2024 年の CNC フライス加工について知っておくべきこと

前書き

CNC フライス加工は、Computer Numerical Control Milling の略で、コンピュータ制御の機械を使用してワークピースから材料を除去して材料を成形するサブトラクティブ製造プロセスです。その精度、効率性、および複雑な部品を高度に製造できる能力によって定義されます。正確さ。

CNC フライス加工の進化は、機械の機能、ソフトウェアの統合、材料の互換性を向上させる技術の進歩によって特徴づけられており、2024 年までに自動化、人工知能、持続可能な実践との統合がさらに進むと予想されます。

一緒に CNC フライス加工の世界を深く掘り下げてみましょう。

CNC フライス加工技術の基礎

CNC フライス加工プロセス

CNC フライス加工の洗練された世界では、機械部品の作成はデジタル領域で始まる作業であり、設計者は CAD ソフトウェアを巧みに利用して細心の注意を払って仮想モデルを作成し、3D デジタル空間内で複雑なデザインを形にします。

デジタル設計図が完成すると、専用のソフトウェアによって G コードに変換され、その設計がフライス盤の詳細な命令セットに変換され、この G コードが機械のガイドとして機能し、機械のあらゆる動きを正確に指示します。

次に、プロセスは機械のセットアップに進み、ワークピースがベッド上にしっかりと配置され、フライス加工ツールが作業を開始できるように準備が整い、材料除去プロセスの段階が準備されます。

最後に、CNC マシンが動き出すと、G コード スクリプトに従って系統的に正確にスピンドルが回転し、切削工具がワークピース上を滑り、意図したデザインに合わせて材料を細心の注意を払って成形し、芸術性と芸術性を融合させます。金属と機械のシームレスなダンスにおける機能性。

CNC フライス盤のコンポーネント

精密機械加工において、それぞれの部品が異なる役割を果たしています。機械の中心となるコンポーネントを見てみましょう。

1. CNC フライス盤のベッド

CNC フライス盤のベッドは基盤であり、揺るぎないサポートと安定性を提供します。たわみに耐えるように設計されており、切断プロセス中にワークピースが安定した状態を維持します。これは、あらゆる操作で精度と精度を維持するために重要です。

2. CNCフライス盤のコラム

コラムはベッドから立ち上がるそびえ立つ構造で、フライス盤の垂直方向の動きのガイドとして機能し、スピンドルを収容し、Z 軸の動きを担当し、切削工具をワークピースに正確に供給します。カットの深さと垂直精度。

3. CNCフライス盤のスピンドル

スピンドルは CNC フライス盤の心臓部であり、そこに切削工具が取り付けられ、高速で回転して工具の切削力をワークピースに伝達します。スピンドルの速度と位置の精度は、切削工具の品質と効率にとって極めて重要です。フライス加工。

4. CNC フライス盤のツーリング

ツーリングは文字通り加工の最先端であり、形状の荒加工から仕上げ仕上げに至るまで、さまざまな作業を実行するさまざまなツールが含まれています。ツーリングの選択と状態は、機械の幅広い切削能力に直接影響します。材料を選択し、希望の表面仕上げを実現します。

CNC フライス加工と CNC 旋削加工

1. CNC 旋削との比較:

CNC 旋削は対称部品の作成に最適な回転プロセスですが、CNC フライス加工は複雑で非対称な形状を処理できる柔軟性を備えているため、幅広い部品設計に適しています。

2. 各工程の特徴：

各プロセスには独自の機能があり、CNC フライス加工の多軸移動機能により複雑な部品の製造が可能になります。一方、旋削加工は回転対称に特化したものであり、メーカーが特定のニーズに合わせて適切なプロセスを選択するのに役立ちます。

さまざまな種類の CNC フライス盤

フライス盤には、立型、横型、5 軸フライス盤など、さまざまな種類があります。各タイプのフライス盤には独自の利点があり、プロジェクトの特定の要件に基づいて使用されます。

立型 CNC フライス盤:

縦型フライス盤は最も一般的なタイプで、垂直方向と水平方向に動くスピンドルを備えており、平面の加工に最適であり、試作や少量生産によく使用されます。

横型CNCフライス盤:

水平方向のスピンドルを備えたこれらの機械は、その剛性と安定性により、大型部品の加工に最適であり、重負荷の加工作業によく使用されます。

CNC ベッドフライス盤:

テーブルが全方向に移動し、主軸が固定された大型の機械で、大型重量部品の高精度加工に最適です。

ガントリー CNC フライス盤:

広い作業領域で知られるこれらの機械は、スピンドルとコラムを運ぶ可動ガントリー構造を備えており、非常に大きな部品の加工が可能です。

5軸フライス盤:

4 軸フライス盤とは異なり、5 軸 CNC フライス盤は 2 軸周りの回転を含む 5 つの異なる方向に移動でき、複雑なディテールが必要な複雑な 3 次元形状に最適です。

高速CNCフライス盤:

これらの機械は高速加工用に設計されており、高速かつ送りで動作できるため、生産時間を大幅に短縮できます。

CNC フライス加工オペレーション

ツールパスと切削戦略

1.ツールパス

ツールパスは、ワークピース上での工具の移動を決定する綿密に計画されたルートであり、効率と精度の両方を保証し、無駄を最小限に抑えながら最大の精度で望ましい結果を達成するためにフライス加工プロセスを最適化します。

2. カット戦略

切断戦略は目前の作業に合わせて調整され、粗加工プロセスで材料を迅速に排出するためのジグザグ パターンや、滑らかで洗練された仕上げを実現する輪郭加工技術を採用しています。各戦略は、速度と正確な切断の必要性のバランスを考慮して選択され、状況に応じて調整されます。材質や部品の仕様など。

CNC フライス加工方法: 角度フライス、正面フライス、平面フライス、およびフォームフライス加工

1. 角度フライス加工

アンギュラフライス加工は、角度のある表面やフィーチャを作成できることが特徴で、工具の回転軸がワークピースに対して特定の角度に設定されることで定義され、複雑な幾何学的形状の作成と公差が厳しい領域での効率的な材料除去が可能になります。

2. 正面フライス加工

正面フライス加工は、平坦な平面を正確に作成することを目的としており、工具の回転軸がワークピースの表面に対して垂直であるため、大きな表面積に最適であり、多くの場合、部品の必要な寸法を達成するための最初のステップとなります。 。

3.平面フライス加工

プレーンフライス加工は、切削工具の軸がワークピースの表面と平行になる単純なプロセスで、溝加工やプロファイル加工から広い表面の滑らかな仕上げまで、さまざまな用途に使用されます。多くのフライス加工作業。

4. フォームミリング

成形フライス加工は、複雑で不規則な表面を作成する技術であり、目的の輪郭や形状を実現するには、特殊なツールと慎重な計画が必要です。この技術は、標準的なフライス加工プロセスでは製造できない独特な形状の部品を製造する場合に特に役立ちます。

CNC フライス加工の仕上げ技術

1. 表面仕上げとその用途

CNC フライス加工の表面仕上げは、部品の特定の機能要件や美的基準を満たすために適用され、マットから光沢まであります。それぞれの仕上げは、耐摩耗性の向上や耐摩耗性の向上などの目的に役立ちます。摩擦、または単に見栄えを良くするためです。

2. 部品マーキング技術

レーザー彫刻やシルク スクリーンなどのパーツ マーキング技術は、パーツの明確な識別、ブランド化、または純粋な装飾目的に使用され、パーツにテキストの詳細を追加し、その価値を高めます。そして機能性。

CNC フライス加工で使用される一般的な材料

1. CNC フライス加工で使用されるプラスチック:

プラスチックは、軽量で加工が容易であるため、CNC フライス加工で好まれており、成形性と耐食性により、プロトタイピングから機能部品までの幅広い用途に適しています。

2. CNC フライス加工で使用されるアルミニウム:

アルミニウムは、その優れた強度対重量比で際立っており、その柔らかさと非鉄性のおかげで、部品の強度と軽量性の両方を必要とする航空宇宙や自動車などの業界で頼りになる素材です。自然な性質により、工具の摩耗が軽減されます。

3. CNC フライス加工で使用される鋼:

スチールはその耐久性と強度が高く評価されており、耐久性の高い用途に最適です。その硬さにより、CNC フライス加工では大きな課題が生じますが、スチールであれば、その努力に見合った結果が得られます。建設、機械、工具に使用されるコンポーネント。

CNC フライス加工の利点

精度と精度

CNC フライス加工は、加工作業において比類のない精度と精度を実現し、厳しい公差で一貫した信頼性の高い結果を保証します。このレベルの精度は、高品質のコンポーネントを必要とする産業にとって非常に重要です。

CNC フライス加工を使用すると、メーカーは複雑な形状や複雑なデザインを最高の精度で実現できるため、誤差の範囲が減り、製品全体の品質が向上します。

効率とスピード

CNC フライス加工の主な利点の 1 つは、従来の機械加工方法と比較して部品製造の効率と速度が向上することです。CNC フライス盤の自動化により、コンポーネントを迅速かつ正確に製造できるようになります。

CNC フライス加工は、製造プロセスを合理化し、手作業による介入を最小限に抑えることで、生産性を向上させ、リードタイムを短縮し、大量生産やプロトタイピングに理想的な選択肢となります。

費用対効果

CNC フライス加工のもう 1 つの利点は、コスト効率が高いことです。カム ソフトウェアを使用してフライス加工ツールを簡単に変更および制御できるため、材料と時間の無駄が少なくなり、CNC フライス加工の作業プロセスのコスト効率が向上します。 、CNC フライス加工プロセスは、各プロジェクトの特定のニーズに合わせてカスタマイズできるため、カスタム製造サービスにとって理想的な選択肢となります。

CNC フライス加工は、切削戦略とツールパスを最適化することで材料の無駄を最小限に抑え、高い利用率を確保し、製造プロセスのコスト削減につながります。

複雑な形状やデザインを作成する能力

CNC フライス加工では、さまざまなツールやマシニング センターを使用することで、複雑な形状やデザインを作成することもできます。3 軸フライス盤やより高度な 5 軸フライス盤を使用しても、幅広い範囲の加工を行うことができます。これにより、CNC フライス加工は CNC 製造の世界において多用途で価値のあるツールとなっています。

CNC フライス盤は幅広い材料に対応し、複雑な細部を高精度で製造できるため、さまざまな業界のさまざまな用途に合わせてカスタマイズされたコンポーネントや部品を製造できます。

全体として、CNC フライス加工は、その精度と精度から効率と速度に至るまで、製造において多くのメリットをもたらし、そのコスト効率と複雑な形状やデザインを製造する能力を備えています。 CNC フライス加工は、次のプロジェクトで検討する価値があります。

CNCフライス加工の応用例

航空宇宙産業

航空宇宙産業では、CNC フライス加工は航空機部品、エンジン部品、構造要素などの精密部品の製造に広く使用されており、CNC フライス加工の高精度と品質は航空宇宙用途に不可欠なものとなっています。

新しい設計のプロトタイピングから複雑な航空宇宙部品の製造に至るまで、CNC フライス加工は航空機のシステムと構造の安全性と信頼性を確保する上で重要な役割を果たしています。

自動車産業

自動車業界では、CNC フライス盤を利用してエンジン部品、シャーシ部品、カスタム自動車付属品を高精度で製造しており、自動車部品の大量生産とカスタマイズに役立ちます。

CNC フライス加工技術を活用することで、自動車メーカーは生産プロセスを合理化し、製品の品質を向上させ、安全性と性能に関する厳しい業界基準を満たすことができます。

医療機器製造

医療機器製造分野では、医療機器、インプラント、補綴物の複雑なコンポーネントを作成するために CNC フライス加工が不可欠です。CNC フライス加工によってもたらされる精度と一貫性により、医療製品の品質と信頼性が保証されます。

CNC フライス加工により、正確な寸法と複雑な形状を備えたカスタムの整形外科用インプラント、手術器具、歯科補綴物の製造が可能になり、医療業界固有の要件を満たします。

プロトタイピングと迅速な製造

CNC フライス加工は、プロトタイピングや機能コンポーネントを迅速に製造できるため、新製品のプロトタイピングや部品の迅速な製造に一般的に使用され、CNC フライス加工を使用することで製品開発サイクルが短縮され、設計の迅速な反復が可能になります。 、設計者とエンジニアは、コスト効率と時間効率の高い方法でコンセプトをテストおよび検証でき、製品の発売とイノベーションの迅速化につながります。

CNC フライス加工のコスト要因

1. 部品の設計と複雑さの影響

複雑な設計では、加工時間が長くなり、ツールパスがより複雑になるため、コストが増加する可能性があります。

2. 材料費

使用される材料の種類は、CNC フライス加工のコストに大きな影響を与える可能性があります。

3. 工具と機械の利用

工具のコストと機械の使用効率は、全体のコストの重要な要素です。

4. 環境への影響と持続可能性

最新の CNC フライス加工は、持続可能な手法と材料に重点を置き、環境への影響を考慮しています。

5. CNC フライス加工におけるカスタマイズとパーソナライゼーション

CNC フライス加工では高度なカスタマイズが可能ですが、独自のツールやプログラミングによりコストが増加する可能性があります。

6. 他の製造プロセスとの統合

CNC フライス加工を積層造形などの他の製造プロセスと統合するコストが考慮されます。

7. コストの比較分析

CNC フライス加工コストを他の製造方法と比較すると、その経済性がわかります。

結論

結論として、CNC フライス加工は最も一般的なタイプの CNC 加工プロセスの 1 つであり、ミルは基本的な CNC フライス加工ツールを使用して平坦な表面を作成するために使用され、CAD のおかげで高い精度と精度を実現できます。 CNC フライス加工がより手頃な価格になっているため、プロトタイプを作成する必要がある場合でも、部品を量産する必要がある場合でも、CNC フライス加工サービスはお客様のニーズを満たすのに役立ちます。

CNC フライス加工を始めようとしている人にとって、CNC フライス加工の利点と用途を探ることで、このタイプの加工が自分のプロジェクトにどのようなメリットをもたらすかを理解することが重要です。 CNC フライス加工についてさらに詳しく知りたい場合は、プロセスをガイドできる専門家に遠慮なく連絡してください。

CNCフライス加工に関するよくある質問

1.  フライス盤で標準のドリルビットを使用できますか?

はい、フライス盤で標準のドリルビットを使用できますが、スピンドルにしっかりと取り付けられていること、およびフライス加工ではなく穴あけ操作を実行するように機械がプログラムされていることを確認してください。

2.  ボール盤をフライス盤に置き換えることはできますか?

フライス盤は、より複雑な作業を行うためにボール盤の代わりに使用でき、単純な穴加工を超えた多用途性を提供します。ただし、デザインと機能が異なるため、直接の代替品ではありません。

3.  ステンレス鋼のフライス加工欠陥とは何ですか?

ステンレス鋼のフライス加工欠陥には、工具の摩耗、ビビリマーク、熱影響部などが含まれます。これらは材料の硬度と加工硬化の傾向によって発生します。

4. 厚いステンレス鋼板を切断する最良の方法は何ですか?

厚いステンレス鋼板を切断する最良の方法は、遅い送り速度で、硬質材料用に設計された超硬チップ工具を使用し、熱を管理するために適切な冷却剤の供給を確保することです。

5.  中国で適切な CNC 加工会社を選択するにはどうすればよいですか?

中国の適切な CNC 加工会社を選択するには、技術力、品質認定、顧客レビュー、リードタイムを評価し、サンプルをリクエストして仕上がりと信頼性を評価します。

参考文献

1. Leo, G. (2022a, July 5). What is CNC Milling? The Ultimate Guide 2022 | Madridia. Aria | Online Manufacturing for On-Demand Custom Services. https://www.madearia.com/zh-CN/blog/what-is-cnc-milling-ultimate-guide-2022/

2. Leo, G. (2024b, January 24). CNC milling explained: processes, types, and benefits. aria | Online Manufacturing for On-Demand Customized Services. https://www.madearia.com/zh-CN/blog/cnc-milling-explained-process-types-and-benefits/.

3. Acharya, D. (2024b, January 12). Six CNC milling technologies: an in-depth exploration. Proleantech | Custom Parts On-Demand Manufacturing. https://proleantech.com/zh-CN/six-major-cnc-milling-techniques/.

4. Acharya, D. (2024f, June 14). CNC milling vs. CNC turning: what’s the difference? Proleantech | Custom Parts On-Demand Manufacturing. https://proleantech.com/zh-CN/cnc-milling-vs-cnc-turning/.