CNC フライス盤の説明:顧客と機械工にとってのメリット

最新の CNC フライス加工の目標は、金属鋳造などの材料を完成した使用可能な部品に変えることです。この目標は、非常に精密な CNC フライス盤を使用することによってのみ達成可能です。

コンピューター ソフトウェアは CNC (コンピューター数値制御) フライス盤の頭脳であり、機械を制御し、生産を自動化して、一貫した品質でスループットを向上させます。この再現性により、CNC 加工が非常に効率的となり、顧客と機械工自身の両方にとって非常に価値のあるものになります (この記事全体を通じて「機械工の視点」を参照してください)。

最終的な結果は？非常に厳しい公差を達成しながら、正確な仕様を大量に満たすカスタム機械加工部品。高度なスキルを持った機械オペレーターは、CNC フライス盤が自分たちの仕事にとって重要であるだけでなく、製造業とそれが世界経済に与える影響にとっても重要であることを理解しています。

CNC 機械工であることの醍醐味は、鋳物をより大きな製品の中で使用でき、信頼できる部品に変えることです。これらの部品は多くの場合、厳しい公差を必要としますが、CNC フライス盤による加工前の未完成の鋳造品にはこのような公差はありません。

• 平面 — CNC 正面フライス加工により、ワークピースに平坦な表面が作成されます。正面フライス加工により、シール面が非常に平坦に仕上げられるため、潜在的な漏れの問題がほぼ解消されます。
• ドリル穴 — ドリルで穴をあけ、タップでねじ山を追加します。通し穴とタップ穴は部品を組み立てる最も一般的な方法です。穴あけでは、穴の直径と深さの両方に重点を置きます。
• 退屈な穴 — ドリルとシングルポイント切削工具を備えた硬いボーリングバーを使用して既存の穴を拡大すると、ワークピース内に正確な内部空洞が形成されます。ボーリングにより、部品を適切かつしっかりと組み立てたり（非常に厳しい直径公差を実現したり）、バルブで空気、油、ガスの流れを一貫して制御したりできるようになります。

「厳しい許容範囲」という場合、どれくらい厳しい許容範囲を指すのでしょうか? CNC マシンは、0.001 インチ（1 桁ミクロン範囲）、つまり人間の髪の毛の幅の約 1/4 の精度でカットできます。そして、それは驚くべき速度で行われます。

機械工の視点 — 鋳造品が厳しい公差で完成部品に変化するのを見るのは、繰り返しやりがいのある達成感です。おそらくそれが、CNC フライス盤がオペレーターのエンゲージメントを維持する理由です。

CNC フライス盤はどのように動作するのですか?

すべての CNC フライス盤を詳しく説明するには、一連のブログ投稿が必要になります。知っておくべき最も重要なことは次のとおりです。可動範囲は CNC フライス加工の重要な側面であり、これによってフライス盤の工具で何が達成できるかが決まります。 CNC フライス盤には、2 軸、3 軸、4 軸、および完全な 5 軸オプションが含まれます。

• 2 軸マシン — 手動による治具の構築に使用されます。移動は X 軸と Y 軸上のみです。再現性はあまり高くありません
• 3 軸マシン — 立型フライス加工でよく使用されます。 x、y、z 軸上の移動
• 4 軸マシン — 最も一般的な CNC ミル。追加の b 軸を使用した x、y、z 軸上の移動により、テーブルを回転させてワークピースの全周にアクセスできるようになります。通常は横型マシンに限定されますが、先進的なショップでは 4 軸縦型マシンも使用しています (通常の縦型は 3 軸)
• 5 軸マシン — x、y、z、b 軸および追加の a 軸上の移動。これらは特殊なフライス盤です。大量生産部品には理想的ではありません

縦型マシンと横型マシン

CNC フライス盤には主に 2 つのスピンドル方向があります。立型 CNC 機械では、Z 軸と呼ばれるスピンドル軸が垂直に向けられています。 c コラム構成では、主軸はこの方向に移動し、ワークピースを保持するテーブルは x と y の両水平方向に移動します。縦型マシンは、カバーやブラケットなど、片側からフライス加工される大量のペースの速いプロジェクトに最適です。

横型 CNC 機械では、スピンドルの Z 軸は水平であり、通常は機械の長さと平行です。スピンドルは、垂直方向の Y 軸と水平方向の X 軸を移動します。パレットと治具はワークを保持して Z 軸に移動し、B 軸が回転します。水平加工には、4 つの側面から加工にアクセスできる、同じ治具で複数の操作を完了できる、より複雑な部品をフライス加工できる、切りくず排出が優れているなど、いくつかの利点があります。

機械工の視点 — 機械とオペレーターを熟知し、効率的なワークフローを作成する社内のエンジニアリング部門と協力するのは刺激的です。

CNC フライス加工を他の操作と組み合わせることはできますか?

コンピューターの自動化とエンジニアの想像力により、CNC フライス盤は想像できるほぼあらゆるものをフライス加工する能力を備えています。これらの素晴らしい機械を使用すると、フライス加工プロセスに追加の操作を追加することもでき、機能が向上します。

たとえば、旋盤ではまず部品の材料の大部分を除去し (プロファイルフライス加工よりも高速です)、必要な丸い旋回を作成できます。次に、穴を開けたり、タップを追加したりして、部品をフライス加工できます。1 つのセル (ワーク センター) で両方のミルを制御する 1 人のオペレータが、完全な部品を作成できます。複数の作業センターやオペレーターを持たないことで効率が向上します。

機械工の視点 — 複数のタスクを立て続けに完了できることは、CNC 機械オペレータに達成感を与えるだけでなく、工場内で信頼できる価値ある地位を確固たるものにすることができます。

Stecker の CNC フライス盤の機能とは何ですか?

同じ機械工場は 2 つとなく、それぞれが独自の市場ニッチを見つけて、独自の製造上の強みを開発しています。

Stecker Machine は、多くの CNC フライス加工プロジェクトを処理できる最新のハイエンド ショップの一例です。顧客の需要を満たすために機器は定期的に更新されますが、この記事が書かれた時点では、Stecker の CNC フライス盤には 61 台の水平ミルと 14 台の垂直ミルが含まれています。

生産需要に応じて、これらの 95% 以上が通常の最初のシフト中に稼働し、残りはセットアップに使用できる状態になる場合があります。垂直型の 4 倍以上の水平型 CNC フライス盤を備えているということは、Stecker が厳しい公差を要求する複雑な部品に注力していることを物語っています。

標準のフライス加工工具に加えて、Stecker は必要に応じて特殊工具も使用します。たとえば、1 つのツールは、通常は 3 つの別々のドリルを使用して行われる 3 つの直径すべてを持つようにカスタム研磨されました。

もう 1 つの珍しいツールは、CNC フライス盤の刃先交換式ヘッドです。ドリルがスピンドルからまっすぐに出るのではなく、このツールを使用するとスピンドルを 90 度回転させて、追加の操作を行わずに部品の側面に穴を開けることができます。

機械工の視点 — キャリアの観点から見ると、オペレータは自分のスキルが常に成長しており、常に需要があることを知っています。 CNC 加工は、 無限のチャンスを秘めた盤石な業界です。

CNC フライス盤についての知識がもう少し深まり、機械工の観点からも見ていただけると幸いです。 Stecker は、CNC 加工を単なる仕事ではなく、キャリアにするために時間をかけて取り組んでいます。メリットは多く、安定した雇用は全国の何千人もの CNC 機械工に高く評価されています。

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著者について

ロブは、SMC の第 1 工場生産マネージャーです。彼は顧客の要求に応じてスーパーバイザーやオペレーターにリーダーシップを発揮し、機械、人材、原材料の使用を最適化する日常的な指示を提供します。ロブは機械工として SMC のキャリアをスタートし、セットアップ オペレーター、リードマン、スーパーバイザーを経て、現在は生産スケジューラーまで昇進しました。彼の最大の功績は？仕事をし、学位を取得し、家庭を築く...すべてが同時に行われました（生活は多忙でした）。