CNC機械加工の紹介
CNC機械加工とは、通常、CNC機械加工旋盤、CNC機械加工ミラー、CNC機械加工ボーラーなど、コンピューターを使用したデジタル制御による精密機械加工を指します。コンピュータ制御工作機械としても知られるCNC工作機械は、プログラムによって制御される自動工作機械です。
この制御システムは、制御プログラミングやその他のシンボリック命令規則のあるプログラムを論理的に処理し、コンピュータを使用してそれらをデコードし、工作機械を動作させて部品加工を実行します。
工具を使用した旋削またはフライス盤は、ブランク材料を半製品または完成品に加工するために実行されます。
CNC加工または数値制御加工とは、数値制御工作機械を使用した加工のことです。 CNCとは、数値制御工作機械が、Gコードと呼ばれることが多い数値制御加工言語でプログラミングすることによって制御されることを意味します。
数値制御工作機械のGコードにより、数値制御工作機械の加工工具に、どのカルテシアン位置座標を使用するかが通知され、工具の送り速度とスピンドル速度が制御され、工具変換器と冷却機能が実現されます。
数値制御加工には、手動加工に比べて大きな利点があります。たとえば、部品は高精度で再現性のある数値制御加工で製造でき、手動加工では製造できない複雑な輪郭の部品は数値制御加工で製造できます。
数値制御機械加工の技術は今日非常に人気があり、ほとんどの機械加工工場は数値制御機械加工の能力を持っています。
通常、機械加工ワークショップでは、最も一般的な数値制御機械加工方法は、CNCフライス盤、CNC旋削、およびCNC EDMワイヤーカット（放電加工）です。数値制御フライス盤に使用される工具は、数値制御ミラーまたはCNCマシニングセンターと呼ばれます。 CNC旋盤に使用される旋盤はCNC旋盤と呼ばれます。
CNC機械加工用のGコードを使用して手動プログラミングを実行できますが、通常、機械加工ワークショップでは、CAD（Computer Aided Design）ファイルがCAM（Computer Aided Manufacturing）ソフトウェアによって自動的に読み取られ、Gコードプログラムが生成されてCNC工作機械。
CNC加工はどのように機能しますか？
CNC加工の前に、モデリングとプログラミングが必要です。 3Dモデリングの難しさは、製品の構造によって異なります。より複雑な構造を持つ製品のモデリングはより困難であり、より複雑なより多くのプログラミングプロセスを必要とします。
プログラミングには、加工プロセスの設定、工具の選択、回転速度の設定、および各工具送りの距離が含まれます。さらに、製品ごとに異なるクランプ方法が使用されるため、クランプは機械加工の前に適切に設計する必要があります。
複雑な構造の製品では、特別なクランプを作成する必要があります。
プログラミングには、製品の機械加工プロセス全体が含まれます。 CNCオートメーションは後で使用されますが、繰り返しの試行によるコストの増加を回避するために、初期段階のプログラミングは豊富な実務経験を持つ担当者が行う必要があります。
CNC機械加工プロセス
- 1）図面とプログラムシートをお読みください。
- 2）対応するプログラムを工作機械に転送します。
- 3）プログラムの見出しとカットパラメータを確認します。
- 4）ワーク加工のサイズとマージンを決定します。
- 5）ワークを適切な方法でクランプします。
- 6）ワークを正確に位置合わせします。
- 7）ワーク座標を正確に設定します。
- 8）工具と切削パラメータを合理的に選択してください。
- 9）ツールを適切な方法でクランプします。
- 10）安全な試行切断方法を使用してください。
- 11）加工工程を観察します。
- 12）切削パラメータを調整します。
- 13）加工中にタイムリーに関係者に問題をフィードバックします。
- 14）加工後のワーク品質を確認してください。
CNC加工の歴史
CNCマシニングセンターはCNCミリングセンターから派生しています。
1940年代後半、CNC工作機械が米国で議論され始めました。最初のCNCフライス盤は、1952年にマサチューセッツ工科大学（MIT）のサーボ機構研究所で開発され、1957年に稼働を開始しました。
最初のマシニングセンターは、1958年に米国のCarny-Terek社によって開発に成功しました。CNC水平ボーリングおよびフライス盤にアクティブな工具交換装置を追加し、フライス盤、穴あけ、ボーリング、リーミング、 1回のワーククランプでタッピング。これは製造技術の開発における大きな進歩であり、製造におけるCNC機械加工の時代の始まりを示しています。
CNC機械加工は現代の製造技術の基礎であるため、この創造は製造業において画期的な重要性と広範囲にわたる影響を及ぼします。世界中に先進産業を持つ主要国は、CNC機械加工技術の議論と開発を重要視しています。
1970年代以降、CNCマシニングセンターは急速に発展し、交換可能なスピンドルボックスを備えたマシニングセンターが登場しました。工具を備えた複数の多軸スピンドルボックスとアクティブな交換機能を備えているため、ワークピースの複数の穴の加工を同時に行うことができます。
1958年、中国はCNC工作機械の研究開発を開始し、真空管CNCシステムを備えたCNC旋盤の製造に成功しました。 1965年、中国はトランジスタCNCシステムを搭載した3座標CNCフライス盤の量産を開始しました。
数十年の開発を経て、現在では金型製作、航空宇宙アクセサリー、高精度要件のワークなど、さまざまな分野で広く使用されているCNC工作機械のコンピューター制御が実現しています。
2007年、PTJハードウェアは米国とドイツからハスとDMGの高精度CNC加工装置を導入し、高精度業界の顧客から委託されたワーク加工に使用しています。 PTJハードウェアは、世界中の高い工業規格と要件を持つほとんどの国の企業に、部品とアクセサリのCNC機械加工を提供してきました。
CNC機械加工材料
CNC加工用の材料はたくさんあります。さまざまな業界でさまざまな材料が必要であり、さまざまな材料にはさまざまな性能レベルと用途の範囲があります。
機械加工の既知の材料には、現在、SUS201、SUS202、SUS304、SUS303、SUS316L、SUS430、SUS310、SUS410、SUS434、超二重鋼、炭素鋼、アルミニウム、チタン合金、ABS、真ちゅう、炭素繊維などのステンレス鋼が含まれます。 PVC、POM、PEEK、ベークライトプレート、セラミック、木材、アクリル、金、銀、金型鋼、ローズ銅、青銅、焼き戻しガラス、タングステン鋼、石などのプラスチックとして。
上記の材料は幅広い用途があり、航空宇宙、航海および海運、軍事、インテリジェントデバイス、電子機器、インテリジェントウェア、基礎建設、家電製品、工業用品、通信、文学および芸術、スポーツ用品、自動化をカバーする業界に一般的に適しています。機器、自動車部品、住宅建材。
上記の材料の機械加工に関する20年の豊富な経験により、PTJハードウェアはすべてのハイエンド顧客に対して非常に優れた方法で精度と材料レベルの要件テストを実行することができます。
CNC加工手順
機械加工手順の計画は、技術プロセス全体を対象としており、単一のプロセスの性質または単一の表面のプロセスに基づいて決定することはできません。
位置決めに基準面の問題がある場合は、半仕上げ加工と完全荒加工の段階で高精度の加工が必要です。寸法チェーンの変換を減らすために、仕上げ加工段階でいくつかのマイナーな表面に半仕上げ加工が必要になる場合があります。
部品表面の主なプロセス方法と機械加工段階が決定された後でのみ、各表面の主な手順をプロセス段階でいくつかのステップに組み合わせることができます。
加工手順の分類方法は？ CNC工作機械で加工される部品の場合、加工手順は高プロセス集中の原則によって分類されます。以下に、特定の分割のいくつかの方法を示します。
1.使用工具による除算。
同じツールで実行される技術プロセスは、同じプロセスに分類されます。この分類方法は、加工面が多いワークに特に適しています。マシニングセンターは通常この方法を採用しています。
2.ある種のワークピースのバッチアセンブリに必要な時間で除算します。
組み立て手順は、部品を一度クランプした後に完了することができる技術プロセスです。この加工方法は、一度クランプするだけで多くの加工を行わない軽自動車の部品にも特に適用できます。一度加工した後の完成した自動車部品の品質を前提として、一度のクランプで自動車部品の加工を終えることができます。
3.荒加工と仕上げ加工による分割
粗加工で完了したいくつかの技術プロセスを1つの手順として、微細加工で完了したいくつかの技術プロセスを別の手順として取り上げます。この分類は、強度と硬度の要件がある部品に適しています。
熱処理は部品の要件を高精度で実行する必要があり、内部応力を効果的に除去する必要があります。また、加工後に部品が大きく変化するため、粗加工と半微細加工の段階で部品加工を分類する必要があります。
4.プロセス位置による分割。
同じ手順で同じモデル表面を完成させるための技術的プロセスを取ります。
複雑な表面が多い自動車部品を加工するためには、CNC加工、熱処理、補助工程の順序を合理的に整理し、工程間の接続も適切に処理する必要があります。
5.製造手順による分割。
パーツには多くのサーフェスがあり、それぞれに独自の精度要件があります。また、サーフェス間の関連する精度要件も必要です。
部品の設計精度のニーズを満たすには、プロセスの順序を調整する際に、必要な比例の原則に従う必要があります。
1）微細加工前の荒加工の原理。
部品加工の精度と表面品質を段階的に向上させるために、粗加工、半微細加工、微細加工、表面仕上げ加工の順にすべての表面のプロセスの順序を調整します。
すべての部品表面にCNC旋盤加工を使用する場合、プロセスの順序は、荒加工、半微細加工、そして微細加工の順です。つまり、粗加工がすべて行われた後、半微細加工、次に微細加工が実行されます。
荒加工では、ほとんどの加工代を迅速に取り除くことができ、その後、さまざまな表面に対して適切な順序で微細加工が実行されます。これにより、部品の加工精度や表面粗さだけでなく、製造効率も大幅に向上します。この方法は、高い位置精度が要求されるワークピースの表面に特に適しています。
これは絶対的なものではありませんが、一部の仕様でより高いレベルの加工面が必要であり、強度、形状、サイズの精度などの部品特性を十分に考慮すれば、荒加工、半微細加工、微細加工の順で行うことができます。 。
高精度が要求される表面の場合、粗加工後に発生する部品の表面応力を完全に緩和できるように、微細加工の前と粗加工の後に部品を長時間放置しておくことをお勧めします。これは、部品の表面応力の変化の程度を減らし、部品の加工精度をさらに向上させるためです。
2）最初の基準面の原理
加工は、もともと微細加工の基礎となる表面の加工から始まります。もともと型締誤差の少ない面をベースとして微加工を行ったため、自動車部品加工では、まず基準面の粗加工と半微細加工が必要になります。
必要に応じて、微細加工を行う必要があります。そのため、車軸部はデータム基準面で荒加工、半微細加工を行った後、微細加工を行います。
たとえば、車軸部品の場合、常に最初に中央の穴が作成され、次にその表面または位置決め穴の細かい基準に従って、一連の穴またはその他の表面が作成されます。細かい高さのデータム面が複数回ある場合、高さのデータム面の加工では、データムのシフト順序と加工精度の段階的な向上の原則に従う必要があります。
3）穴の前の表面の原理は、主にボックス構造部品、サポート構造部品、フレーム構造部品などの重要な機械部品の機械加工です。
ボックス平面上の輪郭位置決め寸法は大きく変化し、ユーザーが平らな輪郭位置決めを行うのは安定していて安全であるため、ボックスの平面の後加工からボックスの穴の前加工に適しています。
このように、ユーザーのその後の位置決めワークピース操作は、ワークピースの位置決めと機械加工の基準面として安定した安全な円平面構造を持つことができるだけでなく、平坦な部品表面に大きなグループの小さな穴を開ける必要もありません。
これにより、プロセスがより簡単になり、大きな穴の小さなグループの位置決めと機械加工の精度が大幅に向上します。通常、機械加工プロセスは、機械加工される部品の主要な位置で分割できます。
たとえば、ソリッドジオメトリの単純な円柱形状は、複雑な形状の前に加工され、精度要件の低い位置は、精度要件の高い位置の前に加工され、長方形の平面は、楕円形の穴の前に加工されます。
4）外付け前の内加工の原理は、外円と穴径の同軸性が要求される精密ソケットスパナです。
したがって、通常、円を描く前の穴の加工原理が適用されます。つまり、外円を内穴加工の基準とし、穴径を高精度で外円加工の基準とします。この方法でのみ、外円と穴の直径の間の同軸性の高い要件が保証され、使用されるクランプ構造は簡潔になります。
CNC加工の長所と短所
CNC加工には以下の利点があります
- ①工具によるクランプの時間が大幅に短縮され、複雑な形状の部品を加工するために複雑な工具は必要ありません。部品のサイズと寸法を変更する必要がある場合は、新製品の開発と改造に合わせて部品加工プログラムを変更するだけです。
- ②安定した加工品質、高い加工精度、高精度の再現性を備え、高精度・精密寸法の加工要件を満たしています。
- ③多品種小規模生産の場合、生産効率が高く、生産準備、工作機械調整、工程検査にかかる時間を短縮できます。その上、最高の切断のために切断時間も短縮されます。
- ④従来の加工では難しすぎる複雑な表面や、見えない位置までカバーできます。
CNC加工のデメリット
CNC工作機械は多くの費用がかかり、CNC技術者のためのプログラミングとデバッグ能力の高い要件を持つ高レベルのメンテナンスが必要です。さらに、CNC加工は、通常の手動加工よりもコストがかかります。
3DプリントとCNC機械加工
3D印刷はプロトタイプ加工に適しており、初期の研究開発やサンプルに利点がありますが、CNC加工には一定の制限があります。制限が非常に少ないため、3D印刷は、どんなに複雑であってもさまざまなプロトタイプに使用できますが、高精度の要件を保証することは困難です。
3D印刷は大量生産用ではなく、CNC機械加工は3D印刷よりも価格面で有利です。
実際、3D印刷は、全体的な印刷、特に3D印刷では実現が難しい超大型の構造部品に関して、CNC機械加工に匹敵するものではありません。 CNC加工にはこの問題はありません。
3D印刷は、表面仕上げに関してCNC機械加工に匹敵しません。 CNC機械加工は、表面仕上げの要件が高い部品に適しています。 3D印刷で作られた部品の表面は、研磨ブラストで処理された表面と同じようにざらざらした感じになります。
3D印刷は、材料の選択に関してCNC機械加工に匹敵しません。 CNC機械加工では異なりますが、さまざまな業界をカバーする3D印刷の材料の選択肢は多くありません。 CNC加工では、選択できる材料の範囲が広く、これは後の仕上げ加工や表面処理に適しています。
最高のCNC機械加工メーカーを選択する方法のリマインダー
優れたCNC機械加工メーカーは、次の特性を備えている必要があります。
CNC機械加工会社は10年以上運営されています。 CNC機械加工メーカーの機械加工経験は時間の経過とともに蓄積されるため、歴史の短い会社は通常、CNC機械加工の十分な経験がありません。
CNC機械加工メーカーは、世界的に有名なブランドの15を超えるCNC工作機械を所有しています。一定の規模の会社だけが、顧客の要求に応じて部品の機械加工をより適切に実行し、時間通りの納品を保証することができます。その上、生産精度と表面の滑らかさは、世界的に有名なCNC工作機械でのみ保証されます。
CNC機械加工メーカーには、独立した品質部門、完全な品質システム、および2D光学テスター、3座標テスター、角度ゲージ、デジタルディスプレイ付き外径キャリパー、デジタルディスプレイ付き内径キャリパー、デジタルディスプレイ付き深度計などの完璧なテストツールがあります。 、ソルトスプレーテスター、硬度テスター、光学スクリーニング機。適合ハードウェア製品は、音質保証がなければ製造できません。
CNC機械加工メーカーには、豊富な経験を持つ生産技術者のチームがいます。高精度で高要件のカスタマイズされたCNC機械加工部品は、優秀な技術者なしでは製造できません。
結論
要約すると、CNC機械加工のプロセス全体、CNC機械加工の仕組み、CNC機械加工の材料、CNC機械加工の長所と短所を理解し、3D印刷とCNC機械加工を比較し、最適なCNC機械加工メーカーを選択する方法を知っています。 。
PTJハードウェアは地球上で最高のCNC機械加工メーカーの1つとして、毎年世界中の多くの顧客にCNC機械加工サービスを提供しており、多くの有名企業から認められ、賞賛されています。
高精度、高要件、高品質、短納期、リーズナブルな価格を特徴とするPTJハードウェアは、世界をリードするCNC機械加工メーカーになりました。
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