精度と効率を実現するCNC加工の3大原則
1. 工程集中と一回位置決めの原則
一般にCNC工作機械、特にマシニングセンタでは、部品の工程と手順を最大限に集中させることができます。つまり、部品を1回のクランピングで、このCNC工作機械で加工可能な大部分またはすべての工程を完了させるべきです。工程集中により工作機械台数とワーククランピング回数を削減し、不要な位置決め誤差を減らし、生産性を向上できます。高同軸度が要求される穴系加工では、1回の取り付け後、連続的な工具交換ですべての同軸穴系加工を順次完了し、その後他の位置の穴を加工することで、繰り返し位置決め誤差の影響を排除し、穴系の同軸度を向上させます。
2. 荒加工優先・仕上げ後回しの原則
数値制御加工実施時、加工精度、剛性、部品変形などの要素に基づき工程を分割する際、荒加工と仕上げ加工の分離に従って工程を分けます。すなわち、すべての荒加工完了後に半仕上げと仕上げを行います。特定の加工面については、荒加工→半仕上げ→仕上げの順序で仕上げるべきです。荒加工時は、加工品質、工具耐久性、工作機械・治具・工具・ワークのプロセスシステム剛性を確保する条件下で、工作機械性能と工具切削性能を最大限発揮し、できるだけ大きな切削量を用います。仕上げ加工前の各部残代をできるだけ均一にします。仕上げ加工時は部品の加工精度と表面品質確保が主目的です。したがって、仕上げ加工時の部品最終輪郭は最後の1パスで連続仕上げするべきです。加工品質確保のため、通常仕上げ加工代は0.2〜0.6mmが適切です。荒加工と仕上げ加工の間に一定時間を空け、荒加工後の部品変形が十分回復してから仕上げ加工することで、部品加工精度を向上させます。
3. 近い箇所優先・遠い箇所後回し、面加工優先・穴加工後回しの原則
加工部位と工具基準点の距離に基づき、通常工具基準点に近い部分を先に加工し、遠い部分を後で加工することで、工具移動距離を短縮し、空走時間を削減します。旋削では、近い箇所から遠い箇所への順序は、ブランクまたは半完成品の剛性維持と切削条件改善にも役立ちます。フライス平面加工と穴あけ（ボーリング）を両方含む部品加工では、平面フライス加工を先に、穴あけを後に行う順序とできます。平面フライス時は切削力が大きく部品変形しやすいためです。先に面をフライス加工し後でボーリングすれば、変形回復の時間を確保でき、ボーリング時の穴加工精度確保に有利です。次に、先にボーリングして後で平面フライスすると、穴にバリや剥離が生じ、穴の組み立てに影響します。
製造プロセス