CNC旋削加工の完全ガイド：高精度部品製造のための基礎知識

CNC旋削サイクル

CNC旋削サイクルタイムは、CNC旋削部品が加工される以下の4つのセクションに分けられます。

・ロード/アンロード

ワークを回転機械に装着・固定する時間と、完成部品を取り出す時間。装着時間は、加工される部品のサイズ、重量、複雑さ、取り付けタイプによって異なります。

・切削

各切削工具の作業における、機械加工部品の切削に必要な時間。特定の操作の切削時間は、その操作の総切削時間を送り速度（工具のワークに対する相対速度）で割ることで計算されます。

・アイドル（非生産時間）

ワークを含まず、結果として材料を除去しないプロセスサイクルタスクに必要な時間。工具のワークへのアプローチと退避、機能間の工具移動、機械調整、工具交換などが含まれます。

・工具交換

寿命を超えて切削効果がなくなった工具を交換する時間。通常、この時間は各サイクルで実行されるわけではなく、工具寿命に達した後にのみ実行されます。

CNC旋削パラメータ

旋削中、切削工具の速度と動きを指定するいくつかのパラメータがあります。これらのパラメータは、ワーク材料、工具材料、工具サイズなどに基づき、各操作ごとに選択されます。

・切削送り

インチまたはcm/回転で測定され、スピンドル1回転あたりに切削装置またはワークが前進する距離。一部の操作では工具がワークに送られ、他ではワークが工具に送られます。多点工具の場合、インチまたはcm/歯で測定される歯当たり送りも、歯当たり送り×工具の歯数に等しくなります。

・切削速度

加工中の部品表面の速度が工具の切れ刃に対して相対的なもの。

・スピンドル回転数

スピンドルとワークの分あたり回転数（RPM）。スピンドル回転数は、切削速度を切削位置でのワーク径で割ったものと同一。一定の切削速度を維持するため、スピンドル回転数は切削径に応じて変化させる必要があります。一定に保つとスピンドル速度が変化します。

・送り速度

工具が切削している際の、切削工具のワークに対する移動速度。送り速度は切削送り×スピンドル回転数（RPM）の積。

・軸方向切込み深さ

ワーク軸に沿った工具の切込み深さ。大きな軸方向切込み深さには低送り速度が必要で、そうでなければ工具に高負荷がかかり工具寿命が短くなります。したがって、通常は工具が各パスの軸方向切込み深さまで移動しながら、複数パスで加工されます。

・半径方向切込み深さ

工具が切削する際のワーク半径方向の切込み深さ（旋削時など）。大きな半径方向切込み深さには低送り速度が必要で、そうでなければ高工具負荷となり工具寿命が減少します。したがって、工具が半径方向切込み深さ分ずつ移動しながら、複数段階で加工されることが多いです。

CNC旋削操作

ワーク製造中に実行される代表的な旋削操作を以下に示します。これは網羅的なリストではなく、他にも特殊な加工プロセスがあります。

・標準旋削

単一切れ刃工具がワーク側面に沿って軸方向に移動して実行。段差、テーパー、面取り、輪郭などの様々な切削形状を作りながら材料を除去。通常、小さな半径方向切込み深さで加工し、目標直径に達するまで複数回繰り返します。

・端面加工

単一切れ刃旋削工具がワーク端面に沿って半径方向に移動し、薄い材料層を除去して滑らかな表面を実現。面の深さ（通常は小さい）は1回または複数回の工程で加工可能。

・溝入れ

単一切れ刃旋削工具がワーク側面に半径方向に移動し、切削工具と同じ幅の溝を切削。複数回切削して工具幅より大きな溝を形成したり、特殊形状工具で異なる幾何学形状の溝を作ったりできます。

・切断

溝入れとほぼ同様に、単一切れ刃切削工具がワーク側面に半径方向に移動し、中心または内径に達するまで続け、ワークの一部を切断・切り離します。

・ねじ切り

通常60度の尖った先端を持つ単一切れ刃ねじ切り工具が、ワーク側面に沿って軸方向に移動して外面にねじを切削。指定長さとピッチで切削可能で、複数パスが必要な場合があります。

・タッピング

工具がワーク端から軸方向に進入し、既存の穴に内部ねじを切削。既存穴は通常、目的のタップに対応したタップ下穴サイズでドリル加工されています。