CNCフライス加工のエラーを防ぐための主要戦略

科学技術の発展と製造レベルの向上に伴い、曲面部品や曲面金型が産業分野でますます広く使用されるようになっています。曲面部品加工では通常フライス加工が用いられます。では、曲面フライス加工時に何に注意すべきでしょうか？ 以下のポイントが重要と考えます。

フライス盤治具取り付け時に注意すべき要因

1. 工作機械に取り付けたフライス盤治具の安定性と動的条件下での耐震性を高めるため、各装置の構造はコンパクトに、治具の重心はできるだけ低く、クランプ本体と工作機械テーブルの接触面積は大きくすること。
2. フライス盤で生産効率を高める（切削時間短縮）ため、治具設計時にはワークをいかに素早く取り付け、段取り時間を短縮できるかを考慮する。一般に、位置と方向を決定する構成部品を治具に設け、治具と工作機械の相対位置を素早く調整できるようにする。
3. フライス盤治具組み立て時には、切りくずの排出性と清掃のしやすさも考慮する。フライス加工では大量の切りくずが発生するため、十分な切りくず排出スペースを確保する。大型治具では切りくず排出口とチップ溝を設け、切りくずが溜まりやすい箇所には保護カバーを設置。切削液使用時は、その流れ方向と回収も治具設計で考慮。重切削用治具には、搬送用のリフティングアイなどもクランプ本体に設ける。

曲面フライス加工時の注意事項

CNCフライス加工において曲面を加工するのは比較的複雑です。加工プロセス中に注意すべき問題が多いためです。

1. 粗加工

粗加工では、加工対象曲面の代（ストック）に基づき、エンドミルで輪郭面を層ごとに削り取ります。この粗加工法は能率が高いです。粗加工後の面は、山の棚田のような段々状になります。各切込み深さは、粗加工精度とワーク材質によります。

2. 中仕上げ加工

より複雑な曲面部品や大型部品を加工する場合、中仕上げ工程を追加します。中仕上げの目的は、「棚田」の段差を除去し、加工面を理論面に近づけることです。ボールエンドミルを使用し、仕上げ加工用に約0.5mmの代を残します。中仕上げは、仕上げよりもピックフィード（行間隔）とステップオーバー（切削幅）を大きく取ります。

3. 仕上げ加工

最後に理論面を加工します。ボールエンドミルで曲面仕上げを行う際、一般的に中仕上げ工具パスと一定角度をなすように等高線加工（ライン加工）を行います。

4. ボールエンドミルの合理的な使用

ボールエンドミルで曲面を加工する際、工具先端（球の頂点）での切削速度は極めて低くなります。比較的平坦な曲面を、加工面に垂直な方向からボールカッターで削ると、工具先端の切削品質が悪化します。したがって、主軸回転数を大幅に上げ、工具先端での切削を避けるべきです。

5. 垂直切り込み（プランジ切削）を避ける

最良の方法は、螺旋切り込み（ヘリカル切り込み）または斜め切り込みで工具を進入させ、一定深度まで達したら側刃で横方向へ切削することです。CAMソフトウェアは一般的に、工具保護のため自動的に斜め・螺旋切り込みを設定します。溝加工時は、あらかじめ工程穴をあけて切り込み用とすることも可能です。

6. 検査・測定

曲面部品加工時は、ワークを適時に検査・測定し、公差に応じて仕上げ加工を計画する必要があります。

7. 事前チェック

金型キャビティの複雑な曲面加工は一般的に長サイクルを要します。したがって、毎回の起動前に工作機械、治具、工具を適切にチェックし、加工中のトラブルを未然に防ぐべきです。

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