CNC旋削とは？そのプロセスに関する詳細な基本

CNC 機械加工は、その機能性と精度の高さなどの利点から、工業生産の主力となっています。製品の製造において、メーカーは、CNC 旋削や CNC フライス加工などの 1 つまたは複数の機械加工を使用する場合があります。

CNC 旋削の定義には、工作物が切削工具に対して回転する際の材料片の除去が含まれます。この記事では、CNC 旋盤加工の手順、プロセス用の機械、およびそのアプリケーションについて包括的に説明します。というわけで、早速始めましょう。

CNC ターニングとは

CNC ターニングは、切削工具を使用して材料の一部を外側から除去する典型的な除去製造プロセスです。最終製品の目的の形状、直径、およびサイズに達するまで、小片が削られながらワークピースが回転します (継続的に回転します)。

ただし、通常は 1 点エンドの切削工具は非回転式です。代わりに、ワークピースはその周りを回転するだけです。 CNC 旋盤は、旋削加工を実現するために工業的に使用される典型的な機械です。

一方、CNC ターニングは、金属、木材、プラスチック、その他のポリマーの切断に適しています。また、このプロセスではコンピューターで生成されたプログラムとコードを使用するため、製品の寸法精度が高く、これが主な利点の 1 つです。

CNC 旋削作業の基本を理解する

CNC 旋削加工はかなり複雑な場合があります。ただし、CAD ファイルを CMC マシンが認識できるプログラムに変換した後、ターニング プロセスを開始できるようにマシンをセットアップする必要があります。

旋削では、切削工具が外側から材料の断片を切り出し始めるときに、ワークピースを回転させたり回転させたりします。通常、機械加工された材料は円筒形または円形です。場合によっては、特に互換性のあるアダプターを使用すると、さまざまな形状の材料に対して回転がうまく機能することがあります.

切削工具は、プログラムされた目的の形状に到達するまで、工作物がマシン内で回転するにつれて切削を続けます。特に、CNC 旋盤やターニング センターのタレットにはさまざまなツールがあり、すべてコンピューター プログラムとコードによって制御されます。ただし、より多くのツールを保持できる機械は、より多くの機能を備えたより洗練されたものであるため、複雑な設計により適しています。

CNC旋削加工の種類

旋盤と CNC 旋盤にはさまざまなバリエーションがあり、独自の切削機能を備えたものもあり、特定の操作に最適です。以下は、さまざまな種類の CNC 旋削プロセスの簡単な説明です。

直進

直線旋削では、切削工具を使用してワークピースの直径を均一に縮小します。この技術は、材料を特定の厚さに機械加工することを目的としています。材料の一部をすばやく取り除き、製品の直径のばらつきを防ぎます。これは荒削りと呼ばれることがあり、寸法精度を得るために追加の仕上げが必要です。

ナーリング

この操作では、ワークピースの表面に鋸歯状、斜め、または交差した線のカット パターンを導入します。パターンが摩擦を強化するため、プロセスは通常、しっかりとしたグリップを導入します。ねじ穴用ボルト・ナットの製作にも適しています。特に、操作には特別に設計されたローレット加工ツールが必要になる場合があります。

別れ

パーティングは、シングルポイント切削工具を使用して材料に深いガウジを作成し、内部コンポーネントを除去する加工技術です。名前が示すように、パーツを作成したり、元のピースの一部を切り取ったりします。

テーパー旋削

テーパー旋削では、材料の直径を端から端まで徐々に小さくします。材料と切削工具の間の角運動は、加工物の直径の移行と縮小を引き起こします。ほとんどの旋削加工と同様に、最終製品は円筒形です。

スレッド化

ねじ切りは、材料の側面に沿った切削工具の移動を伴うもう 1 つの CNC 旋削プロセスであり、ワークピースの外部コンポーネントにねじを切り込みます。ねじ山は、特定の長さとピッチを持つらせん状の溝です。

溝入れ

この旋削加工により、工作物に狭い切り込み (溝) が作成されます。これには、切削工具と同じ幅で切削する、材料に対する先の尖った工具ヘッドの動作が含まれます。ただし、複数の切削工具を使用すれば、より大きな直径の溝を加工することができます。

CNC 旋削に適した材料は?

CNC 機械加工の重要な利点の 1 つは、幅広い材料との互換性です。同様に、ほとんどの金属およびプラスチック材料は、CNC 旋削プロセスに最適です。それらは:

• アルミニウム
• ナイロン
• 銅
• スチール
• 木材
• チタン
• ピーク
• ABS
• グラス
• 塩ビ
• ブラス
• ワックスなど

各材料はさまざまな構造的完全性を持っているため、送り速度や旋削速度などの固有の仕様を持つ、さまざまな旋盤またはターニング センターが必要になる場合があります。

CNC 旋盤の種類

確かに、旋盤は旋削に使用される代表的な機械です。ただし、これらのデバイスにはさまざまな種類があり、それぞれが特定の旋削加工に適しています。機械加工プロジェクトには、4 つの異なる CNC 旋盤タイプがあります。

横型 CNC 旋盤

これらの旋盤は、典型的な旋盤のすべての機能を備えており、さまざまな産業用途で最も人気のある機械の 1 つになっています。ただし、旋削加工と中ぐり加工の両方に適しています。また、CNC マシンであるため、コンピュータ プログラムで動作します。

立形 CNC 旋盤

横型旋盤に似ていますが、ご想像のとおり、主な違いはワークピースの保持方法です。材料は垂直に配置されます – 回転、紡績、および切断が行われる前に下から。その結果、これらのマシンはスペースが限られている場合の運用に最適です。また、重くて頑丈なワークにも最適です。

水平ターニング センター

横型ターニングセンターは、穴あけおよびフライス加工機能を備えた密閉型の装置です。名前が示すように、ターニング センターは水平方向に配置されており、その上にツールが取り付けられており、ツールが回転して工作物に切り込み、重力に依存して切り込みを取り除きます。

垂直ターニング センター

この装置は、横型ターニング センターと CNC フライス盤の組み合わせとして機能します。その設計により、回転チャックが地面に近くなり、大きなワークピースでの作業が容易になります。

旋盤のさまざまなコンポーネント

さまざまな旋盤がありますが、実質的には同様のコンポーネントを備えています。それでは、典型的な旋盤の各要素を簡単に見てみましょう。

1. CNC コントロール パネル

パネルは多かれ少なかれ、マシンの頭脳ボックスです。これは、機械工と技術者がコンピュータ プログラムとコードを入力するコントロール ハウスを指します。 CNC コントロール パネルには、開始、新しいプログラムの入力、プロジェクトの終了など、すべてのデバイス操作を制御するための一連のキーがあります。

2.スピンドル

スピンドルは主軸台の心臓部です。シャフト付旋盤の回転軸です。また、心押し台にスピンドルが付いていることも珍しくありません。

3.ヘッドストック

主軸台は、旋盤の他のコンポーネントを所定の位置に保持するクランプとして機能します。ギア、スピンドル、チャック、コントロール レバーなどの機械部品が含まれています。

4.テールストック

ヘッドストックの反対側がテールストックです。ボーリング加工が可能な非回転センターです。

5.ベッド

ベッドは、主軸台、チャック、心押し台などを含む他のすべてのコンポーネントが取り付けられているため、旋盤で最も重要な部分です。さらに、それは大きな水平構造であり、巨大なワークピースに対応するためにさらに拡張することができます.

6.チャック

チャックは、旋盤のもう 1 つの重要なコンポーネントです。加工時に材料を保持 (つかむ) するのに役立ちます。

7.馬車

キャリッジは、ヘッド ストックとテール ストックの間にあり、サドル、クロス スライド、エプロンなどの他のコンポーネントが含まれています。これは、ワークピースの外側を切削する切削工具のガイドとして機能します。

8.切削工具

切削工具には、旋削中に材料の破片を取り除く工具ビットが含まれています。多くの場合、切削および旋削プロセスは、旋盤装置にある切削工具の種類によって異なります。

9.ツール タレット

ツール タレットは、旋盤用のツール ホルダーです。一般的な工具タレットのサイズと形状によって、運搬できる工具の数が決まります。

10.フットペダル

フット ペダルは心押し台またはチャックをすばやく開閉するのに役立ちます。

5 つの一般的な旋削工具の種類

さまざまな旋削加工があることは既に確認しました。そのため、それぞれの工程により適した旋盤切削工具が数多くあります。これらのツールのいくつかを簡単に調べてみましょう。

1.面または旋削工具

素材の回転軸に対して直角な平面を切削するのに適した旋盤です。プロセス中、キャリ​​ッジのツール ホルダーが切削工具をクランプし、回転軸に垂直に切削します。

2.スレッドカッター

この切削工具は、材料の外側および内側の切削に適しています。さらに、名前が示すように、旋盤でのねじ切りに最適です。

3.ボーリングバー

ボーリングバーは正確には旋削工具ではありません。代わりに、それらはワークピースに内部カットを作成するのに適したシングルポイントツールです - ボーリング穴。この装置は基本的に、既存の穴の直径を拡大します。

4.溝入れ工具

溝入れツールは、チャネル (溝) や O リングなどの機能を工作物に切り出すのに適しています。さらに、各部品の優れた適合性を備えたさまざまなワークピースのネッキングを可能にする材料に輪郭を作成するのに理想的です.

5.ローレット加工ツール

これらの旋盤工具には、ワークピースのグリップを向上させるための特定の設計とパターンが装備されています。素材に押し付けると、ギザギザの模様が刻印されます。したがって、機器、ボルト、ナットなどのハンドルを作るのに役立ちます.

CNC旋削の応用

CNC 旋削および機械加工プロセスは、さまざまな製造部門にとって非常に有益です。以下では、旋削加工のアプリケーションを簡単に見ていきます。

自動車産業

CNC 旋削操作は、自動車の機能を向上させる自動車のコンポーネントの製造では非常に一般的です。このプロセスは、シリンダー ブロックなどの金属部品やダッシュボード コンポーネントなどのプラスチック部品の製造と互換性があります。

電気産業

CNC旋削は、他の電気部品の中でも回路基板の作成に適しています。非常に精密な機械加工プロセスであるため、製品は電子的に効率的であり、すべての要件と仕様を満たしています。

航空宇宙産業

航空産業では、寸法精度が高いため、CNC 旋削や機械加工などのプロセスが必要です。これらは、シャトルおよび航空機のファスナーおよび内部コンポーネント用の鋼部品の設計に適しています。

Wayken の CNC 旋削機能

CNC 旋削に関する詳細な情報を取得したので、それが製造に必要かどうかがわかります。次は、設計の製造を支援する適切なパートナーを見つけることです。 WayKen は旋削サービスの専門家です。 20 年近くの機械加工の経験を持つ当社の機械工は、あらゆる種類の旋削加工やその他の機械加工技術を扱うことができます。

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結論

CNC ターニングは、さまざまな分野で膨大な用途を持つ重要な製造技術です。汎用性が高く、寸法精度が高く、大量生産に適しているため、長い間、主力の工業生産技術でした。

この詳細な記事を読むと、プロセスが何を伴うのかを包括的に知ることができます.したがって、製造にその技術をいつ採用するかがわかります。

よくある質問

旋盤の加工軸とは?

CNC 旋盤にはさまざまな構成があり、軸の動きによってより適切に定義されます。以下が含まれます:

• 2 軸:一般的な旋盤の典型。 X 軸と Y 軸。
• 3 軸:回転ドリルは、X、Y、および Z 軸に沿って動作します。
• 4 軸:2 つの通常の軸と追加の Y 軸と A 軸が含まれます。
• 5 軸:A 軸と B 軸による X、Y、Z の 5 方向の移動。
• 多軸:自動スライド旋盤には 9 つ以上の異なる軸がある場合があります。

旋削とフライス加工の違いは何ですか?

旋削では、非回転のシングルポイント切削工具に対してワークピースを回転させますが、フライス加工では、ロータリー カッターを使用して静止したワークピースのコンポーネントを除去します。さらに、旋削製品は円筒形または円錐形であることが多いのに対し、フライス加工の最終製品は平らな表面を持っています。

旋削加工における 3 つの主な動きは何ですか?

旋回中、次の動きが発生します:

• 回転:旋削中、切断プロセスが発生すると、ワークピースは連続的に回転および回転します。
• 高度な動き:ツールは材料に対して平行に構成され、直線的な動きで機械加工が行われます。
• ペネトレーション:切断ツールは、ペネトレーション時に材料の断片を切断します。これにより、切断の深さが決まる場合があります。