CNC 金属切削における小型部品への移行

1 人の機械工がどのように大規模に始めてマイクロ化したか

25 年前に機械工として仕事を始めたとき、それは今日の CNC 金属切削サービスで見られるものとはまったく異なる世界でした。部品 (およびツール) はますます小さくなり、要件はますます厳しくなっています。 10年前でさえ、誰かが私に微細加工をするかどうか尋ねられたら、私は「絶対にやらない！」と答えたでしょう。小さすぎて、細かすぎて、頭が痛くなりすぎます。」しかし、Metal Cutting Corporation で働くようになり、私の人生、そして精密機械加工サービスに対する私の見方が大きく変わりました。

ここにいる私は、最高の CNC 金属切削会社で、人生の時間を過ごし、微細加工に伴う課題を愛しています。では、長さ 6 フィート (182.88 cm) の部品の機械加工から、日常的に 6 mm (0.236 インチ) またはそれよりも短い部品を製造するショップで働くようになったとき、何が大きく変わったのでしょうか?

より厳しい公差とより困難なバリ取り

Metal Cutting では、製造する部品の 99% が非常に小さいため、顕微鏡またはルーペで部品を検査して、特定の機能が顧客の要求した公差内にあり、見栄えがよく、バリがないことを確認する必要があります。原則として、小さい部品を作成する場合、公差は非常に厳しく、部品の非常に小さな機能にアクセスするのが難しいため、バリ取りはより困難です。人間の髪の毛とほぼ同じ直径の部品のバリ取りはどのように行いますか?

このミクロの世界では、大きな部品の切断から非常に小さな部品の切断に移行する際に、厳しい公差とバリ取りを達成することが最大の課題のように思えるかもしれません。しかし、ここ金属切削工場では、非常に厳しい公差を保持し、大きな部品の世界から来る想像以上に簡単にバリ取りを行うことができる独自の「秘密」があることをすぐに知りました.

さらに、小さな部品と大きな部品の CNC 金属切削を行う場合、使用される材料に根本的な違いがあることを直接見ました。非常に正確なタスクを完了するための目まぐるしいツールの選択。非常に小さな部品を製造する際に使用される速度と送りの劇的な違い。クーラントの適用方法の違いさえあります。

より難しい教材

25 年前に機械加工を始めたとき、私は主に 303 および 304 ステンレス鋼、真鍮、アルミニウムなどの基本的な材料を扱っていました。時間が経つにつれて、CNC 金属切削ショップは専門分野とニッチ市場を開拓しました。これにより、追加の材料について学び、より「エキゾチックな」金属を扱うことができるようになりました.

さらに、CNC 金属切削プロセスでは、微細加工用に非常に異なる材料を使用することがよくあります。たとえば、ニッケルチタンは医療用クリップなどの小さな部品の製造に使用される場合がありますが、この材料は、機械のスピンドルなどの大きな部品を製造するための大きなサイズでは製造されません。そのため、2009 年に金属切削部門に来たとき、超合金やその他の機械加工が非常に難しい材料を含む、まったく新しい金属の選択について学ばなければなりませんでした。タングステンとモリブデンの加工を始めたとき、満足のいく機械加工はできないと思いました.

幸いなことに、インターネットは、マイクロマシニングの世界で新しい材料やさまざまな方法を探求する際のガイダンスを提供してくれる便利なリソースでした。たとえば、Practical Machinist のサイトでは、他の経験豊富な機械工とメモを比較したり、学ぶことができるフォーラムやディスカッション スレッドの包括的なセレクションを提供しています。もう 1 つの良い情報源は、専門家だけでなく愛好家向けのサイトである CNCzone.com フォーラムです。雑誌の掲示板システム Home Shop Machinist そして機械工のワークショップ 簡単なプロジェクトのための巧妙な DIY リソースです。ショップの見習いのトレーニングを補うためにも使用しています。

CNC 金属切削における見事な工具選択

非常に小さな部品の CNC 金属切削サービスで使用される、より要求の厳しい材料について学ぶにつれて、これらの材料を使用して、破損することなく目的の結果を達成できるツールの選択にも感謝するようになりました。同様に、Metal Cutting に来て、人間の髪の毛と同じくらい小さな直径の部品を加工し始めたとき、私はそのような正確な作業が可能なツールと、それらを設計したエンジニアに畏敬の念を抱きました.何千もの小さな部品を生産することによる切りくずの負荷を処理するために必要な速度と送りで、非常に小さなものが壊れると思うでしょう.

今日、CNC 金属切削会社は、適切に使用すれば、より強力で、長持ちし、より正確なツールという追加の利点を持っています。クーラントを必要としないものもあれば、さまざまなコーティングを施したものも多数あります。実際、現在、ツールの可用性にはほぼ無限の可能性があります。特定のタスクを想像できる場合、誰かがそれを実行できるツールを作成した可能性があります。

より速い速度とフィード

CNC 金属切削を使用して非常に小さな部品を製造する場合、通常、速度と送りに大きな違いがあります。私が最初に機械加工を始めたとき、私が通常使用した最高速度は 2,000 RPM でした。 10,000 RPM は、私の夢を超えていました。私がメタルカッティングに来たとき、私が最初に行った仕事は、部品に小さな穴を開けるために 15,000 RPM を必要とし、驚いたことに、それを完全に達成しました。今日、直径 0.013 インチ (0.3302 mm) の穴をあけるなどの作業を行うとき、私は日常的に 24,000 RPM の速度で機械を操作しています。

一般に、速度は使用するツールとツール メーカーのガイドラインに基づいています。ツールが小さいほど、RPM は一般的に高速になります。各メーカーは、推奨速度と 1 分あたりの表面仕上げ (SFM) を計算する式を提供しています。送りは、ツールとメーカー、切断される材料、存在するコーティングの種類によって異なります。

最小および最大速度と送りに関するメーカーのガイドラインに注意を払うことは、工具の寿命を延ばし、良好な結果を確実に得るのに役立ちます。私と同じように、機械工の 99% は、メーカーのパラメーター内にとどまるよう努めながら、ゆっくりと開始し、必要に応じて調整して目的の結果を達成すると言うでしょう。

最先端のクーラント供給

私が機械加工を始めた頃、CNC 金属切削プロセスではほぼ均一にフラッド クーリングが使用されていました。フラッド クーリングでは、工具と部品の両方がクーラントで満たされていました。現在、工場の 99% がスルー スピンドル冷却を使用しています。これにより、クーラントを刃先に直接送り、その領域から切りくずを吹き飛ばして、工具が熱くなり、刃先を鈍くする材料が蓄積するのを防ぎます。またはツールが破損する原因にもなります。

旋削工具、ドリル、エンド ミル、ボーリング バーのいずれを使用する場合でも、切りくずが適切に排出されていることを確認することが重要です。これは、ここメタルカッティングで行っているように、何千もの部品を製造している場合に特に当てはまります。また、大きなパーツとは異なり、小さなパーツでは切り込みが取りにくくなります。ただし、当社の高圧クーラント供給により、切りくずの蓄積や工具の破損の問題が発生しないことが保証されます。さらに、製造する部品の美しい表面仕上げを実現するのにも役立ちます。

速度と送りと同様に、CNC 金属切削プロセスで使用するクーラントの種類について、工具メーカーの推奨事項に従うことが重要です。そうすることで、破損を防ぎ、工具寿命を最適化し、コストを節約できます。ここ金属切削では、ツールのガイドライン、切削する材料、および機械工の好みに応じて、通常、水溶性クーラントまたはオイルを使用します。

学習に終わりはない

以前は 0.020 インチ (0.508 mm) から 0.001 インチ (0.0254 mm) までの公差を持つ部品で CNC 金属切削を行っていましたが、今日の金属切削では、0.00020 インチ (0.00508 mm) または 0.00010 インチ (0.00254) の公差で部品を日常的に機械加工しています。 mm)、0.00050 インチ (0.0127 mm) TIR で。その移行には、新しいスキルを開発し、物事を行うさまざまな方法を模索する必要がありました。

これは今日でも真実であり、スキルを向上させ続け、すべてのプロジェクトで CNC 金属切削プロセスをさらに完成させるために取り組んでいます。繰り返しの作業でも、常に改善できることがわかりました。たとえば、送りやスピンドルの速度を上げたり、別のクーラントを使用したり、他の変数を調整して生産性を高めたり、ターンアラウンド タイムを短縮したり、費用対効果を高めたりすることができます。

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