精密金属部品はさまざまな精密機械加工技術を使用して製造されることが多く、CNC 機械加工が一般的な方法です。通常、精密部品には寸法と外観の両方に高い基準が求められます。
そのため、アルミニウムや銅などの金属をCNC加工する場合、完成品の表面に工具跡や線の発生が懸念されます。金属製品の加工時に工具跡や工具線が発生する原因について説明します。潜在的な解決策もご提案させていただきます。
治具のクランプ力不足
原因:一部のキャビティメタル製品では真空治具を使用する必要があり、表面の凹凸により十分な吸着が得られず、工具痕や線が発生する場合があります。
解決：これを軽減するには、単純な真空吸引から、圧力または側方サポートを組み合わせた真空吸引への移行を検討してください。あるいは、特定の部品構造に基づいて代替治具オプションを検討し、特定の問題に合わせて解決策を調整します。
プロセス関連の要因
原因:特定の製品の製造プロセスが問題の原因となる可能性があります。たとえば、タブレット PC の背面シェルなどの製品は、側面の穴を開けてからエッジを CNC フライス加工するという一連の機械加工ステップを経ます。この順序により、フライス加工が横穴の位置に達したときに、工具跡が目立つ場合があります。
解決：この問題の一般的な例は、電子製品のシェルにアルミニウム合金が選択された場合に発生します。これを解決するには、横穴パンチングとフライス加工を CNC フライスのみに置き換えることによってプロセスを変更できます。同時に、一貫した工具の噛み合いを確保し、フライス加工時の不均一な切削を軽減します。
ツールパスエンゲージメントの不適切なプログラミング
原因:この問題は、製品生産の 2D 輪郭加工段階でよく発生します。 CNC プログラムのツール パスの係合設計が不適切で、ツールの入口点と出口点に痕跡が残ります。
解決：入口点と出口点での工具跡を回避するという課題に対処するため、一般的なアプローチでは、工具の係合距離にわずかなオーバーラップ (約 0.2mm) を導入します。この技術は、機械の送りねじの精度における潜在的な不正確性を回避するのに役立ちます。
この戦略はツールマークの形成を効果的に防止しますが、製品の材質が軟質金属の場合、繰り返しの加工が必要になります。そのため、このセクションでは他の領域と比べて質感や色が異なる場合があります。
平らな機械加工面上の魚の鱗のパターン
原因:製品の平面に現れる魚の鱗や円形の模様。アルミ・銅などの軟金属の加工に使用される切削工具は、3～4枚刃の合金材ミルが一般的です。硬度は HRC55 ～ HRC65 です。これらのフライス切削工具は工具の下端を使用して実行されるため、部品の表面に独特の魚鱗模様が現れ、全体の外観に影響を与える場合があります。
解決：高い平坦性が要求される製品や、平坦な表面に凹型構造を備えた製品でよく見られます。解決策は、より滑らかな表面仕上げを達成するのに役立つ合成ダイヤモンド材料で作られた切削工具に切り替えることです。
機器コンポーネントの経年劣化と摩耗
原因:製品表面のツールマークは、装置のスピンドル、ベアリング、リードスクリューの経年劣化と摩耗に起因します。さらに、CNC システムのバックラッシュ パラメータが不適切であると、特に丸いコーナーを加工する場合に工具跡が目立つ原因になります。
解決：これらの問題は機器関連の要因に起因しており、対象を絞ったメンテナンスと交換によって対処できます。
結論
CNC 金属加工で理想的な表面を実現するには、有用なアプローチが必要です。工具のマークや線を回避するには、機器のメンテナンス、治具の強化、プロセスの調整、プログラミングの改良などを組み合わせたさまざまな方法があります。これらの要因を理解し、修正することで、メーカーは精密部品が寸法基準を満たしているだけでなく、望ましい美的品質を確実に発揮できるようになります。