論

フライス加工用の CNC スピンドルを熟知することで、完璧な加工結果が保証されます。選択とメンテナンスを徹底的に把握することが非常に重要です。適切なスピンドルを選択すると、パフォーマンスが向上します。さらに詳しい情報と一流のフライス加工ソリューションについては、次のサイトをご覧ください。 クンシアンセン。常に先を行き、最新情報を入手してください。

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