CNC 旋盤の旋削プロセスを理解する

CNC テクノロジーは、手作業をまったく別のレベルに引き上げるため、機械加工業界での人気が高まっています。高度な精度や再現性などの機能により、製造プロセスの全体的な効率と生産性が向上します。

旋削加工の種類や特定の要件に応じて、機械はさまざまな形状やサイズを生産できます。この概念はシンプルで理解しやすいように見えますが、操作に適切な切削工具を選択するには、CNC システムのプログラミングに関する高度な専門知識が必要です。

どのように現代なのか疑問に思っている場合は、 CNC旋盤 この詳細なガイドは、CNC 旋盤旋削のコンポーネントと操作に関するすべての質問に答えます。

CNC旋盤旋削とは何を意味しますか?

CNC 旋盤旋削プロセスとは、高度な技術を使用して、一般に円筒形の材料を成形することを意味します。素材を機械で回転させ、不要な部分を削り取って目的の形状にしていきます。コンピューター制御の機械を使用しているため、最終結果は非常に正確で自動化されています。

より深く理解するために、「CNC 旋盤旋削プロセス」というフレーズの簡単な内訳を見てみましょう。

● CNC：Computer Numerical Controlの略。これは、コンピューターが機械の動きを制御して、正確かつ自動化された設計を作成することを意味します。

● 旋盤: 通常、旋盤は、軸の周りでワークピースを回転させて、切断、サンディング、ローレット加工、穴あけ、変形、面削り、旋削などの作業を実行する機械です。ここで、CNC 旋盤とは、切削工具に当ててワークピース (金属または木材) を回転させる機械を指します。

● 旋削加工: ワークピースは余分な部分を取り除き、希望の形状に「回転」します。旋盤旋削では、通常、不要な材料を切り取って円筒形状を作成します。

したがって、「CNC 旋盤旋盤加工」というときは、高度な技術 (コンピュータ制御) を使用して、材料を回転させ、不要な部分を切り取って特定の形状 (ほとんどの場合円筒形) を与えることを意味します。

CNC 旋盤旋削コンポーネントの詳細ガイド 

CNC 旋盤旋削では、多数のコンポーネントを使用して材料を円筒形または楕円形の部品に切断します。

通常、すべてのタイプの旋盤には同様のコンポーネントが含まれています。これらは、旋削する材料を固定し、切削工具を選択し、加工作業全体で旋盤の正確な動きをガイドするために CNC システムをプログラムするために使用されます。

旋盤旋削の仕組みについて詳しく調べる前に、これらのコンポーネントについて詳しく説明します。

1. CNC制御盤

CNC 旋盤旋削のコントロール パネルは、コンピュータの CPU に似ています。これらは旋盤旋削の最も重要な部分の 1 つであり、複雑な機械加工作業を指示および監督する責任を負います。

機械工や技術者はコントロール パネルからコードとプログラムを入力し、コントロール パネルが指示を解読して機械を誘導して材料を成形します。これらの指示は、プロジェクトの開始、コードの入力、終了など、コントロール パネルのさまざまなキーを使用して行われます。

2. CNCスピンドル 

一般に、CNC スピンドルは機械内部の回転軸の中心に位置するシャフトです。これは、制御パネルに次ぐ主要コンポーネントの 1 つであり、切削工具の保持と回転を担当します。

機械工や技術者がコントロール パネルからコードやプログラムを入力すると、そのコマンドには、必要な切削の速度、方向、深さに関する CNC スピンドルへの指示が含まれます。

3. CNC ヘッドストック 

CNC 旋盤主軸台は機械内のいくつかの役割を担っており、要件に応じてさまざまな形状になります。

まず、さまざまな旋盤コンポーネントに動力を供給するギア機構として機能します。また、機械加工中のワークの回転運動の中心ハブとしても機能します。

ただし、CNC 旋盤主軸台の主な機能はワークピースを固定することです。主軸は主軸台の中心にあり、主軸と連動してワークを保持します。この機構が連携して、旋削、穴あけ、その他の機械加工プロセスに必要な回転運動を生み出します。

さらに、主軸台には、他の機械部品の中でも、ギア、チャック、制御レバーなどのさまざまなサブコンポーネントが含まれています。機械加工作業の正確な要件に応じて、この機構はチャックまたはコレットの形をとることができます。

4. CNC心押し台

心押し台は、CNC 旋盤旋削において主軸台と同じくらい重要で、主軸台の反対側に位置します。この 2 つは連携して、切断作業中にワークピースを保持します。

主軸台は主軸とともにワークに回転運動を与えますが、心押し台は加工中のたわみや振動を防ぎます。

また、主軸台は回転できますが、心押し台は回転せず、ワークピースの反対側の端を支持する役割のみを担います。同様に、ヘッドストックも通常は調整できません。ただし、心押し台は、さまざまな長さのワークピースに対応できるように、旋盤ベッドに沿って調整できることがよくあります。

簡単に言うと、CNC 旋盤では主軸台と心押し台の両方に独自の機能が備わっていますが、これらが連携してワークピースを保持します。

よりよく理解するには、CNC 旋盤旋削における主軸台と心押し台の次の比較表を参照してください。

5. ベッド

ベッドは主軸台、チャック、心押し台など、他のあらゆるものに取り付けられているため、旋盤の最も重要なコンポーネントです。

CNC 旋盤のベッド設計には、フラットベッドとスラントベッドの 2 種類があります。 2 つの主な違いはその構造です。フラットベッド設計では、2 つのレールが接地面と平行に走ります。一方、傾斜ベッドには、接地面が 30°、45°、60°、75° などの角度で交差する 2 本のレールがあります。

それ以外にも、次のような違いがあります。

● フラットベッド設計では、レールが平行に配置されているため、より多くの水平スペースが必要ですが、スラントベッドでは、傾斜したデザインにより設置面積がよりコンパクトになるため、必要なスペースが少なくなります。

● フラットベッド設計では、切りくずは作業領域から自然に落ちるため、廃棄は簡単です。一方、切りくずは傾斜面を滑り落ちて切りくずの排出を助けます。

● フラットベッドは平行レール設計により、スラントベッドよりも剛性が高くなります。傾斜ベッドの場合、傾斜したデザインにより、特に重切削時の剛性と安定性が向上します。

● フラットベッドは操作が簡単で、セットアップやツールの交換のためにワークピースに素早くアクセスできます。傾斜ベッドの場合、ワークピースにアクセスするのは難しい場合がありますが、傾斜した位置により加工中の視認性が向上します。これはフラットベッドの場合には当てはまりません。

● フラットベッドはシンプルなデザインのため、スラントベッドよりもコストがかかりません。

通常、フラットベッドは横型 CNC 旋盤で使用されます。このような設計では、ワークピースは水平に取り付けられ、水平軸の周りを回転します。切削工具はワークピースの上に配置され、X 軸と Z 軸に沿って移動してさまざまな加工操作を実行します。

6. チャック 

チャックは旋削加工においてワークピースを保持します。通常、それらには次の 3 つのタイプがあります。

● 油圧チャック CNC 旋盤アプリケーションで使用される最も一般的なタイプです。高速ロータリーシリンダーと高速回転を組み合わせて作業を完了します。精度も高く、クランプ力も安定しているため、価格は高めです。

● 電気チャック 家庭用旋盤加工でよく使用されます。また、回転できないことを除けば、精度が高く、ハードなクランプでも機能します。油圧チャックと比較すると、電動チャックは安定性が低いため、家庭での使用に適しています。油圧チャックに比べて設置が容易で、価格も比較的手頃です。

● エアチャック 最も安価ですが、油圧チャックや電動チャックに比べてクランプ力の安定性に劣ります。このため、精度がそれほど重要ではない小規模な作業場など、要求がそれほど厳しくない旋盤加工でよく使用されます。

7。 馬車

キャリッジは主軸台と心押し台の間にあります。サドル、クロススライド、エプロンなどの重要な要素はすべてキャリッジに配置されており、キャリッジは切削工具のガイドとして機能します。その主な目的は、ワークピースの外側を横切る工具の制御された動きを指示することです。

8. 切削工具

切削工具は、旋削中に材料を除去するさまざまなコンポーネントで構成されています。作業の厳しさに応じて、さまざまな旋盤には、切削される材料の特定の要件に応じて機能する独自の工具ビットが搭載されています。

9. ツールタレット

ツールタレットは旋盤上のさまざまなツールを保持します。ツールを運ぶツールタレットの容量は、その設計に基づいています。複数のツールを保持できるタレットもあれば、特定のツールを運ぶように設計されたタレットもあります。このため、旋削加工の要件に応じて旋盤用の工具タレットを慎重に選択することが重要です。

10. フットペダル

フット ペダルを使用すると、心押し台やチャックなどのコンポーネントを素早く開閉する簡単な方法が得られます。単純な作業のように思えるかもしれませんが、旋削プロセス全体の全体的な効率に大きく貢献します。

簡単な概要

簡単にまとめると、CNC 旋盤旋削のコンポーネントとその基本操作は次のとおりです。

CNC 旋盤の旋削プロセスを理解する

上記のすべてのコンポーネントを使用して、機械は材料を必要な形状に切断します。ただし、各タスクの特定の要件に依存するため、すべての切断操作ですべてのコンポーネントが使用されるわけではありません。

一般に、CNC 旋盤旋削プロセスは機械工から始まります。 ツールパス、切削パラメータ、主軸のその他の仕様など、すべての指示をコントロール パネルに入力します。 CNC コントロール パネルは CNC スピンドルを作動させ、回転の速度と方向を決定します。

それが起こると、CNC 主軸台のチャックがワークピースを所定の位置にしっかりとクランプし、いつでも切断できるようになります。後部の心押し台も必要な場合にのみ作動し、追加のサポートを提供するためにベッドに沿って調整されます。

次に、ツール タレットに、作業の実行に必要な切削工具がロードされます。作業ごとに異なる切削工具が必要となり、それらはすべてタレットにロードされます。

機械工は再びコントロール パネルに指示を入力してツールパスを設定し、切込み深さ、送り速度、工具の噛み合いなどの切削パラメータを調整します。次に、キャリッジが切削工具をガイドしてワークピース上を移動し、希望の形状に切削します。旋削プロセス全体を通じて、CNC システムは動作を監視し、必要に応じてリアルタイムで調整を行います。

最後の言葉 

要約すると、CNC 旋盤旋削は、金属、プラスチック、木材などの材料を円筒形に切断するプロセスです。 CNC 旋盤にはさまざまな種類があり、それぞれが特定の作業に対応します。しかし通常、すべての機械は、コントロール パネル、スピンドル、主軸台、心押し台、ベッド、チャックとキャリッジ、工具タレットと切削工具、フット ペダルなどのコンポーネントを使用して動作します。これらのコンポーネントはすべて、機械工が入力したコマンドに従ってワークピースを回転させ、不要な部分を切断して必要な形状を実現します。