CNCフライス加工の基本：輪郭・プロファイル加工をマスターする

プロファイルCNCフライス加工の基礎

フライス加工による面取りは、輪郭/等高線CNCフライス加工の一種です。傾斜、凹面、凸面など、さまざまな角度を持つ不規則な形状の輪郭や連続曲線を加工します。これは、独自の形状を持つカスタム部品の大半を完成させるための重要な工程であり、CNC加工サービスプロバイダーには、基本的な加工原理と手順に関する高度な知識が求められます。

1. プロファイルCNCフライス加工の工程

最終的な機械加工部品に到達する前に、まず以下のカテゴリに細分化されます：荒加工/半荒加工、半仕上げ加工、仕上げ加工、超仕上げ加工。部品が大きければ大きいほど、関わる工程の種類も増えます。機械加工ワークの工程をサブカテゴリに分けることは、使用する工具とパラメータの潜在能力を最大限に引き出すために非常に重要です。

荒加工

常に最初の加工段階であり、通常は原材料ブロックの切削から始まり、部品を目的の形状や輪郭に大まかに近づけ、後続の工程に十分な金属在庫を残します。

半仕上げ加工

寸法要件に従って部品を加工するか、部品の残りのブランクを除去する工程です。半仕上げ部品は、表面仕上げに関する特定の要件を満たすためにさらに加工されることもあります。

仕上げ加工

半仕上げ加工の後に実施されます。明確なバリやその他の表面欠陥を除去して部品の表面仕上げを向上させることが目的です。この工程では高性能工具を使用する必要があり、ワークの最終的な外観に大きく影響します。

超仕上げ加工

鏡面仕上げや超滑らかな輪郭が必要な場合に実施されます。高速加工技術と高精度工具が必要です。

2. CNC曲面フライス加工で使用される工具を知る

製造中の部品に滑らかな曲面を得るために、さまざまなバリエーションの円形エンドミルが使用されます。これらには、丸型インサート、ボールエンドインデキサブルエンドミル、ボールエンド超硬ソリッドエンドミルが含まれます。円形輪郭工具は、明確な工具パス跡を残さないため、輪郭加工用途の第一選択です。

丸型インサート付きエンドミル

通常、大径工具です。丸刃エンドミルは、高い安定性と優れた生産性により、荒加工に非常に適しています。

ソリッドボールエンドミル

機械加工部品に非常に良好な表面仕上げを残せます。構造上、安定性が低い場合があるため、荒加工よりも仕上げ加工でより一般的に使用されます。

インデキサブルヘッドボールエンドミル

ソリッド超硬エンドミルに似ていますが、交換可能なカッターヘッドを備えています。必要に応じて交換できる着脱式のエンドを持つ特殊工具です。

CNC曲面フライス加工の一般的なヒント

1. 必要な準備

プロファイルフライス加工でカスタム部品を製造することを決定する前に、CNCフライス加工プロセス全体に影響を与えるさまざまな要因を理解する必要があります。また、適切な加工技術を正しく選択するために、いくつかの具体的な事項を決定する必要があります。以下は準備すべき事項です：

• 部品設計の空洞深さに注意する：使用する正しい切削工具と必要なゲージ長を選択する上で重要な役割を果たします。
• 元のブロックからどれだけの材料が削られるかを知る：作業部品を作るために必要な工程を計画し、半仕上げ・半荒加工後に追加工程が必要かどうかを判断するのに役立ちます。
• ワークをどのように固定するかを検討する：必要な治具を準備するのに役立ちます。

2. 古典的だが重要：送りと回転数を正しく設定する

送りと回転数は部品の材料除去率を決定するため、優れた表面仕上げを達成する上で大きな影響を与えます。これには計算が必要です。使用する送り速度は、切込み深さ、使用工具、被削材、加工中の部品の輪郭、要求精度によっても異なります。

3. 工具の活用

現在、市場にはさまざまな工具があります。荒加工では、荒加工の厳しい切込み深さと送り要件に耐えられるよう、工具の剛性を優先すべきです。一方、仕上げ加工では、明確な工具パス跡を残さない非常に鋭利なエンドミルが必要です。もう一つの違いは工具の直径です。一般的に、荒加工工具の直径は仕上げ加工工具よりも大きくなります。

4. CNCフライス加工プロセスでの振動を最小限に抑える

振動は、表面仕上げ不良、チャタリング、工具損傷の主な原因の一つです。フライス加工中、振動はクランプの安定性、工具の剛性、材料硬度、工作機械主軸の不正確さなど、複数の要因から発生します。この加工障壁を最小限に抑えるための技術をいくつか紹介します：

振れ精度の良い工具を使用する

• 荒加工中のエンドミルの過度な突き出しを避ける。代わりに延長ロッドや延長工具ホルダーを使用する
• 切削作業中の適切なグリップとバランスを確保してワーク治具を保護する
• 硬い金属を扱う際は、激しい切削を避ける

結論

CNCフライス加工面は通常、異なる工程（荒加工、半仕上げ、仕上げ、超仕上げ）に細分化され、必要な輪郭を段階的に得ます。この種のフライス加工で使用される工具は、通常、円形プロファイルまたはボールエンドミルと呼ばれる工具を備えています。要約すると、CNC曲面フライス加工には、必要な準備を行い、正しい送りと回転数を得、使用する工具に注意し、振動を最小限に抑えることが含まれます。