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CNC の謎を解く: CNC 加工プロセスの種類に関する完全ガイド!

Aug 09, 2023

CNC (コンピュータ数値制御) の世界へようこそ。このガイドでは、さまざまな種類の CNC 加工プロセスについて詳しく説明します。現代の製造におけるそれらの重要性について学び、その機能を理解してください。この洞察力に富んだ旅は、CNC の複雑な世界を解明することを目的としています。

CNCの基礎!

CNC 加工の定義

CNC (コンピュータ数値制御) は、工作機械の動作を制御します。機械加工プロセスでは、事前にプログラムされたコンピューター ソフトウェアが工具の動きを決定します。

CNC 加工は、製造に精度、速度、柔軟性をもたらします。 CNC を使用すると、驚くべき効率で正確な切断が行われます。自動ツールは金属やプラスチックなどを扱います。

CNC 加工プロセスの種類には次のものがあります。 CNCフライス盤、旋盤加工、研削加工。高度な技術により複雑なカットが可能になります。

CNC加工の基本原理

CNC 加工はデジタル命令に依存します。これらのコマンドは、コンピューター支援設計 (CAD) ファイルから取得されます。次に、CAD 設計が CNC プログラムに変換されます。英数字システムである G コードは、正確なツールパスを提供します。 CNC 加工では、正確で再現性のある動作が鍵となります。

各操作は厳密な調整に従います。マシンは X、Y、Z 軸上を移動します。精度と制御は CNC 加工の核心です。

 

現代の製造における CNC の重要性

· 大量生産

CNC マシンは短時間で多くの部品を製造します。すべての部品は同じです。大量注文の場合は、CNC に頼ることができます。

· 精密製造

CNC は常に完璧な部品を提供します。機械は計画に従い、間違いを犯しません。

· 複雑なデザイン

CNC では難しい形状の部品も作成できます。車のエンジン部品や飛行機の部品を思い浮かべてください。

· 高速

CNCは速いです。電源を入れるとすぐに部品の作成が始まります。待ち時間も時間の無駄もありません。

· 再現性

CNC を使用すると、すべての部品が同じように見えます。 1 つまたは 1,000 つ作成すると、すべて一致します。

· コスト効率

CNC マシンはコストを節約します。使用する材料も少なくなり、必要な労働者も少なくなります。

· 限られた人間の介入

一度セットアップすると、CNC マシンは自動的に動作します。彼らは人々の助けをほとんど必要としません。

· スケーラビリティ

CNC マシンでは多くの部品を製造できます。さらに必要な場合は、マシンを追加してください。

· 廃棄物の削減

CNC マシンは材料をうまく利用します。部品の形状に近い形でカットしていきます。これにより、スクラップが少なくなります。

· カスタマイズ

CNC マシンは必要なあらゆる部品を製造します。マシン内の計画を変更するだけです。

CNC と従来の機械加工プロセスの違い

· 自動化レベル

CNC マシンはそれ自体で動作します。従来の機械には、それをガイドする作業員が必要です。

· 精度

CNC マシンは常に完璧な部品を作成します。従来の機械は間違いを犯す可能性があります。

· スピード

CNC マシンは高速に動作します。従来の機械は作業者のスピードに合わせて動作します。

· 再現性

CNC マシンは適合する部品を製造します。従来のマシンは異なる場合があります。

· 設定時間

CNC マシンのセットアップには時間がかかります。しかし、一度始めると、作業は早くなります。従来のマシンはセットアップは速くなりますが、動作は遅くなります。

· 柔軟性

CNC マシンはあらゆる部品を製造できます。計画を変更すると、新しい部分が作成されます。従来の機械は各部品に専用の工具が必要でした。

· 労働集約度

CNC マシンは少数の労働者を必要とします。従来の機械では各ステップに作業者が必要です。

· 料金

CNC マシンの購入には高価ですが、時間の経過とともにコストを節約できます。従来の機械はコストは低いですが、より多くの労働者が必要です。

· トレーニング

作業者は CNC マシンを使用するためのトレーニングが必要です。従来の機械にはスキルと経験が必要です。

· スケーラビリティ

CNC マシンでは多くの部品を製造できます。従来の機械では製造される部品の数が少なくなります。より多くの部品を製造するには、CNC マシンを追加するか、従来のマシンの労働者をさらに雇用します。

 

CNC加工プロセス!

· デザインする

CNC 加工プロセスの中心となるのは、綿密に計画された設計です。設計は CAD ソフトウェアから始まり、2D または 3D モデルを作成します。熟練したエンジニアがモデルに潜在的な欠陥がないか分析します。

正確な設計が高精度の製品を生み出します。 CNC マシンはこれらのデザインを有形のオブジェクトに変換します。これは人間の創意工夫の証です。

 

· プログラミング

CNC マシンは部品を製造するために正確な指示を必要とします。 G コードとして知られるこれらの命令は、機械の動きをガイドします。ハイエンドの CAM ソフトウェアは、設計データをこの言語に変換します。明確なプログラミングにより、完璧な製品の作成が保証されます。

 

· ツールのセットアップ

工作機械のセットアップには注意と正確さが必要です。ドリルや旋盤工具など、適切な工具を選択することが最も重要です。工具のセットアップには、主軸速度と送り速度の決定が含まれます。正確な工具設定により、高品質の製造結果が約束されます。

 

· 治具

重要なプロセスである固定は、作業中にワークを固定します。一般的な治具には、クランプ、バイス、治具などがあります。効果的な固定によりワークの移動が防止され、精度と安全性が向上します。

 

· 機械加工

CNC立型マシニングセンター 相は原材料を目的の形状に変換します。工作機械は余分な材料を絶対的な精度で除去します。 CNC マシンは、金属、プラスチック、木材を簡単に処理できます。プロセスを精密に制御することで、比類のない製品品質が得られます。

 

· 品質チェック

製造されたすべての部品は厳格な品質検査を受けます。現代の技術寸法精度を高めるための三次元測定機 (CMM) が含まれています。非破壊検査 (NDT) では、内部欠陥を評価できます。 CNC マシンは厳格な品質検査を通じて、完璧な製品を保証します。

 

· バリ取り

バリ取りは、加工後に残った残留材料を除去します。ヤスリがけ、ブラッシング、タンブリングなどの手作業による方法が一般的です。さらに、熱エネルギー法 (TEM) は自動化された代替手段を提供します。バリ取りを行うことで、製品の外観と機能性が向上します。

 

· 後処理

後処理により製品特性が向上します。熱処理、コーティング、塗装などのプロセスにより、部品の寿命が延びます。これらの処理により、耐磨耗性が向上すると同時に、美的魅力が得られます。

 

· 検査

検査段階では最終製品を検証します。正確な測定にはノギスやマイクロメーターなどのツールが使用されます。レーザー スキャナは、複雑な形状をデジタル化する代替手段を提供します。詳細な検査により、すべての仕様が満たされていることを確認します。

 

· 包装

適切な梱包により、完成品の完全性が保たれます。鋭利なエッジや繊細な部分を保護するために特別な注意が払われています。カスタマイズされた梱包ソリューションは、さまざまな製品のサイズや形状に対応します。丁寧な梱包により、CNC で製造された部品は完璧な状態で目的地に届きます。

 

CNCマシンの種類!

· フライス盤

フライス盤は極めて重要な工具であり、精度を高めます。フライス加工では、さまざまな工具が回転してワークピースの形状を整えます。速度はさまざまで、多くの場合 1000 RPM に達し、さまざまな材質に対応します。

高速度鋼 (HSS) または超硬が代表的な工具材料です。正確な動きは直線軸 X、Y、Z によるものです。専門知識により、複雑な形状におけるその優位性が明らかになります。

 

· 旋盤

回転で有名な旋盤は、円筒形のワークピースで主流です。切削工具が部品を再形成しながら、軸を中心に部品を回転させます。通常は金属製の対称オブジェクトを作成するために使用されます。旋盤は多くの場合 2000 RPM に達し、完璧な精度を実現します。専門家が支持する CNC 旋盤 大量生産用。

 

· プラズマカッター

専門家の間ではプラズマカッターが目立っている。高温に加熱されたプラズマは、鋼鉄やアルミニウムなどの材料を切り裂くことができます。カッターのアンペア範囲は 50 ~ 60 アンペアです。プロ仕様のモデルでは 80 アンペアに達する場合もあります。その結果、きれいで滑らかなカットが得られます。

 

· レーザー加工機

カット用や、 彫刻およびフライス盤、レーザー機械が第一の選択肢です。 CO2 レーザーは 12,000 ~ 20,000 時間という驚異的な寿命を備えており、一般的です。工業グレードの機械は多くの場合 1000 ~ 4000 ワットに達し、正確な切断を実現します。専門家は、一貫した高品質の結果をもたらすレーザー装置を高く評価しています。

 

· ルーターマシン

CNC ルーターの特徴は多用途性です。主に、木材、プラスチック、さらには金属などの材料の切断、トリミング、成形に使用されます。ルーターのスピンドル速度は最大 20000 RPM です。専門家は多目的に使用できるルーターを高く評価しています。

 

· 放電加工機 (EDM)

EDM は、放電を利用して材料を成形します。ワークピースとツールの 2 つの電極で構成され、火花はそれらの間を飛び越えます。電圧は50~380Vまで変化します。 EDM は硬質材料に最適であり、専門家の多用途性の証です。

 

· ウォータージェットカッター

ウォータージェット切断では、水圧が 60,000 PSI に達することがあります。研磨剤を添加することで、より硬い材料を切断することができます。熱影響部 (HAZ) を残さないことで知られており、高温に敏感な材料に最適です。

 

· スイスの機械

ガイド ブッシュで知られるスイス スタイルの旋盤は、精密な切削動作を実現します。動作速度は最高 10000 RPM に達することがあります。並外れた精度を提供するため、小型で複雑な部品に最適です。

 

· グラインダー

CNC グラインダーは高精度を提供します。グラインダーは回転砥石を使用してワークピースを摩耗させ、良好な表面仕上げを行います。ホイール速度は12000 RPMに達することがあります。専門家は仕上げ能力を求めてグラインダーを求めています。

 

· 3Dプリンター

革新的な 3D プリンターは、オブジェクトをレイヤーごとに構築します。 ABS または PLA 素材の場合、ノズル温度は 200 ~ 250°C に達することがあります。 3D プリンターは複雑な形状の作成を可能にすることで知られ、製造慣行を変革しました。

 

CNC加工の種類!

· 掘削

CNCボール盤 重要な意味を持っています。頻繁に使用されるこのツールでは、回転工具を使用して金属を除去し、穴を開けます。深さと直径の制御により精度が保証されます。

ツイストドリル、ステップドリル、コアドリルなど豊富なドリルビットで多様なニーズに対応します。したがって、CNC 加工における穴あけが効果的な製造には重要であることを理解してください。

 

· フライス加工

次に、CNC 機械加工の多用途プロセスであるフライス加工について考えてみましょう。フライス盤はカッターを使用してワークピースから材料を除去します。カッターは高速回転し、0.001インチの微細なカットを実現します。エンドミルやフェイスミルなどの多彩な刃物を使用し、複雑な形状もあっという間に仕上げます。

 

· 旋回

一般的な CNC 加工プロセスである旋削では、回転するワークピースを成形する固定工具が必要です。旋盤はワークピースを保持し、切削工具に対してワークピースを回転させます。切り込み深さを正確に制御することで、旋削加工により円筒形状の精度が保証されます。形。

 

· 研削

もう 1 つの注目すべき CNC 加工プロセスである研削では、表面を研磨して滑らかな仕上げを実現します。平面研削盤、円筒研削盤、センタレス研削盤は、金属表面に最も細かいディテールを生み出します。 0.0001 インチまでの精度で研削することで、比類のない仕上がりが得られます。

 

· つまらない

CNC 加工では、既存の穴を拡大するボーリング作業が行われます。 0.0005インチの直径精度で、 横中ぐり盤 正確できれいな穴を実現します。 CNC コントローラーによってガイドされる特殊ボーリングバーにより、正確な穴拡張が保証されます。

· タッピング

タッピングは CNC 加工の分野において不可欠です。あらかじめ開けられた穴に雌ねじを加工します。スパイラルフルートやプラグなどのさまざまなタップを使用すると、さまざまなねじサイズを実現でき、ボルトやねじに確実にフィットします。

 

· リーミング

リーマ加工は、ドリル穴を微細化する仕上げ加工です。この CNC 加工プロセスでは、多刃の切削工具を使用し、穴の精度と滑らかさを向上させます。最大 0.0002 インチの寸法精度を備えたリーミングにより、正確な穴が保証されます。

 

· ねじ切り

CNC 加工では、ねじ切りによってワークピースに雄ねじが作成されます。旋削、フライス加工、またはタッピングを使用して、ねじ、ボルト、ナット用のねじ山を形成できます。 CNC コントローラーは、正確なねじのサイズ、ピッチ、深さを保証します。

 

· 旋盤加工

旋盤加工は旋削加工に似ており、固定工具を使用して回転ワークピースを成形する作業を伴います。ただし、旋盤加工では旋盤と呼ばれる専用の機械を使用するため、より複雑な形状を作成することができます。単純な円柱から複雑な輪郭まで、旋盤加工で実現します。

 

· ブローチ加工

最後に、ブローチ加工は、正確な切断のための CNC 機械加工プロセスです。ブローチと呼ばれる多歯工具を使用して、直線または回転切断を実行します。ブローチ加工はより専門的ですが、高精度と優れた表面仕上げを実現します。

 

CNC と CAD/CAM ソフトウェアの相互作用!

CNCにおけるCADの役割

· デザイン制作

CNC 加工プロセスの一種では、CAD ソフトウェアは詳細な 2D または 3D 設計の作成に役立ちます。各デザインは完成した部品またはコンポーネントを表すことができます。

· 3Dモデリング

CAD ソフトウェアは 3D モデルを生成します。明確な視覚化により、潜在的なエラーを発見しやすくなります。

· プロトタイピング

CAD 設計により、仮想プロトタイピングも可能になります。設計をデジタルでテストすることで、無駄を減らし、コストを節約できます。

· 材料の選択

CADを使用すると、設計ごとに材料特性を選択できます。スチール、アルミニウム、またはプラスチックが一般的な選択肢です。

· エラー検出

CAD を使用すると、設計の初期段階でエラーを検出できます。このようなステップにより、加工中の問題が防止されます。

· 部品の組み立て

部品の組み立ても CAD で仮想的に行われ、実際の生産前に完璧なフィット感が保証されます。

 

CNCにおけるCAMの役割

· ツールパスの生成

CAM ソフトウェアがツールパスを生成します。各パスは、材料を目的のパーツに成形するために不可欠です。

· Gコードの作成

ツールパスの生成後、CAM は G コードを作成します。 G コードは、CNC マシンが彫刻、穴あけ、またはフライス加工を行うようにガイドします。

· シミュレーション

CAM を使用すると、加工プロセスのシミュレーションが可能になります。シミュレーションにより、最終結果の概要を確認できます。

· サイクルタイムの見積もり

CAM ソフトウェアは、合計サイクル タイムの推定値を提供します。このような情報は、スケジュール設定やコスト計算に役立ちます。

· 後処理

CAM の後処理には、ツールパス データの特定の機械語への変換が含まれます。

· ジョブ管理

CAM を使用すると、効率的なジョブ管理が可能になります。タスクの割り当てにより、加工プロセスにおけるスムーズなワークフローを確保できます。

 

結論

CNC プロセスの中心部に飛び込むことで、現代の製造の背後にある複雑さを解明します。 CNC マシンの種類と基礎となるコードを把握すると、理解を深めることができます。

今すぐ賢い選択をしてください。訪問 CNCYANGSEN CNC プロセスの領域についてさらに詳しく知るには。知識を活用して製造上の意思決定を行ってください。

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