CNCのプロセス

CNC という用語は「コンピューター数値制御」の略で、CNC 加工は通常、コンピューター制御と工作機械を使用してストックピース (ブランクまたはワークピースと呼ばれる) から材料の層を除去し、カスタムの製品を製造するサブトラクティブ製造プロセスとして定義されます。デザインされた部分。

このプロセスは、金属、プラスチック、木材、ガラス、発泡体、複合材料などのさまざまな材料に使用でき、大型 CNC 機械加工や航空宇宙部品の CNC 仕上げなど、さまざまな業界で応用されています。

CNC加工の特徴

01. 高度な自動化と非常に高い生産効率。ブランククランプを除いて、他のすべての加工手順は CNC 工作機械で完了できます。自動搬入・搬出と組み合わせれば無人工場の基本コンポーネントとなります。

CNC加工はオペレーターの労力を軽減し、作業条件を改善し、マーキング、複数のクランプと位置決め、検査などのプロセスと補助作業を排除し、生産効率を効果的に向上させます。

02. CNC加工対象物への適応性。加工対象物を変更する場合、工具の変更やブランククランプ方法の変更に加え、煩雑な調整を必要とせずプログラムを書き直すだけで済み、生産準備サイクルを短縮できます。

03. 高い加工精度と安定した品質。加工寸法精度はd0.005～0.01mmで、ほとんどの作業が機械で自動で行われるため、部品の複雑さの影響を受けません。そのため、バッチ部品のサイズが大きくなり、精密制御の工作機械にも位置検出装置が使用されています。 、精密CNC加工の精度をさらに向上させます。

04. CNC 加工には 2 つの主な特徴があります。1 つは、加工品質精度と加工時間誤差精度を含む加工精度を大幅に向上させることができます。第二に、加工品質の再現性により、加工品質を安定させ、加工部品の品質を維持することができます。

CNC 加工技術と適用範囲:

加工ワークの材質や要件に応じて、さまざまな加工方法を選択できます。一般的な加工方法とその適用範囲を理解することで、最適な部品加工方法を見つけることができます。

旋回

旋盤を使って部品を加工する方法を総称して旋削と呼びます。成形旋削工具を使用し、横送りしながら回転曲面の加工も可能です。旋削加工ではねじ面、端面、偏心軸などの加工も可能です。

旋削精度は一般的にIT11～IT6、表面粗さは12.5～0.8μmです。微細旋削加工ではIT6～IT5に達し、粗さは0.4～0.1μmに達することがあります。旋削加工の生産性は高く、切削加工は比較的スムーズで、工具も比較的シンプルです。

適用範囲：センター穴加工、ドリリング、リーマ加工、タッピング、円筒旋削、ボーリング、端面旋削、溝旋削、成形面旋削、テーパ面旋削、ローレット加工、ねじ旋削加工

フライス加工

フライス加工は、フライス盤で回転する多刃工具 (フライスカッター) を使用してワークピースを加工する方法です。主な切削動作は工具の回転です。フライス加工時の主な移動速度方向がワークの送り方向と同じか逆かにより、下向きフライス加工と上りフライス加工に分けられます。

(1) ダウンミリング

ミーリング力の水平成分はワークの送り方向と同じです。通常、ワークテーブルの送りねじと固定ナットの間には隙間があります。そのため、切削力によりワークとワークテーブルが一体となって前進しやすく、送り速度が急激に上昇することがあります。増加し、刃物の原因となります。

(2) カウンターミーリング

ダウンミリング時に発生する移動現象を回避できます。アップミーリングでは、切削厚がゼロから徐々に増加するため、切削硬化した加工面上で刃先が圧迫され、滑り始める段階が始まり、工具の摩耗が促進されます。

適用範囲: 平面フライス、段フライス、溝フライス、成形面フライス、スパイラル溝フライス、歯車フライス、切削

プレーニング

一般にカンナ加工とは、カンナを用いてカンナ上のワークに対して往復直線運動をさせ、余分な材料を除去する加工方法を指します。

プレーニング精度は一般にIT8～IT7に達し、表面粗さはRa6.3～1.6μm、プレーニング平面度は0.02/1000に達し、表面粗さは0.8～0.4μmで、大型鋳物の加工に優れています。

適用範囲: 平面の削り、垂直面の削り、段差面の削り、直角溝の削り、ベベルの削り、アリ溝の削り、D 形溝の削り、V 形溝の削り、曲面の削り、穴のキー溝の削り、かんなラック、かんな複合表面

研削

研削加工とは、高硬度の人工研削砥石（砥石）を工具として用い、グラインダーでワークの表面を切削する方法です。主な動きは砥石の回転です。

研削精度はIT6〜IT4に達し、表面粗さRaは1.25〜0.01μm、さらには0.1〜0.008μmに達することができます。研削加工のもう一つの特徴として、仕上げ加工の範疇である硬化した金属材料を加工できるため、最終加工として使用されることが多いです。さまざまな機能に応じて、研削は円筒研削、内部穴研削、平面研削などに分けることもできます。

適用範囲：円筒研削、内面円筒研削、平面研削、形状研削、ねじ研削、歯車研削

掘削

ボール盤でさまざまな内部穴を加工するプロセスはドリリングと呼ばれ、最も一般的な穴加工方法です。

穴加工の精度は低く、一般にIT12〜IT11、表面粗さは一般にRa5.0〜6.3umです。穴あけ加工後、中仕上げや仕上げ加工として拡大加工やリーマ加工を行うことが多いです。リーマ加工精度は一般的にIT9～IT6、表面粗さはRa1.6～0.4μmです。

適用範囲: 穴あけ、リーマ加工、リーマ加工、タッピング、ストロンチウム穴、表面の削り取り

ボーリング加工

ボーリング加工とは、中ぐり盤を使用して既存の穴の径を拡大し、品質を向上させる加工方法です。ボーリング加工は主にボーリング工具の回転運動に基づいて行われます。

ボーリング加工の精度は高く、一般的にIT9～IT7、表面粗さはRa6.3～0.8mmですが、ボーリング加工の生産効率は低くなります。

適用範囲：高精度穴加工、多穴仕上げ加工

歯面加工

歯車の歯面加工方法は成形法と生成法の2つに大別されます。

フォーミング法により歯面を加工する工作機械は通常のフライス盤が一般的であり、工具はフォーミングフライスであり、工具の回転運動と直線運動という単純な２つの加工動作が必要である。生成法により歯面を加工する工作機械としては、ホブ盤や歯車形加工機などが一般的です。

適用範囲：歯車など

複雑な表面処理

3次元曲面の切削加工には、倣いフライスやCNCフライス加工、あるいは特殊な加工方法が主に用いられます。

適用範囲：複雑な曲面を持つ部品

放電加工

放電加工は、工具電極と被加工物電極間の瞬間的な火花放電により発生する高温を利用して被加工物の表面材料を侵食し加工を行います。

適用範囲:

① 硬くて脆い、強靱で柔らかい、高融点の導電性材料の加工。

②半導体材料および非導電性材料の加工。

③各種穴、曲面穴、微細穴の加工。

④鍛造金型、ダイカスト金型、プラスチック金型などの各種三次元曲面キャビティの加工。

⑤ 切断、切断、表面強化、彫刻、銘板やマーキングの印刷などに使用されます。

電解加工

電気化学加工は、電解液中で金属を陽極溶解する電気化学原理を利用してワークピースを成形する方法です。

ワークは直流電源のプラス極に、ツールはマイナス極に接続され、両極間には小さな隙間（0.1mm～0.8mm）が保たれます。一定の圧力（0.5MPa～2.5MPa）を持った電解液が両極間の隙間を高速（15m/s～60m/s）で流れます。

適用範囲：穴、キャビティ、複雑な形状、小径の深穴、ライフリング、バリ取り、彫刻などの加工。

レーザー加工

ワークのレーザー加工はレーザー加工機によって行われます。レーザー加工機は通常、レーザー、電源、光学システム、機械システムで構成されています。

適用範囲：ダイヤモンド伸線ダイス、時計宝石ベアリング、発散空冷パンチングシートの多孔質外皮、エンジンインジェクター、航空エンジンブレード等の小穴加工、各種金属材料、非金属材料の切断。

超音波処理

超音波加工は、工具端面の超音波周波数（16KHz～25KHz）の振動を利用して、加工液中の浮遊砥粒に衝撃を与え、その砥粒がワーク表面に衝突・研磨してワークを加工する方法です。

適用範囲：難削材

主な応用産業

一般にCNCで加工された部品は精度が高いため、CNC加工部品は主に以下の業界で使用されています。

航空宇宙

航空宇宙産業では、エンジンのタービンブレード、他のコンポーネントの製造に使用される工具、さらにはロケットエンジンで使用される燃焼室など、高精度と再現性を備えたコンポーネントが必要です。

自動車および機械の製造

自動車産業では、部品 (エンジン マウントなど) を鋳造したり、公差の高い部品 (ピストンなど) を機械加工したりするための高精度の金型の製造が必要です。ガントリー型の機械は、自動車の設計段階で使用される粘土モジュールを鋳造します。

軍事産業

軍需産業では、ミサイル部品や砲身など、厳しい公差要件を備えた高精度部品が使用されています。軍需産業のすべての機械加工部品は、CNC 機械の精度と速度の恩恵を受けています。

医学

医療用埋め込み型機器は多くの場合、人間の臓器の形状に合わせて設計されており、高度な合金で製造する必要があります。このような形状を製造できる手動機械はないため、CNC 機械が必要になります。

エネルギー

エネルギー産業は、蒸気タービンから核融合などの最先端技術に至るまで、エンジニアリングのあらゆる分野に及びます。蒸気タービンはタービン内のバランスを保つために高精度のタービンブレードを必要とします。核融合における研究開発用プラズマ抑制空洞の形状は非常に複雑で、先進的な材料で作られており、CNC 機械のサポートが必要です。

機械加工は今日まで発展し、市場の要求の向上に伴い、さまざまな加工技術が派生してきました。加工プロセスを選択する際には、ワークの表面形状、寸法精度、位置精度、表面粗さなど、さまざまな側面を考慮することができます。

最適なプロセスを選択することによってのみ、最小限の投資でワークの品質と加工効率を確保し、生み出される利益を最大化することができます。