3 軸および 5 軸の CNC フライス加工はどのように部品の切削コストを削減するのか

CNC 機械加工は、切削工具を使用して、原材料または既存の部品から材料を除去する減法製造方法です。 CNC マシニング センターは一般に、最先端の 5 軸工作機械を使用します。これにより、中間設定が不要になり、アンダーカットおよび軸外機能が有効になるため、ターンアラウンド タイムが大幅に短縮されます。

単純な平面部品から要求の厳しい非常に複雑な表面形状まで、適切な CNC 工作機械を選択することが重要です。異なるタイプの CNC 工作機械は、異なる部品を処理できます。使用する機械の種類 (CNC 旋盤、3 軸 CNC フライス盤、または 5 軸マシニング センター) は、通常、部品の複雑さ、形状、サイズ、公差、最終用途、および製品タイプの材料によって異なります。

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材料は、多くの場合、CNC 機械加工のコストに影響を与える 2 番目に重要な要素です。材料のコストとその機械加工性のバランスを取ることができれば、最も費用対効果の高い機械加工が実現されます。機械加工性またはプロセスにおける材料の容易さに関して言えば、材料の機械加工性が強いほど、部品の生産が速くなり、サービス コストが低くなります。一般に、プラスチック材料と軟らかい金属合金は加工が容易です。材料固有の機械加工性を判断するには、CNC 加工チャートでさまざまな材料特性を参照できます。

CNC 加工の時間と労力

CNC 工作機械をプログラミングする技術者 CNC 機械加工を使用して製造する場合、通常、最大のコスト要因は部品の製造に必要な時間です。複雑で大きなパーツは処理時間が長くなり、全体のコストが増加します。

多軸加工を必要とする複雑な形状にはより長い時間がかかり、複雑な構造は通常、手作業による製造と後処理に依存しています。パーツ設計の各面に異なるフィーチャーが含まれている場合、通常は手動で再配置する必要があります。これらのフィーチャーを処理するために、新しい固定具で再配置する必要があるパーツが使用されることがあります。設計の実現に関連するプロセスが増えるほど、部品のコストが高くなります。

部品の数が増えると、CNC 加工のコストが大幅に下がります。プロジェクトの初期段階では、機械加工部品の数が多いため単価が低いことを考慮すると有利な場合があります。

CNC パーツの設計

加工されたアルミニウム部品は、最適化された設計により迅速に製造できます。手作業による再配置はほとんど必要なく、加工部品のコストを大幅に削減できます。具体的には、次の主な設計上の特徴を考慮することができます:

アスペクト比が 4 未満の設計機能が理想的です。フィーチャが小さいほど、通過するマシンが多くなり、振動しやすくなるため、精度と処理時間が向上します。

キャビティの深さは、その直径の 2 ～ 3 倍までの深さでキャビティを切断する場合に最適です。可能であれば、深さをツールの直径の 4 倍未満にしてください。

壁の厚さは 0.8 ～ 1.5 mm にする必要があります。薄い壁では、切削深さが低い工具を使用して複数回のパスが必要です。薄肉フィーチャはびびりやすく、精密加工が難しく、加工時間が長くなる可能性があります。

標準ドリルサイズの穴はすぐに完成でき、標準サイズ以外の穴はエンドミルで加工する必要があり、総コストと加工時間が増加します。ねじは、最小の長さが穴の直径の 1.5 倍、最大の長さが穴の直径の 3 倍になるように設計する必要があります。

長さと直径の比率が 3:1 以下の内部コーナ R により、フライス加工時間が短縮され、工具を交換する必要がなくなり、全体の加工時間が短縮されます。

CNC 加工注文のコストを削減しようとするときは、安価な材料と簡単な加工、最適化された標準化された設計の間でバランスを取ることが最善です。設計内のすべての機能が重要なプロジェクトにとって重要であることを確認することで、全体的な範囲を簡素化できます。メカニックの要件が複雑になるほど、ソリューションの効率は低下します。

C 結論

大まかに言えば、その設計、特定の寸法、および要件により、複雑な部品は機械加工プロセス中にさらに考慮する必要があります。部品が設計プロセスにあるとき、設計エンジニアは常に、可能な限り単純で製造しやすい部品を作成するように努める必要があります。設計が単純であればあるほど、製造が容易になり、間接費が安くなります。

機械設計者は、効率と歩留まりを高めながらコストを削減できる最大のパフォーマンスを提供しながら、必要なコンポーネントの数を減らす設計を作成する方法を考えてきました。 CNC 機械加工は、部品の製造や試作に効果的な製造方法です。主要な設計の詳細と処理能力のバランスが取れていないと、費用対効果が失われる可能性があります。