CNC 工作機械の種類:それらについてすべてを知るためのクイック ガイド

CNC マシンは、利用可能なさまざまな CNC 加工ツールにより、さまざまな加工手順を実行できます。これらのさまざまな CNC ツールには、機械オペレーターによる手動入力の必要性を減らしながら、さまざまな操作に適したさまざまな特性があります。これにより、機械オペレーターが疲れてプロセスが台無しになるという昔からの問題が解消されます。

CNC加工ツールは、旋削、切削（フライス加工）、穴あけ、および研削ツールなど、さまざまなタイプに分類されます。その中で、CNC 切削工具が最も使用されています。

この記事では、さまざまな種類の CNC 工作機械とそれぞれの機能について説明します。これらの機械加工ツールについて詳しく知りたい場合は、このクイック ガイドをご覧ください。

CNC ターニング ツール

ターニングは、エジプト帝国にまでさかのぼる最も古い機械加工手順の 1 つです。 CNC 旋削工具は旋盤 (旋盤) で動作し、旋削工具が工作物をプログラムされた形状に成形しながら、毎分高回転で工作物を回転させます。ワークピースの形状は、旋削手順の種類と使用する旋削工具によって異なります。さまざまな旋削工具の例:

ボーリング工具

ボーリング ツールは旋盤と連携して、ワークピースに既にドリルまたは鋳造されたストレートまたはテーパー穴を拡大します。

面取りツール

機械工は、バリ取り、工作物の鋭いエッジの除去、面取りなど、さまざまな用途に面取り工具を使用します。

ナーリングツール

ローレット工具は、ワークピースの表面にさまざまなパターン (斜め、直線、またはダイヤモンド) を生成する機能を備えた CNC 旋削工具です。これらのパターンは、完成品のグリップを向上させるソースとして機能します。

パーティングツール

突切り工具には刃のようなエッジがあり、ワークピースから材料を切り離すことによって機能します。機械工は、ワークピースの残りの部分から完成品を切断するためにも使用します。

CNC 切削工具 (CNC フライス工具)

CNC 切削工具は、CNC 業界で最も利用されている工具セットの 1 つです。切削工具とは言っても、CNCには切削という工程はありません。代わりに、フライス加工の手順があります。これが、CNC 切削工具が CNC フライス/CNC カッターとしても知られている理由です。

手順に関しては、フライス加工は、機械加工ツールが一般的に使用されるもう 1 つの一般的な手順です。加工スペースでは非常に重要ですが、フライス加工で使用される多種多様な CNC ツールにより、旋削手順の精度を実現します。 CNCフライスカッターは、CNCミル（またはフライス盤）で使用されます。フライス盤は、CNC カッターを使用して、固定されたワークピースのさまざまな場所から円を描くように材料を除去します。

切断ツールの例:

エンドミル

CNCフライス加工に精通している場合は、エンドミルについて聞いたことがあるでしょう.それらはドリルビットに非常に似ていますが、より用途が広いです。それらは、事前に穴を開けた場所がなくても、材料に穴を開けるのに役立ちます。エンドミルにも刃数やノーズ形状の違いで様々な種類があります。

刃先で分類すると、ブルエンドミル、ボールエンドミル、フラットエンドミルの3種類があります。フルート数に関しては、どのエンド ミルでも最小数は 8 です。

スラブミル

スラブ ミルは、平面をミリングするために使用される CNC 切削工具です。それらは主に、過酷な操作に適しています。スラブ ミルを使用するには、工作物の表面を CNC ミル テーブルと平行に配置する必要があります。

フェイスミル

フェース ミルは、超硬で作られた交換可能な刃先を備えたフラット フェースの CNC カッターです。これらの切れ刃は側面にあるため、正面フライス盤はワークを水平方向にしか切削できません。フェースミルの機能は、ワークピースに平らな部分を作ることです。フェースミルを使用する利点の 1 つは、切れ刃を交換できることです。このプロパティにより、ツールの動作時間が長くなります。

フライカッター

フライカッターは、工具本体と切削ビットで構成される CNC カッターです。それらの機能は、工作物に浅いまたは広い切り込みを入れることです。それらは、1 つまたは 2 つのカッティング ビットを持つことができます。 2 つのカッティング ビットを備えたフライ カッターを使用する利点は、ワークピースのより広い部分をカバーできることです。フェースミルと同様の機能に使用できます。ただし、安価です。

ホロウ ミルズ

中空ミルはパイプ形状の CNC カッターで、エンドミルを逆さにしたような形状をしています。これらは一般に、ワークピースの形状半径と全点を作成する際に使用されます。

これらの種類の切削工具とは別に、以下を含む多くの種類があります:

• リーマー
• サイド アンド フェイス カッター
• スレッドミル
• インボリュート ギヤ カッター

掘削ツール

ドリルビットとも呼ばれ、機械工はドリルツールを使用してワークピースに穴を開けます。彼らはツイスト ドリルまたは CNC ミルで作業し、フルートとテーパー加工ポイントを使用してこれらの穴を開けます。掘削ツールの例:

センタードリル

機械工は、他のドリル ビットを使用して穴を拡大する前に、センター ドリルを使用して工作物に正確な穴を開けます。

エジェクター ドリル

センター ドリルの後にエジェクタ ドリルを使用して、ワークピースに大きく深い穴を開けます。

ツイスト ドリル

機械工はツイスト ドリルを使用して、主要な仕様を必要としない穴を開けます。

時々、機械工は穴あけ工具を切削工具のサブセクションとして分類します.

研削工具

研削工具は研削砥石と連動します。それらは工作物の表面を滑らかにするために使用され、通常は高い精度レベルを持っています。唯一確認されている研削工具は、研磨砥石です。

CNC 工作機械の製造に使用されるさまざまな種類の材料

CNC 工作機械の原材料によって、使用できる送り速度や切削速度などの加工手順が決まります。一般的な経験則では、CNC 工作機械の原材料は工作物の材料よりも硬くなければなりません。そうでない場合、ツールは手順に対してほとんど効果がありません。以下は、機械加工ツールの製造に使用される材料の一般的な例です:

炭素鋼

シリコン、炭素、マンガンの混合物を含む炭素鋼は、CNC 工作機械の製造に使用される最も安価な工具です。ただし、その低価格には大きな欠点があります。素材の耐久性が低いです。

したがって、炭素鋼の工作機械は、過酷な作業では機能しません。融点が低いため (200°C)、過酷な操作で発生する高熱に耐えることができません。したがって、それは溶け始めます。機械工は、フォームやプラスチックなどの軽量素材を切断するために使用します。

ハイス鋼

タングステン、モリブデン、クロムなどの耐久性の高い金属を含む高速度鋼は、CNC 工作機械を製造するための耐久性の高い材料です。融点が 600°C の高速度鋼で作られた材料は、過酷な作業に適しており、高熱レベルに耐えることができます。

超硬合金

超硬合金は、炭化物とチタンなどの金属で構成されています。その成分により、高速度鋼よりも高い温度にも耐えることができます。ただし、材料の耐久性はハイス鋼ほどではありません。これは、工具表面のひびや欠けによって使用期間が短くなる可能性があることを意味します。したがって、それらの使用は主に仕上げに使用されるツールの作成に限定されます。

陶器の切断

これは、このリストで最も難しい素材です。腐食や熱に強いこの材料で作られた機械加工ツールは、最も硬いワークピースを切断できます。ただし、工具寿命は超硬合金に似ています。その硬度にも関わらず、亀裂や欠けが発生しやすいため、製造業者が CNC 工作機械の製造に使用することはめったにありません。

CNC 加工ツールで使用される一般的なコーティングは?

CNC 工作機械の特性に寄与するもう 1 つの要因は、使用されるコーティングです。これらのコーティングにより、工具の寿命と硬度が向上し、高温に耐えることができます。一般的なツール コーティングの例は次のとおりです。

窒化チタン

これは、切削工具の硬度を上げるために使用される最も初期の最も一般的なコーティングの 1 つです。硬度とは別に、工具の熱安定性や耐摩耗性などの他の特性も向上させます。適度な耐酸化性もあります。

しかし、製造業者は、より優れた特性を持つこのコーティングのバリエーションを考え出しました。したがって、その使用は以前ほど広くはありません.

窒化クロム

メーカーは、窒化チタンが機能しなかった場所で機能するように、窒化クロムコーティングを作成しました。コーティングは工作機械の硬度を高め、耐食性を高めます。また、熱強度を高め、高熱用途のツールに適したものにします.

窒化チタン アルミニウム (AlTiN) / スーパーライフ 窒化チタン

このコーティングをチタン アルミニウム ナイトライド コーティング (TiAlN) と混同しないでください。この2つはアルミニウム含有量が異なります。 TiAlN には 40% のアルミニウムが含まれていますが、AlTiN には約 65% のアルミニウムが含まれています。このコーティングにより、CNC 工作機械の耐熱性が向上します。

炭窒化チタン

これは、炭素を含む窒化チタンコーティングの別のバリエーションです。このコーティングは動作温度が比較的低いため、高温環境では機能しません。 CNC 切削工具の硬度や表面潤滑などの特性を改善します。

CNC 工作機械を選択する際の考慮事項

適切なツールを使用していることを確認することは、あらゆる機械加工手順の成功に不可欠です。適切なツールを使用するには、最適な表面粗さの機械加工部品を正常に完成させるために必要なさまざまな特性を考慮する必要があります。機械加工ツールを選択する際に考慮すべきさまざまな要素を以下に示します。

工作物の素材

加工する素材は、ツールの選択に不可欠です。前述のように、機械加工手順で使用されるツールは、ワークピースよりも硬くなければなりません。ワークピースの靭性を決定した後、機械加工手順に使用できる材料を簡単に決定できます。

ツールの原材料

適切なツールを選択するには、ツールの特性も重要です。たとえば、工具寿命が長く、高熱に耐えられる工具が必要な場合は、ハイス鋼工具が最適です。ただし、鋳鉄のような非常に硬い材料を切断できるツールが必要な場合は、セラミックの切断が最適なオプションです.

フルート数

工具のフルートの数は工作機械の送り速度を決定するので重要です。フルートの数が多いほど、カッターがワークピースに対して移動する速度が速くなります。ただし、フルートが多すぎると、切断されたワークピースのビットがフルートの間に詰まる可能性もあります。したがって、機械加工手順に最適なフルート数を取得することが重要です。

考慮する機械加工の種類

さまざまな加工手順用に指定されたさまざまな CNC 加工ツールがあります。したがって、加工手順の種類によって、使用できる工具の候補リストが得られます。ただし、場合によっては、特定の加工手順のツールが他のアプリケーションで機能することがあります。

ツール コーティング

工作機械のコーティングは、工具の特性に影響を与えるため、非常に重要です。例えば、窒化チタンコーティングは、工具の製造コストとその硬さを増加させます。したがって、安価な価格のツールが必要な場合、窒化チタン ツールは問題外です。

CNC 工作機械なくして機械加工なし

機械加工に欠かせないCNC工作機械。ただし、機械加工手順がスムーズに進むようにするには、適切なものを入手する必要があります。適切なツールについて頭を悩ませる代わりに、機械加工作業を専門家に外注することができます。

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よくある質問

すべての加工手順に対応できるツールはありますか?

一部のツールは複数の手順で機能しますが、すべての種類の手順で機能する単一のツールはありません。最良の結果を得るには、加工手順に指定されたツールのみを使用することをお勧めします。

CNC ツールを作るのに最適な材料は何ですか?

CNC 工作機械に最適な材料は、その工具が使用する加工手順によって異なります。ただし、高速度鋼は、価格と硬度の点で両方の長所を備えています。

CNC ツールにコーティングは必要ですか?

コーティングは、工作機械の特性を改善するのに役立ちます。したがって、それらは多くのツールにとって重要です。ただし、それらは必須ではありません。これらのツールはコーティングなしで使用できます。コーティングのないほとんどのツールの唯一の問題は、コーティングされたツールほど長持ちしない可能性があることです.