5 高速 CNC マシニング センターの構成と要件

CNC 加工サービスでは、高速 CNC 加工は非常に重要なプロセスであり、部品を迅速かつ正確に加工し、対応する加工効率を高めることができます。

高速CNCマシニングセンターと通常のマシニングセンター（スピンドル、ツールマガジン、ツール、CNCシステムなど）との間には、主にスピンドル速度と切削送りにおいてまだ多くの違いがあります。標準の高速 CNC マシニング センターは、標準の高速 CNC マシニング センターの要件を満たす必要があります。

1. 高速CNCマシニングセンタを支える専用スピンドル

高速マシニングセンターの高速主軸は、高精度、剛性が高く、安定した動作、熱変形が小さいという特徴が必要です。マシニング センターでは、ベルト タイプ、ギア タイプ、ダイレクト ドライブ タイプ、電動スピンドルなど、いくつかのタイプのスピンドルがより一般的です。高速CNCマシニングセンターはダイレクトドライブスピンドルと電動スピンドルを使用でき、残りのスピンドルは基本的に高速CNCマシニングセンターの基本的な速度要件を満たすことができません。高速 CNC マシニング センターのスピンドル速度は 10000rpm より低くすることはできません。このような高速は、基本的に直接駆動スピンドルと電動スピンドルによってのみ達成できます。

直結主軸の最高速度は電動主軸ほど高くありません。主軸回転数が高くなるほど切削抵抗が小さくなるため、直結主軸の切削抵抗は電動主軸よりはるかに優れています。

2. 高速 CNC マシニング センター切削送り

CNC工作機械において、機械の切削送りを上げることは、加工能率を上げることに等しいと言えます。これは、高速 CNC マシニング センターの場合です。高速CNCマシニングセンターの切削送りは、一般的に20～40m/minです。もちろん、切削送りは最速です。

リニアモーターの成熟した使用は、高速CNCマシニングセンターに質的な飛躍をもたらし、あらゆる方向で加工効率と加工精度を向上させました.リニアモーターの駆動モードは非接触直接駆動モードで、可動部品が少なく、歪みの問題はありません。この技術により、工作機械の製造は、従来のボールねじでは達成できないレベルに到達しました。リニアモーターは加速と減速の特性が高く、加速は従来の駆動装置の 10 ～ 20 倍の 2g に達し、送り速度は従来の駆動装置の 4 ～ 5 倍です。

3. 高速CNCマシニングセンターCNCシステム

高速CNCマシニングセンターのCNCシステムには、マシニングセンターの一般的なCNCシステムよりも高い要件があります。高速 CNC マシニング センターの数値制御システムには、最高速のデータ処理能力と最高の機能特性が必要です。これは、4 軸または 5 軸の高速 CNC マシニング センターに当てはまります。 32 ビットまたは 64 ビット プロセッサを備えた数値制御システムが推奨されます。これら 2 つの数値制御システムは非常に強力で、通常の数値制御システムとは比較になりません。

4. 高速 CNC マシニング センター ツール

高速CNCマシニングセンターの工具は、工具の種類ではなく、高速CNCマシニングセンターの工具素材です。高速 CNC マシニング センターに一般的に使用される工具材料は、多結晶ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、およびハード コーティング工具です。優れたツールは、切削速度を最高の高さにまで発展させることができます.

特にハンドルが長い工具の場合、工具構造の動的なバランスを取る必要があります。高速の遠心力によって工具ホルダーやブレードが曲げ強度や破壊靭性が低い場合に破損するのを防ぐために動的にバランスを取る必要があります。これは非常に重要です。高速CNCマシニングセンター。オペレータに危険をもたらします。ツールホルダーシステムの選択は、自動ツール交換の再現性とツールの切削剛性にも影響します。現在、ツール ホルダー システムは、一般的に 7:24 のテーパー片面クランピング ツール ホルダー システムを選択します。

5. 高速加工のための CNC プログラミング

高速加工用の CNC プログラミングは、通常の加工用の CNC プログラミングとは異なります。高速加工では、送り速度と加工速度が速いため、プログラマーは切削工具がどのようにワークピースに切り込むかを予測できなければなりません。加工中に小さな送りと浅い切り込みを使用することに加えて、NC コードをプログラミングするときに加工方向の急激な変更を避けることも非常に重要です。送り方向の急激な変更は切削速度を低下させるだけでなく、 「クロール」現象が発生し、加工面の品質が低下し、過切削や残留物、工具の損傷、さらにはスピンドルの損傷を引き起こすことさえあります。特に三次元輪郭加工の工程では、複雑な輪郭やコーナー部分を分けて加工します。 「ジグザグ」加工法、直線法、またはその他の一般的な加工法を使用するよりも、すべての面を一度に処理する方が有利です。

高速加工中は、工具がゆっくりと工作物に切り込み、切削後に工具が再び工作物に切り込むのを避けることをお勧めします。そのため、切り出してからいきなり入るよりも、ある切り口からゆっくりと別の切り口に入ったほうがよい。第二に、可能な限り保管してください。切削厚さ、送り速度、および切削線速度の一貫性を維持することを含む安定した切削パラメータ。切削深さが一定の増加に遭遇した場合、負荷の変化が工具のたわみを引き起こすため、送り速度を下げる必要があります。これにより、加工精度、表面が低下します。品質、および工具寿命の短縮。

そのため、多くの場合、加工輪郭の複雑な部分を前処理して、前工程で使用した大径工具に高速仕上げの小径工具が取り残されないようにする必要があります。 「それは、切削負荷の急激な増加につながります。現在、一部のCAMソフトには「加工残渣解析」機能が搭載されています。この機能により、CAM システムは切削のたびに加工残りの位置を正確に知ることができます。これが工具負荷を一定に保つための鍵であり、高速加工には重要な鍵です。実現を成功させることも重要です。

要するに、ツール パスは単純であるほど良いということです。このようにして、加工プロセスは、データポイントの密集したクラスターや加工方向の突然の変化のために減速する必要なく、最大送り速度に到達することができます。 「ジグザグ」切断パスでは、隣接する 2 つの直線セグメントを「円弧」(または類似の円弧状の線分) を使用して接続すると、頻繁な呼び出しと加速/減速プログラムの変換の頻度を減らすのに役立ちます。

高速加工において、CAMシステムの自動オーバーカット（削り残し）保持機能は、加工精度と加工の安全性を確保する上で不可欠です。ワークへのオーバーカット（残留）損傷は修復不可能なためです。工具への損傷も壊滅的であり、機械加工された幾何学的表面の正確かつ連続的なデジタル モデルの確立と、加工輪郭の完全性を確保するための効率的なツール パス生成アルゴリズムが必要です。次に、ツール パスを検証する CAM システムの機能も非常に重要です。一方では、プログラマーは処理コードをワークショップに送信する前にプログラムの正確性を検証できます。一方、プログラムを最適化することもできます。処理パスは、送り速度を自動的に調整して、常に最大の安全な送り速度を維持します。