CNC 精密機械加工:そのプロセス、利点、用途を知るための詳細ガイド

今日の世界の多くの産業は、詳細な要件を満たす高品質のカスタム パーツを開発するために、CNC 精密機械加工に依存しています。精度はさまざまなアプリケーションにとって非常に重要であり、部品は厳しい公差要件を満たす必要があります。

精密 CNC 機械加工では、コンピュータ プログラムを使用して、正確な仕様を満たす部品を製造します。さまざまな技法や素材を取り入れています。したがって、プロジェクトを最大限に活用するには、概念を詳細に理解する必要があります。

このガイドでは、精密機械加工プロセス、使用されるさまざまな工作機械、その利点、およびアプリケーションについて説明します。カスタムの精密機械加工部品を探している場合は、この記事を最後までお読みください。

CNC 精密機械加工とは

CNC精密機械加工とは、原材料を切り出して成形することにより部品を作成するプロセスを指します。コンピューター支援設計 (CAD) およびコンピューター支援製造 (CAM) の青写真は、適切な切断プロセスを指定するのに役立ちます。これらのプログラムには、部品の作成を成功させるための詳細な 3D アウトラインが含まれていることが多いため、設計段階で非常に重要です。

高精度の機械加工は、今や製造業の重要な側面です。プロのデザイナーと熟練したエンジニアの協力が必要です。設計者は、設計を作成して製造指示書に変換する責任があります。次に、機械工は、製造プロセスを開始するために、コード化された最終命令を機械語で CNC 機器に送信します。

さらに、自動車部品、医療機器、電気部品など、精密機械加工が必要な部品がいくつかあります。精密機械加工プロセスで高度な工作機械を使用すると、複雑な形状の複雑な部品を作成するのに役立ちます。一般的な CNC マシンの公差基準は +/-0.005 インチです。ただし、CNC 精密機械加工は、+/-0.002 インチから +/-0.0002 インチの公差に達する可能性があります。

精密 CNC 工作機械の一般的なタイプ

精密機械加工プロセスには、高品質の部品を提供するための多くの技術が組み込まれています。これらの技術はそれぞれ、高品質の結果を得るために異なる機械加工装置を利用しています。単一の CNC マシンを使用するプロセスもあれば、複数のマシンを使用するプロセスもあります。

効果的な CNC 精密機械加工の実行に使用される機械には、次のものがあります。

1. CNCフライス盤

これらは、回転する切削工具を使用して静止した原材料を再形成する能力に基づいて特徴付けられます。これらの機械は、主に正面フライス加工と周辺フライス加工を含む、さまざまな形状の製造に役立ちます。

正面フライス加工の特徴には、平らな表面と浅いキャビティが含まれますが、周辺フライス加工の特徴には、ねじ山やスロットのような深いキャビティがあります。精密 CNC フライス盤は、さまざまな機能を備えた主に正方形および長方形のコンポーネントの作成に役立ちます。

2. CNC旋盤と旋盤

フライス盤とは異なり、これらの機械は加工中に切削工具を動かさずに原材料を回転 (または回転) させることができます。この場合、切削工具はターニング バー ストックに沿って直線運動します。これにより、目的の直径と機能を実現するために、その周囲の材料を除去することができます。

CNCスイス旋盤は、CNC旋盤の一種です。これらの機械はワークピースを回転させ、ガイド ブッシングを通して機械加工ツールに軸方向にスライドさせます。 CNC スイス旋盤を使用すると、装置がパーツを成形するときに、ワークピースをより確実にサポートできます。これにより、コンポーネントの公差が厳しくなります。

CNC 旋盤は、コンポーネントの外部および内部フィーチャーを作成します。これらの機能には、ボア、リーマ加工およびドリル加工された穴、ブローチ、テーパーおよびねじ山、タッピング、およびスロットが含まれます。したがって、これらのマシンで入手できるコンポーネントは、ボルト、ネジ、ポペット、シャフトなどです。

3. CNCボール盤

穴あけは、回転するドリルビットを使用して材料に円筒形の穴をあける精密機械加工プロセスです。これらのドリル ビットは、ワークピースから切りくずを遠ざけ、高度な穴加工を実現する多点装置です。

精密 CNC 機械加工用のドリル ビットの一般的な例は次のとおりです。

• スポッティング ドリル。浅い穴や下穴を作るのに役立ちます。
• ボール盤。これらはカスタム ドリル タスクにとって重要です。
• スクリュー マシン ドリル。最初の下穴なしで穴を開けます。
• チャッキング リーマー。以前にできた穴を拡大するのに役立ちます。
• ペック ドリル。ワークピースから生成される切りくずの数を減らします。

4.放電加工機 (EDM)

放電加工 (EDM) では、制御された電気スパークを使用して、材料を目的の形状に成形します。多くの機械工は、それを火花浸食、火花加工、型沈み、またはワイヤー焼き付けとも呼んでいます。このプロセス中、技術者はコンポーネントを電極ワイヤの下に配置します。

プログラムされたマシンは、このワイヤから放電を放出し、強烈な熱を発生させます。熱は材料を溶かし、電解液で洗い流して、目的の機能または形状を与えます。

さらに、EDM は、正確なスロット、マイクロ ホール、角度の付いたまたはテーパーの付いたフィーチャ、およびその他のいくつかの複雑なフィーチャをワークピースに作成します。これは、通常は機械加工が困難な硬質金属にとって理想的なプロセスです。

5. CNC プラズマ切断機

これらのツールは、高出力のコンピュータ制御プラズマ トーチを使用して材料を切断するのに役立ちます。これらのプラズマ トーチは、華氏 50,000 度を超える温度に達する可能性があります。その結果、ワークピースを容易に溶かし、材料に切り込みを入れることができます。

プラズマ切断機で使用される材料は導電性でなければなりません。このような素材の例には、鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、真鍮などがあります。

6. CNC 精密研削盤

滑らかな表面粗さの要件を提供する CNC 精密機械加工が必要な場合は、精密グラインダーが必要になります。これらのグラインダーは、非常に高い精度で部品を作成するために不可欠です。一般に、CNC 旋盤や CNC ミルでは、最初に粗面を作成することがよくあります。次に、最終的な表面仕上げにグラインダーが必要です。

CNC 精密機械加工に使用される材料

精密機械加工プロセスは、さまざまな材料に使用できます。これらの CNC 機械加工材料は、一般に次のように分類されます。

金属

精密 CNC 機械加工は、硬度や強度に関係なく、いくつかの金属に適しています。このプロセスは、これらの金属の効果的な機械加工を確実にする高度な技術を使用しています。

CNC 精密機械加工の一般的な金属は次のとおりです。

• アルミニウム
• スチール
• ステンレス鋼
• 銅
• ブラス
• ブロンズ
• チタン

プラスチック

CNC 精密機械加工は、基本的なプラスチック材料またはエンジニア リング プラスチック材料で機能します。このプロセスにより、プラスチックの選択に関係なく、競争力のある価格で高品質の製品が提供されます。

プラスチック CNC 加工原材料の一部は次のとおりです。

• アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS)
• ポリカーボネート (PC)
• ポリ(メチルメタクリレート) (PMMA)
• ポリオキシメチレン (POM)
• ポリアミド (PA)

最も一般的な精密 CNC 機械加工材料を取り上げました。ただし、WayKen は、カスタムの精密機械加工のニーズに合わせて、包括的で最も広範な材料のリストを提供しています。

高精度加工の利点

精度と再現性は、費用対効果が高く高品質な機械加工を行う上で重要な要件です。一般に、CNC 精密機械加工は、パフォーマンスと品質の要求を満たすのに役立ついくつかの点で優れています。このプロセスには次のような利点があります:

1.高度な加工技術

精密 CNC 機械加工装置は、業界 4.0 規格に忠実な最先端技術です。過度の労働要件を排除し、重機を操作します。

使用する CNC 工作機械に関係なく、コンピューター プログラムにより、ほとんどの操作を自動化できるようになりました。彼らは、切削工具を操作し、さまざまな原材料を目的の完成品に成形する「ライブ オペレーター」です。

2.パフォーマンスと信頼性の向上

一部のアプリケーションでは従来の加工結果を受け入れることができますが、他のアプリケーションでは厳しい公差要件があります。これらの要件には、高精度の機械加工が必要です。

さらに、ほとんどの業界では多くの同一部品が必要になることがよくあります。これは、精密な CNC 機械加工の再現性があってこそ可能になります。品質プロセスは常に実施されており、CNC マシンは同様のカットを適用し、すべての部品で同等の品質を維持しています。

3.幅広いアプリケーション

精密機械加工プロセスは、高級金属やプラスチックを含むいくつかの材料と互換性があります。この柔軟性は、さまざまな規模の企業が競争し、カスタム デザインと部品を提供するのに役立ちます。

さらに、厳しいエンジニアリング公差を繰り返し達成することは、顧客の信頼を確立するのに役立ちます。自動車、金属加工、航空宇宙、海洋、農業、消費財など、いくつかの業界が精密 CNC 加工の恩恵を受けることができます。

4.信頼できる部品品質

CNC精密機械加工の品質は他に類を見ません。コンピューターによる数値制御により、従来の機械加工に伴うばらつきがなくなります。

このプロセスは数時間実行でき、最小限のメンテナンスと設計ニーズを満たす高度なソフトウェアのみが必要です。その結果、顧客の期待を超える最高の品質を確保するために、最も複雑な部品でも高度なプロセスで作成できます。

5.サイクル時間の短縮と人件費の削減

CNC 精密機械加工は、機械の使用を中断することなく、機械加工の自動化とプログラミング機能が強化されているため、より高い生産需要を満たすことができます。高精度の機械は、非常に正確で再現性のある結果を提供するように設計されています。

しかし、従来の機械加工では、ツーリング速度と実行速度を手動で監視し、調整する必要があります。一方、CNC マシンはオフラインで作成したプログラムを実行できます。機械オペレーター1名でマシニングセンターを切り替え、様々な生産を行うことができます。オペレーターは、ロード パーツとツールを維持し、オフラインでバリ取りと品質管理を行います。

そのため、監視プロセスに必要なオペレーターが非常に少ない構造であり、それによって人件費が削減されます。同様に、数量に関係なく、コンポーネントをより迅速に作成できます。

CNC 精密機械加工の応用

精密 CNC 機械加工は、生産の高速化、費用対効果、複数のアプリケーション、および高い製品品質により、さまざまな業界でよく知られている技術です。その利点は、これらの業界で役立ちます。

1.自動車産業

自動車産業は、今日の世界で革命的な空間です。新しい革新的な自動車部品は、最新の車両イテレーションで毎日登場します。自動車会社は、本格的な生産に移行する前に、高品質のプロトタイプを開発するために CNC 精密機械加工を好みます。これにより、市場での機能テストと、必要に応じた設計の変更が可能になります。

2.医療産業

ヘルスケア部門の機器は、その公差仕様のために最高レベルの精度を必要とします。矯正装置、安全な囲い、インプラント、MRI マッチなどのツールは、多くの場合、公差が厳しいものです。これを実現できるのは、精密な CNC 機械加工だけです。

3.航空宇宙産業

自動車と同様に、航空機やその他の航空宇宙機にも高いレベルの精度が必要です。これらの部分にエラーがあると、人々の命を危険にさらす可能性があります。したがって、高精度の機械加工は、この業界の部品を作成するのに役立ちます。これらのコンポーネントには、着陸装置ポート、ブッシング、マニホールド、翼型などが含まれます。

4.エレクトロニクス産業

家電業界は現在、深刻なダウンサイジングを経験しており、より小型でより強力なコンポーネントを必要としています。これらの部品は、コンパクトで軽量になるように設計されています。 CNC 精密機械加工は、大量生産であっても、非常に厳しい公差を維持しながら、これらの要件を処理できます。 CNC マシンには、半導体、ヒートシンク、回路基板、その他の家電部品などの部品を製造する機能があります。

5.軍事および防衛産業

現在、さまざまな国の防衛システムには防衛システムの新しい設計があり、精密な CNC 機械加工は、これらの設計を実現するための最も関連性の高いプロセスです。弾薬、通信コンポーネント、計画部品などを含む、利用可能なさまざまな材料と技術を使用して、いくつかのコンポーネントを作成できます。

結論

CNC 精密機械加工は、カスタムの精密機械加工部品を製造するための効率的な技術です。優れたコンポーネントを生産するだけでなく、コストを節約し、製品をより早く市場に投入するのにも役立ちます。その結果、精密 CNC マシン ショップは、部品のパフォーマンスを向上させ、ビジネスの収益を向上させることができます。

最高の結果を得るには、社内にエンジニアリング部門がある信頼できる CNC マシン ショップと協力することが重要です。 WayKen は、精密機械加工技術に関する広範な知識を持つ専門技術者のチームを誇っています。 3 軸、4 軸、5 軸の CNC マシンを装備し、高品質で複雑に設計された金属およびプラスチック部品を製造する準備ができており、業界での競争力を維持するのに役立ちます。クラス最高の精密機械加工サービスの見積もりを今すぐリクエストしてください。

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よくある質問

CNC マシンの精度はどのくらいですか?

CNC マシンは非常に高い精度を提供できるため、非常に厳しい公差要件を満たすことができます。部品の複雑さに関係なく、CNC 精密機械加工は最適な技術です。

CNC 精密機械加工の許容限界は?

CNC 機械加工の標準公差限界は、約 +/-0.005 インチ (0.127 mm) です。一方、精密機械加工は最大 +/-0.0002 インチ (0.00508 mm) に達する可能性があります。

最も精度の高い CNC マシンは?

5 軸 CNC マシンは、入手可能な最も正確で最速の精密 CNC フライス盤です。 5 軸 CNC 機械加工では、x、y、および z 直線軸を使用し、2 つの異なる軸 (A および B) で回転できます。したがって、ツールはあらゆる方向からワークピースを成形できます。