アンダーカット加工の完全ガイド：CNC精密パーツ製作のエキスパート知識

CNC機械の技術革新が機械加工サービスを容易にしたことはもはやニュースではありません。また、CNC機械が様々な金属とプラスチック材料と互換性があり、精密で高品質なパーツを生産できることも言うまでもありません。

しかし、アンダーカットパーツのようなトリッキーな形状の加工には、最良の結果を得るためにいくつかの重要な考慮事項とノウハウが必要です。

したがって、このガイドにはCNC機械加工パーツのアンダーカット加工とその用途について知っておくべきすべてが含まれています。

アンダーカット加工とは？

アンダーカット加工は、機械加工パーツに凹みや沈み込み形状を作成する加工技術です。ほとんどの機械加工サービスで使用される標準切削工具（エンドミルなど）ではアンダーカットを作成できません。また、機械加工でアンダーカットパーツを設計することは、達成が難しいように見えるかもしれません。何よりも、この加工プロジェクトの目的は、様々な機械加工パーツに適切な機能性を実装することです。

さらに、一部の精密アンダーカット基準の製造にはより多くのコストがかかる場合があります。これは、それらの表面の一部が真上から直接アクセスできないためです。同様に、ワークピースの一部が別の部分にせり出している様々なアンダーカットが存在します。その結果、通常の伝統的な工具では到達できない隙間が生じます。

したがって、アンダーカット加工にはスロットカッター、ロリポップカッター、アンダーカットエンドミルなどの特殊工具が必要です。

CNCアンダーカットとは？

機械加工におけるアンダーカットとは、機械加工パーツの明確なタイプの凹んだ表面を指します。アンダーカットは、しばしばワークピースの一部が別の部分にせり出している形で描写されます。

CNC旋削におけるアンダーカット

旋削プロセスにおいて、アンダーカットは機械加工パーツの内径における直径の凹みです。旋削技術におけるアンダーカットの経験則は、長さが少なくとも1.5山分、直径がネジの谷径より少なくとも0.38mm小さいことです。また、アンダーカットはネジ部やシャフトのネジ切り部分の端に適用されることが多く、これにより切削工具のクリアランスが確保されます。

CNCフライス加工におけるアンダーカット

フライス加工では、切削工具がスピンドルに取り付けられます。場合によっては、アンダーカット加工の専門家が、スピンドルの角度からは見えない方向から材料の一部を切り取ります。しかし、これには見える材料の後ろに到達するための特殊工具が必要です。

アンダーカット加工用特殊工具

前述の通り、アンダーカット加工はほとんどの場合トリッキーです。また、典型的なストレート加工工具では、ほとんどのアンダーカットパーツで作られる隙間にアクセスできません。したがって、この加工プロセスには特殊工具が必要です。以下を見てみましょう：

スロットカッターとロリポップカッター

これらの特殊工具は、伝統的な工具では加工できないアンダーカットを製造できる独特の形状を持っています。スロットカッターとロリポップカッターは、幅広い先端と狭いシャンクを持っています。

しかし、先端の形状で異なります。スロットカッターは平らな先端を持ち、ロリポップカッターは丸い先端を持っています。

さらに、専門家はアンダーカット加工において、外側の先端とシャンクエッジの間の距離を測定します。これにより、CNC機械加工パーツのオーバーハング長さを決定できます。

ロリポップカッターの丸い先端は、曲面アンダーカット形状の加工に適しています。これに加えて、ロリポップカッターはエッジベアリング、ワークピースのデバリングにも適用されます。ただし、このアンダーカットエンドミルは多方向切削を提供するため、より高価です。

首が細いカッターはより球形のアンダーカットを生成するのに役立ちます。これは、より大きなラップ角がより大きなクリアランスを提供するためです。対照的に、首が太いものは小さなラップ角を持ち、クリアランスが少なくなります。

アンダーカットパーツ加工における特殊切削

以下は、アンダーカットパーツ加工で実行できる様々な切削です：

1. Tスロット

名前が示す通り、この切削工具はT字型アンダーカットを作成します。Tスロット工具は、連結した平らな水平ブレードと垂直シャンクで構成されます。これらの特徴により、デバイスはワークピースに切り込み、水平方向のどちらかに切削できます。その結果、T字形状が形成されます。Tスロット切削工具は、3mm〜40mmの標準幅で利用可能です。

2. ドブテール（燕尾）

ドブテール切削工具は、傾斜ブレードを使用してアンダーカットパーツを生成します。結果として得られる切削は台形またはドブテール形状を持ち、上面が狭く底面が広い形状になります。

ドブテール切削工具の傾斜ブレードは、45度と60度の標準角度で設計されています。しかし、10度刻みで最大120度までの他のグレードはあまり使用されません。

3. 片側アンダーカット

この特殊切削は、CNCアンダーカット工具を使用して機械加工パーツに非対称アンダーカットを作成します。横方向に切削しながら、前のアンダーカットからさらに突き出た切削を行います。

片側切削技術を使用する際、クリアランスは重要な考慮事項です。これにより、CNCアンダーカット工具が適切に機能することが保証されます。

CNC機械加工パーツのアンダーカット加工のヒント

以下は、CNC機械加工パーツのアンダーカット加工プロセスを支援する重要なヒントです：

1. 専門家と提携する

専門家と提携することで作業が容易になることは明らかです。したがって、アンダーカット加工の経験豊富な個人または会社は、様々な面であなたを支援するために必要な工具と専門知識を持っている可能性が高いです。専門家と協力することで、エラーのリスクを減らし、適切なアンダーカットパーツを得ることができます。

2. 可能な限りアンダーカットを排除する

機械加工パーツの設計を段階的に行う際、可能な限りアンダーカットを避けるのが最善です。これは、アンダーカットが設計の複雑さに寄与するためです。また、必要な特殊工具の調達にもコストがかかる可能性があります。したがって、アンダーカットを排除することで作業をシンプルにし、追加費用を節約できます。

3. 特注工具の必要性を避ける

特注工具は製造に時間がかかるため、その必要性を避けることもできます。また、これらの工具は一回限りの使用であり、これらの工具への繰り返し要求は加工プロジェクトにさらなるコストを追加する可能性があります。したがって、アンダーカット形状を標準寸法で設計することで、特注工具を最もよく回避できます。

4. 浅いアンダーカットにする

切削工具ブレードの切削深さには限界があることを念頭に置いてください。これは、これらのブレードの多くが垂直シャンクに連結されているためです。したがって、適切な切削工具で処理できる浅いアンダーカット深さのみを作成してください。また、切削が浅ければ浅いほど良いです。

アンダーカットパーツの用途

アンダーカットは常に回避できるわけではありません。基本的に、製造業者は機械加工プロセスでアンダーカットを適用し、機械パーツに特定の機能性を与えることが多いです。

したがって、以下を必要とするパーツではアンダーカット加工が必要になります：

• 側面穴：家電製品用
• インターロック機能：組み立て容易化のため
• カスタムインサート：独自の設計要素のため
• 垂直ネジ：多くのコネクタ、ホース、その他の部品用
• バーブ継手：医療機器用

結論

特筆すべきは、一部の機械加工設計は作成が簡単に見えますが、加工プロセスでの実装はより困難であるということです。したがって、機械加工におけるアンダーカットのような困難なタスクには、最高のアンダーカットパーツを得るために質の高い機械加工サービスが必要です。

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よくある質問（FAQ）

アンダーカットは機械加工できますか？

はい、単純なアンダーカットは特殊工具で機械加工されることが多いです。スロットカッターとロリポップカッター（アンダーカットエンドミルとも呼ばれる）は、アンダーカット加工のトップチョイスです。これらはアンダーカットパーツの製造に適した独特の形状と特徴を持っています。

アンダーカットの悪影響は何ですか？

一般的に、アンダーカットは金属パーツに局所的な応力集中を引き起こします。この悪影響は、アンダーカット深さによる金属パーツの断面積減少から生じます。

なぜ金型にアンダーカットがあってはいけないのですか？

大部分において、金型にアンダーカットがあってはいけないのは、全体の設計を複雑にし、パーツ離型を妨げるためです。したがって、可能な限りアンダーカットを避けるのが最善です。