CNC機械加工は、優れた強度と厳しい公差を備えたカスタマイズされた部品を製造でき、大量生産に適しています。実際のところ、CNC機械加工は現在、金属プロトタイプを製造するための最も効率的な方法です。CNC機械加工は、その利点のために多くの分野で広く使用されています。 CNC機械加工部品を設計する前に、CNC機械がどのように機能するかを知る必要があります。
CNC機械加工
中実のブロックの材料は、図面に従って目的の部品を作成するために、高速で回転する切削工具によって除去されます。切削工具はCNC機械加工で重要な役割を果たします。これは、部品に直接接触し、追加の材料を除去して目的の部品を作成します。
エンドミル工具やドリルなどの最も一般的なCNC切削工具は、特定の形状の切削先端と制限された切削長さを備えた円筒形のシャンクを備えています。切削工具の2つの特性により、切削能力には限界があります。ツールの形状により、内部の垂直な長方形のコーナーを作成できます。深い小さな穴やアンダーカットは、切削長さが原因でCNC加工では処理できません。
CNC設計のヒント
CNC機械加工をうまく活用するために、CNC設計に役立つヒントがいくつかあります。
内部垂直コーナーに半径を追加する
CNCフライス工具は円筒形です。内壁をカットすると、垂直コーナーに半径が発生します。直径の小さいツールを使用すると、コーナーの半径が小さくなりますが、使用する小さなツールの種類に関係なく、内部の垂直コーナーを作成することはできません。小さな工具は、低速で複数のパスを処理して小さな半径を達成できるため、時間とコストが高くなります。したがって、CNC機械加工で作成された部品を設計するときは、キャビティの深さの3分の1の半径を追加し、内部エッジに同様の半径を使用することをお勧めします。
空洞の深さを制限する
切削長さが限られているため、直径の2〜3倍の深さでキャビティを切削する場合、ツールは非常にうまく機能します。工具の直径の4倍を超える深さのキャビティをフライス加工すると、加工の難しさと工具の破損が大幅に増加し、加工コストが高くなる可能性があります。可能であれば、工具径の4倍未満の深さのポケットを作成します。
薄肉の厚さを増やす
CNC加工での変形や破損により、薄肉の加工は困難です。薄肉加工では、切削深さが浅い場合に複数回のパスが必要であり、振動が発生しやすくなります。そのため、薄肉を正確に加工することが難しく、加工時間が長くなります。金属部品の場合は0.8ミリメートルの壁を設計し、可能であればプラスチック部品の場合は最小壁厚を1.5ミリメートル以上にすることをお勧めします。
スレッドの長さを制限する
スレッドが長いほど、スレッドの長さに関しては接続が強くなると人々は考える傾向があります。実際のところ、ねじ山が1.5倍より長い場合、穴の直径は実際には接続の強度に追加されません。したがって、良好な締結を行うには、最小長さ1.5倍、最大長さ3倍の穴径のねじ山を設計することをお勧めします。
必要な公差のみを指定する
より高い精度を必要とする機械加工部品は、より多くの機械加工時間と人件費のために、CNC機械加工により多くのコストを追加します。公差は、必要な場合はわずかに定義する必要があります。
製図で特定の公差が必要ない場合、部品は±0.125ミリメートルの標準公差で機械加工されます。これは、多くの重要でないオプションに適しています。
小さな機能の削減
直径2.5mm未満の微細穴などの小さな特徴は、加工の困難さや加工時間を引き起こす可能性があるため、本当に必要な場合を除いて、それらは避ける必要があります。
刻印されたテキストでデザインを選択する
CNC機械加工部品にテキストが必要な場合は、エンボステキストよりも彫刻テキストを選択することをお勧めします。刻印されたテキストは、より少ない材料を取り除く必要があります。 ArialやVerdanaなどの20ポイント以上のサイズのサンセリフフォントを使用することをお勧めします。多くのCNCマシンには、これらのフォント用に事前にプログラムされたルーチンがあります。
できるだけ少ないセットアップで、1つのセットアップだけでより適切に加工できる部品を設計することをお勧めします。たとえば、両側に止まり穴がある部品は、両側にアクセスするために回転させる必要があるため、2つのセットアップで機械加工する必要があります。セットアップが少ないと、部品の再調整時間が短縮され、機械加工された部品がより正確になります。
