曲面加工のための精密CNCフライス加工

曲面フライス加工は輪郭/等高線CNCフライス加工のカテゴリに属します。異なる角度（傾斜、凹面、凸面）を持つ不規則な形状の輪郭や連続曲線の加工を含みます。これは独自の形状を持つほとんどのカスタム部品を完成させる鍵となるプロセスであり、CNC機械技師に基本的な加工手順と原則に関する高度な専門知識を要求します。

この記事では、曲面CNCフライス加工技術について詳しく紹介します。曲面フライス加工時に何に注意すべきか？完全な曲面加工フローはどのようなものか？

曲面部品の加工フロー

曲面部品の加工もCNC加工センターの加工ルールに従います。最終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。自由曲線と自由曲面は幾何学図面と機械図面では明確に表現できないため、加工センターの荒加工段階で解決すべき主要な問題となっています。

荒加工

曲面部品の荒い部分を予備加工する際、フライス加工効率を向上させるため、加工対象面から与えられた代に従って、エンドミルで輪郭面に沿って層ごとにフライス加工できます。荒フライス加工後、曲面形状は階層的な分布を呈し、段差の高さは荒フライス加工精度に依存します。荒加工中は加工代と切削量が大きいため、切削過程で大量の切削熱が発生し、工具が速く摩耗しやすくなります。このとき、切削領域の温度を下げ、切削油をこの段階で供給し、潤滑と冷却効果を発揮させるべきです。

半荒加工

半荒加工は不可欠です。荒加工から仕上げ加工への重要な過渡段階です。その目的は、荒加工段階で残った余分な部分をフライス加工で除去することです。半仕上げフライス加工はボールエンドミルで行い、そのライン間隔とステップ距離は仕上げフライス加工より大きくすべきです。半仕上げフライス加工では、その後の仕上げフライス加工プロセスのために約0.5mmの加工代を残すことに注意すべきです。この工程後、加工面の形状は理論的な曲面に近づきます。

仕上げ加工

仕上げ加工は理論表面を最終的に加工するプロセスです。ボールエンドミルが仕上げ工具の第一選択肢であり、通常ライン切削が使用されます。プログラミング時に旋回点の選択と送り速度の決定に注意すべきです。開放性の良い部品では、旋回点は曲面テーブルの外側、つまりプログラミング時に曲面を適切に外側に延長すべきです。

超仕上げ加工

部品が鏡面研磨や超滑らかな輪郭を必要とする場合、超仕上げ加工に進みます。このために、高速加工技術と高精度工具が使用されます。

CNC曲面フライス加工で使用される工具を知る

製造部品の滑らかな曲面を加工するために、さまざまな丸底フライスカッターを使用します。これらには、ボールエンドインデキサブルエンドミル、丸チップ、ボールエンド超硬ソリッドエンドミルが含まれます。輪郭加工では円形輪郭工具を使用することを好みます。これは工具パス上に明確な痕跡を残さないためです。

丸チップ付きインデキサブルエンドミル

これらのエンドミルは大径です。丸型エンドミルは印象的な生産性と高い安定性を持ち、荒加工に理想的な工具です。

ソリッドボールエンドミル

これらのエンドミルは通常、加工部品に非常に良好な表面仕上げを残します。構造上、安定性が低い場合があります。したがって、荒加工ではなく仕上げ加工に使用できます。

インデキサブルヘッドボールエンドミル

これらのエンドミルはソリッド超硬エンドミルに似ていますが、取り外し可能なカッターヘッドを持っています。必要に応じて簡単に交換できる取り外し可能な先端を持つ特殊工具です。

曲面CNCフライス加工技術の一般的なヒント

曲面CNCフライス加工技術の一般的なテクニックは何ですか？

1. 事前準備

輪郭フライス加工でカスタム部品を製造することを選択する前に、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認識することが重要です。また、理想的な加工方法を選択するために、いくつかの具体的な事項を決定する必要があります。これは私たちが実施した主要な準備作業のさらなる理解です。

部品設計の空洞深さに注意してください。

これは適切な切削工具の選択を助ける上で重要な役割を果たします。また、工具突出し長さがどの程度になるかも決定します。

元のブロックからどれだけの材料を除去する必要があるかを決定します。

これは部品製造に必要な操作を計画するのに役立ちます。その後、半仕上げと半荒加工後に追加手順が必要かどうかを評価します。

ワークをどのように固定するかを検討します。

これは必要となる治具の準備に役立ちます。

2. 正しい送りと速度を得る

送りと速度は、部品から材料を除去する速度を決定します。これが優れた表面仕上げを得る上で大きな影響を与える理由です。この目標を達成するために、いくつかの計算方法に従う必要があります。送り速度は、使用工具、切込み深さ、被削材、要求精度、加工部品の輪郭にも依存する場合があります。

3. 工具活用

今日の市場には多くの工具があります。荒加工では工具の剛性を優先し、荒加工の送り要求と積極的な切込み深さに適合させます。同時に、エンドミルは仕上げ加工で非常に鋭利でなければならず、工具パスの明確な痕跡を残さないようにします。もう一つの違いは工具径です。一般的に、荒加工工具の径は仕上げ工具より大きくなります。

4. CNCフライス加工中の振動を最小化する

振動は、表面仕上げ不良、チャタリング、切削工具損傷の主な原因の一つです。フライス加工中、振動はクランプ安定性、工具剛性、材料硬度、工作機械主軸の誤差など、さまざまな原因から生じます。この加工障壁を減らすためのヒントをいくつか紹介します：

• 高い振れ精度を持つ工具を使用する
• 荒加工プロセスでは、エンドミルの突出しが長くなりすぎないようにし、延長アーバーや延長工具ホルダーを使用する
• 切削作業中、適切なグリップとバランスを維持してワーク治具を固定する
• 難削材を扱う際は、急激な切削を避ける