CNC精密部品加工における最適な加工基準の選び方

CNC加工センターの加工プロセスにおいて、位置決め基準の選択が妥当かどうかが部品品質を決定し、部品の寸法精度と相互位置精度要件が保証できるかどうか、部品表面間の加工順序構成に大きな影響を与えます。ワークを治具で取り付ける際、位置決め基準の選択は治具構造の複雑さにも影響します。治具は大きな切削力を受け入れるだけでなく、位置決め精度要件も満たす必要があります。したがって、位置決め基準の選択は非常に重要なプロセス課題です。

位置決め基準は精密基準と粗基準に分けられます：粗基準はブランク上の未加工面を位置決め基準として使用します。精密基準は加工済み面を位置決め基準として使用します。

精密基準選択の原則

1. 基準一致の原則：加工後の面設計データは可能な限り正確であるべきで、データの不一致による位置決め誤差を回避します。
2. 統一基準の原則：加工面間の相対位置精度を確保するため、ワーク上のできるだけ多くの面を、できるだけ同じ一組の精密基準で加工すべきです。
3. 加工面相互基準の原則：2つの加工面の反復加工法を相互の基準として使用できます。
4. 自己基準の原則：一部の仕上げプロセスでは小さく均一な加工公差が必要で、加工済み面自体を精度基準として使用することが多々あります。

上記の精密基準選択の4原則は、同時に満たすことが不可能な場合があり、実際の状況に応じて決定する必要があります。

粗基準選択の原則

1. 粗基準は最初のワーク加工で使用すべきです。粗基準が正しく選択されているかどうかは、最初の工程の加工だけでなく、ワークの全工程に大きな影響を与えます。
2. 加工公差の合理的配分の原則：ワーク表面の加工代は均一に保ち、重要な面を粗基準として使用すべきです。
3. クランプ容易性の原則：ワークの位置決めを安定させ、クランプを確実にするため、選択された概略基準点は可能な限り滑らかで清潔で、欠陥がなく、鍛造切断やその他の欠陥に対して十分な支持面積を持つことが要求されます。

CNC加工センターで部品を加工する際、位置決め基準をどう選択するか？

1. 選択された基準は、ワークの正確な位置決め、便利な積み下ろし、敏捷な位置決めとクランプ、確実なクランプ、シンプルな治具構造を確保できるものでなければなりません。
2. CNC加工センターで選択された基準と各加工部品の各種尺度操作はシンプルで、尺度連鎖計算を最小限に抑え、計算工程と計算誤差を防止または削減する必要があります。
3. 加工精度を確保します。部品の位置決め基準を詳細に確認する際は、以下のガイドラインに従うべきです：

(1) ワーク座標系の原点、すなわち「プログラミング零点」と部品位置決め基準は必ずしも一致する必要はありませんが、両者間に確認された幾何学的関係が必要です。ワーク座標系原点の選択は主にプログラミングと測定の利便性を考慮します。高い寸法精度が要求される部品では、位置決め基準を確認する際、CNC加工センターの座標原点が位置決め基準を通じて正確に測定できるかどうかを考慮すべきです。

(2) 基準加工とCNC加工センターでの各ステーションの加工完了時、位置決め基準の選択では可能な限り多くの加工内容を完了できることを考慮する必要があります。このため、すべての加工面に便利な位置決め方法を考慮する必要があります。例えば箱物部品では、片側に2本ピンの位置決め方法を使用するのが最適で、工具が他の面を加工できるようにします。

(3) 部品の設計基準をできるだけ位置決め基準として選択します。これには荒加工時に、どの種類の粗基準を使って精密基準のすべての面を加工するかを考慮する必要があります。すなわち、CNC加工センターで使用される各位置決め基準は、前の汎用工作機械や他の工作機械で加工済みであるべきで、各工程加工面間の精度関係を容易に保証できます。

(4) CNC加工センター部品の位置決め基準と設計基準の一致が難しい場合、組立図を慎重に分析し、部品設計基準の設計機能を確認し、基準連鎖計算を通じて位置決め基準と設計基準の形状と位置の公共サービス範囲を厳密に指定し、加工精度を確保します。

(5) 設計基準を含むステーション加工をCNC加工センターで同時に完了できない場合、位置決め基準を設計基準とできるだけ一致させるべきです。同時に、この基準位置決めを使用した後、すべての重要な精密部品の加工を1回のクランプで完了できることも考慮すべきです。