CNC加工の最適化：重要な洞察とベストプラクティス

CNC加工のプロセス分析は幅広い側面を含むため、ここではCNC加工の可能性と利便性のみを分析します。

部品図面の寸法データはプログラミング利便性の原則に従うべき

1. 部品図面の寸法記入法はCNC加工の特性に適応すべき

CNC加工部品の図面では、寸法を同一基準から引用するか、座標寸法を直接与えるべきです。この記入法はプログラミングに便利なだけでなく、寸法間の相互調整にも便利で、設計基準、工程基準、検査基準、プログラミング原点設定の一貫性維持に大きな利便性をもたらします。部品設計者は一般的に組立などの使用特性を考慮して寸法記入を行うため、部分的に分散した記入法を採用せざるを得ず、これが工程配置とCNC加工に多くの不便をもたらします。CNC加工は高精度と繰り返し位置決め精度が高いため、使用特性が大きな累積誤差によって損なわれることはありません。したがって、局部分散記入法を同一基準引用寸法または座標寸法記入法に変更できます。

2. 部品輪郭を構成する幾何要素の条件は十分でなければならない

手動プログラミング時には基点または節点座標を計算する必要があります。自動プログラミング時には、部品輪郭を構成するすべての幾何要素が定義されている必要があります。したがって、部品図面を分析する際、幾何要素の与えられた条件が十分かどうかを分析する必要があります。例えば、円弧と直線、円弧と円弧が図面上では接しているが、図面上の寸法で接触条件を計算すると、交差または離隔状態になることがあります。コンポーネントの幾何要素条件が不十分なため、プログラミングを開始できません。この状況に遭遇した場合、部品設計者との協議で解決すべきです。

部品の各加工部分の構造的工芸性はCNC加工の特性に適合すべき

1) 部品のキャビティと形状には統一された幾何学タイプと寸法を採用するのが良いです。これにより工具仕様と工具交換回数を減らし、プログラミングを容易にし、生産効率を向上させます。

2) 内溝のフィレットサイズが工具径を決定するため、内溝のフィレット半径は小さすぎないようにすべきです。部品の工芸品質は、加工輪郭の高さと遷移円弧半径のサイズに関連します。

3) 部品が底面をフライス加工する際、溝底フィレット半径rは大きすぎないようにすべきです。

4) 統一基準位置決めを採用すべきです。CNC加工において統一基準位置決めがない場合、ワークの再設置により二面加工後の輪郭位置と寸法が不整合になります。したがって、上記問題を回避し二回のクランプ後の相対位置精度を確保するため、統一基準位置決めを採用すべきです。

部品に位置決め基準穴として適した穴があるのが最良です。ない場合は、工程穴を位置決め基準穴として設定します（ブランクに工程ラグを追加する、または後工程でフライス加工されるマージンに工程穴を設定するなど）。工程穴が作れない場合、少なくとも仕上げ面を統一基準として使用し、二回クランプによる誤差を減らすべきです。

さらに、部品の要求加工精度と寸法公差が保証できるか、冗長寸法による矛盾や工程配置に影響する閉合寸法がないかを分析すべきです。

加工方法の選択と加工計画の決定

(1) 加工方法の選択

加工方法の選択原則は、加工面の加工精度と表面粗さを確保することです。一般的に同レベルの精度と表面粗さを得る加工方法は多数あるため、実際の選択では部品の形状、寸法、熱処理要件を十分に考慮する必要があります。例えば、IT7級精度の穴には、ボーリング、リーミング、研削などが精度要件を満たせますが、箱体の穴には一般的にボーリングやリーミングを使用し、研削は使用しません。一般的に小径箱体穴にはリーミングを選択し、穴径が大きい場合はボーリングを選択すべきです。さらに、生産性と経済性の要求、工場の生産設備の実際の状況も考慮すべきです。一般的な加工方法の経済的加工精度と表面粗さは関連工程ハンドブックで確認できます。

(2) 加工計画決定の原則

部品上の比較的精密な表面の加工は、荒加工、半仕上げ、仕上げを通じて徐々に達成されることが多いです。これらの表面の品質要件に基づいて対応する最終加工方法を選択するだけでは不十分で、ブランクから最終形状までの加工計画を正しく決定する必要があります。

加工計画を決定する際、まず主要表面の精度と表面粗さの要件に従ってこれらの要件を満たすために必要な加工方法を決定します。例えば、小径IT7精度の穴で最終加工方法が精密リーミングの場合、通常精密リーミングの前にドリル、リーマ、粗リーミングが必要です。