高速CNC加工が現代製造の卓越性を推進する理由

何が高速CNC加工を一般的に使用されるものにしているのか？

CNC高速加工技術は、加工品質と加工効率を大幅に向上させ、現在の機械製造業の発展における必然的なトレンドとなり、特に自動車製造業、航空宇宙産業、金型産業などの分野で広く使用され、結果はかなり顕著です。何が高速CNC加工を一般的に使用されるものにしているのか？不思議に思うかもしれませんが、この記事では主にCNC高速加工技術の機械製造における技術的応用を分析・議論します。

現在、CNC高速加工技術は徐々に複合工作機械に取って代わっています。より高い効率とより強力な技術機能を持ち、ハイテク技術の背景下での柔軟な生産ラインの主要加工装置の一つとなり、機械製造生産プロセスの柔軟性をさらに促進しています。同時に、さまざまな機械製品の開発サイクルを大幅に短縮します。

CNC高速加工の4つの特徴

CNC高速加工技術は、高品質、高効率、低消費、先進性の特徴を持ち、現代的な機械自動化製造技術です。提供できる送り速度と切削速度は従来の切削技術では到底及びません。同時に、その切削メカニズムも質的な変化を遂げ、全体的な切削品質は継続的で安定した上昇傾向を示しています。CNC高速加工の技術的利点は主に以下の4点に反映されます。

• 切削速度の向上

CNC高速加工技術は高い切削速度を持ち、従来の従来の切削速度の3〜8倍です。さらに、工作機械のアイドル速度も向上し、非切削装置のアイドル移動時間を短縮し、自動車金型などの機械装置の加工効率を大幅に向上させます。

• 高速精密加工

CNC高速切削技術は相当な切削速度を持つため、その切削力は平均して約30%減少します。特に径方向切削力の減少が大きく、薄肉または剛性の悪い部品の技術加工に有利です。一般的に、CNC高速加工技術システムの全体的な精度は比較的高く、システムの位置決めとクランプ精度、工具の繰り返し位置決め精度が良好な精度保持を持ち、このシステムの工具システムには比較的高い精度要求があり、高速切削中のシステム全体の動的および静的安定性を維持し、高速高精度加工の技術的要件を満たすことができます。

• 熱変形部品の加工

高速切削技術の実施中、一般的に切削熱の95〜98%以上がワークピースに間に合わずにチップによって運び去られるため、ワークピースはほとんどの時間冷たいままです。したがって、この技術は熱変形しやすい部品により効果的です。もちろん、熱変形誤差の問題も考慮する必要があります。これは高速高精度CNC加工技術、特に工作機械やその他の機械装置の加工プロセスに影響を与える可能性があります。したがって、工作機械の熱変形誤差を除去するために誤差補償技術を選択すべきです。この技術は高い補償精度、強力なロバスト性、優れた経済的利益を持ちます。

• 難削材の加工

チタン合金、ニッケル基合金などは加工が難しいです。全体的な強度、硬度、衝撃抵抗性があるため、加工中に硬化しやすく、高い切削温度を引き起こします。長期的には、工具が深刻な摩耗を起こしやすくなります。高速切削技術を使用すれば、上記の問題を克服し、機械製造の生産性を向上させ、金型などの製品の表面品質を最適化できます。

CNC高速加工技術にマッチする工具とは？

CNC高速加工技術は先進的、複雑、体系的であり、工作機械、工具ホルダー、工具、制御システム、CAD/CAMソフトウェアなど、多くの指標に対してより高い要求があります。

現在、CNC高速加工技術は主にマイクロエレクトロニクス技術、CNC技術、新素材構造基礎技術と共同で開発されています。

1. 工作機械の高剛性

工作機械システムの剛性が高い。フライス盤の加工プロセスでは、CNC高速切削技術を最大限に活用するために高速供給ドライバーを提供する必要があります。ドライバーの早送り速度は40m/min、3D輪郭加工速度も約10m/min必要です。同時に、フライスシステムに0.4m/sの加速と0.3m/sの減速を提供する必要があります。

2. 工具ホルダーの厳格な要求

工具ホルダーと主軸の剛性が高いことが要求されます。一般的に、システム速度は10000〜50000r/minに達する必要があります。主に主軸を基に空気を圧縮してシステムを冷却し、工具ホルダーと主軸の軸方向隙間を0.00762mm以内に制御します。

3. CNC工作機械のコヒーレンス（信頼性）

加工プロセスの信頼性が高いことが要求され、高品質なプロセスモデルは切削条件と工具寿命の関係の統合に不可欠です。工作機械の利用効率を効果的に向上させ、無人運転状態でもCNC高速切削技術が高い安全性と信頼性を持つことを保証できます。

CNC加工工具に求められる要件は？

CNC高速加工技術の工具ホルダーと工具への技術的応用は、主に幾何学的精度とクランプ繰り返し精度に焦点を当てています。CNC高速切削のプロセスでは、システムは強い振動と遠心力の影響を受け、これが工具シャンクと工具加工の剛性と高速動的バランス要求を向上させ、切削工具シャンク工具が高品質、安全性、信頼性を持つことを保証します。高速加工プロセスでは、工具の選択は通常の切削とはかなり異なります。「高速」という基本特性を考慮しなければならないためです。現在、より一般的なHSK高速工具ホルダーは、熱膨張冷収縮締め付け特性を持つ高速工具ホルダーであり、機械製造プロセスにおけるCNC高速切削プロセスに非常に適しています。

高速加工プロセスでは、工具は外部荷重を負担しなければなりません：高温、高圧、摩擦、衝撃、振動など。工具の技術的性能と経済的性能を考慮する必要があり、これらは高速加工を達成する主要な要因です。CNC高速切削工具の材料プロセスを選択する際、高速切削の方法も考慮する必要があります。

CNC高速加工の事例

CNC高速加工技術は自動車機械製造業で広く使用されています。以下では、自動車パネル金型のエンジンフロントカバーにおけるCNC高速加工技術の応用プロセスと、自動車パネル金型加工の基本パラメータを主に紹介します。

自動車カバー部品の金型加工は一般的に大型寸法を伴い、3Dプロファイルであるため構造が比較的複雑で、高い加工精度と大量の切削が必要なため、CNC高速加工技術を使用できます。自動車エンジンフロントカバーのフランジング金型を例に取ります。そのワーク材料はCH-1、ワーク硬度はHB330、外形寸法は2000mm×1400mm×400mmです。コーティング超硬工具材料を使用して高速加工を行い、自動車エンジンフロントカバーのフランジング金型の高速加工時間は約24時間、表面粗さは約1μmで制御できるため、手作業の研磨は不要で、オイルストーン研磨のみが必要です。その後フィッターと協力して修正（3時間）し、合計27時間かかります。従来の切削操作時間と比較して、操作時間は約83%削減され、加工効率が大幅に向上します。

結論

CNC高速加工技術は、機械製造分野の主要なコア技術の一つとなり、特に航空宇宙および自動車金型製造業のように極めて高い技術的要求がある業界に適しています。将来、この技術に関する研究もさらに深まり、この分野の実用的応用が前進し続けることを保証します。