CNC トーニング: 応用と利点に関する包括的なガイド

CNC トーニングへの紹介

CNC (コンピュータ数値制御) ターニングは,固定的な切削ツールが材料を除去する間,作業部位を回転させることで円筒形部品を作成する基本的な減法製造プロセスです.手動で動作する従来のターンとは異なりコンピュータプログラムされた指示 (Gコード) に基づいて,特殊な精度と繰り返し性をもって道具の動きを制御します.この自動化 は,回転 部品 の 生産 に 革命 的 な 変化 を もたらし まし た航空宇宙,自動車,医療,その他無数の産業における 現代の製造の礎石となっていますこのプロセスは,高度な寸法精度を持つ部品の製造に特に適しています.手作業で達成するのは難しい 複雑な幾何学です

CNC ターニング プロセス: 技術 的 概要

基本的には,CNC ターニングは シンプルな原理で動作します. 作業部位は回転するチャックに固定され,回転しない切削ツールは 材料を取り除くために複数の軸に沿って正確に移動されます.現代の CNC ターニング センター は,この 基本 的 な 設定 を 遥かに 超え て 進化 し まし た,しばしば生動ツール,複数のスピンドル,フレッシングや掘削などの副業を組み込み,高度に汎用的な加工プラットフォームになります.

主要な構成要素と動作

CNC回転機は,いくつかの重要な部品で構成されています. 主なスピンドルは,作業部位を回転させ,通常は,最適な切断のためにトルクセンシング機能を含むことができる洗練されたシステムによって制御される変動速度でツールターレットは複数の切削ツールを持ち,自動的に位置にインデックスすることができます.切らない時間を劇的に短縮する. 切削ツール自体は,様々な金属やプラスチック加工に耐える硬化材料で作られています. これらの部品の動きは,CNCコントローラによって制御されています.デジタル設計 (CAD) データを機械コマンドに変換する (Gコード)ツールが正確にプログラムされた経路に従うことを保証します.

先進的な変異と統合:

基本 の 2 軸 の ターニング (直径 と 長さ を 制御 する) は,通常,出発点 だけ です.現代 の 機械 の 多く は,組み合わさ れ た 機能 を 備えた ターニング センター を 採用 し て い ます.スイス型トートン (またはスイスの螺旋機械) は,切断動作の非常に近くで例外的なサポートを提供するためにガイドブッシュを使用多軸回転センターは,回転とフレーシング (ターレットの回転ツールで駆動される) を組み合わせ,そしてタップさらに,CNCターニングはしばしば他のプロセスと統合されます.例えば,5軸の加工センターに移動され,様々な表面の追加の複雑なフレーシング操作を行うことができます..

CNC ターニング パーツ の 主要 な 利点

CNCターニングは,精密部品製造に広く採用されていることを説明する説得力のある利点を提供しています.

卓越した精度と繰り返し性:CNCターニングは一貫して非常に狭い許容量 (しばしばマイクロンの範囲内) を保持し,生産実行中のすべての部品がほぼ同一であることを保証します.これは,フィットと機能が最重要である組成物の部品にとって重要ですこのプロセスは人間のエラーを最小限に抑え 高度な寸法精度で部品を製造します

優れた表面仕上げ:このプロセスは,機械から直接非常に滑らかな表面仕上げを達成することができ,しばしば二次仕上げ作業の必要性を軽減または排除します.精密な仕上げや制御されたパラメータなどの技術がこの品質に寄与します.

生産 効率 と 速度 が 高く: プログラム さ れ 設置 さ れ た 後,CNC lathes は,夜 と 週末 を 含め,長期間 監視 さ れ て 働か れ ませ ん.自動ツール交換機や連続的な原料の積載のための棒フィッダーなどの機能により効率がさらに向上します大量生産と迅速な生産の両方にとって理想的です

複雑な部品のコスト効率:初期設定とプログラミングには投資が必要ですが,CNCターニングは複雑な部品,特に中高量の部品では非常にコスト効率が高くなります.肉体労働の減少材料の廃棄物の最小化 (最適化されたツール経路を通じて) と,単一のセットアップで部品を完成させる能力は,部品1つあたりのコストを大幅に低下させます.

材料の多様性: CNCターニングは プラスチックやアルミニウムから タイタンやインコネルといった 異国的な合金までステンレス鋼や銅合金これは,製造者がアプリケーションの機械的,熱的,または化学的要件に最適な材料を選択することを可能にします.

労働密度を削減し,安全性を向上させる:CNCターニングの自動化された性質は,切断プロセスに直接操作者の関与を最小限に抑える.操作者は主に設定,監視,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理,処理品質管理移動する切削ツールと関連する安全リスクへの曝露を減らす.

CNC回転部品の主要な用途

CNCターニングの汎用性により 幅広い産業において 不可欠です

• 自動車産業: エンジン部品 (ピストン,カムシャフト,クランクシャフトなど),トランスミッション部品 (ギア,シャフトなど),懸垂部品 (ブッシングなど) の製造に使用される.ロープストッド)電気自動車への移行は,電気モーターや電池システムにおける新しいタイプの精密回転部品の需要を生み出しました.

• 航空宇宙と防衛: 精度,信頼性,性能の最高水準を要求する. CNCターニングは,着陸器具の部品,エンジンタービンシャフト,ミサイル誘導システムの部品タイタンやニッケルベースの超合金などの高強度でしばしば異国的な材料から作る水力システムフィッティングです

• 医療・外科用機器:生体相容性の高い材料 (例えば,ステンレス鋼316L,チタン) と優れた表面仕上げを必要とします.ヒップ関節幹診断機器の部品.

• エレクトロニクス・コンシューマグッズ: 接続器,ソケット,半導体部品,ノブ,さまざまなデバイス用のハウジングなどの正確な,しばしばミニチュアな部品を製造する.プラスチックや非鉄金属と作業する能力が鍵です.

• 工業機械: 耐久性,耐磨性,耐久性,耐磨性,耐久性,耐久性,耐久性,耐久性,耐久性,耐久性,耐久性信頼性の高い動作を保証するために正確な寸法.

CNC ターニング 材料 の 選択

材料の選択は,部品の機能,コスト,加工可能性,および必要な表面処理に直接影響するので重要です.

金属:これは最も一般的なカテゴリーです

• アルミニウム合金 (例えば6061,7075):軽量,強度重量比良好,機械加工能力優秀,耐腐蝕性で人気.自動車,航空宇宙,消費電子機器.
• ステンレス スチール (例えば304,316): 耐腐蝕性,高強度,耐久性 が 優れているため 選択 さ れ て い ます.医療 機器,食品 加工 機器,海洋 用途 に 必要 です.
• タイタン合金: 特殊な強度/重量比,高耐腐蝕性,生物互換性 を 提供します.機械化するのは難しいのですが.
• 銅と銅: 優れた電気および熱伝導性,天然の耐腐蝕性,および優れた加工性のために評価されています. 電気部品,配管装置,装飾用.
• 合金鋼と工具鋼:ギア,工具,高ストレス機械部品などの高強度,硬さ,耐磨性を必要とする部品に使用されます.

プラスチック:エンジニアリング用プラスチックも 頻繁に加工されています

デルリン (POM),ナイロン (PA),PEEKは,電気隔熱,摩擦低さ,化学抵抗を必要とするアプリケーションや重量 (ベアリング,隔熱器,シール).

最適化されたCNCターニングのための設計上の考慮事項

CNC ターニング プロセス (DfM) を考慮して部品を設計することで,コストを大幅に削減し,品質を向上させ,製造期間を短縮することができます.

• 鋭い内角を避ける:ターニングツールは丸い挿入先があり,内部角に半径を作ります.設計者は,特別なツールと高いコストを避けるために,一般的なツールに一致する標準的な内部角半径を指定する必要があります..
• 標準化機能:標準的な糸サイズ,溝幅,チャンファーアングルの使用は,標準的で簡単に利用可能なツールの使用を可能にします.
• 壁の厚さについて非常に薄い壁は,切断力やチャッククランプ中に曲がり,寸法不正確性と振動を引き起こす可能性があります.堅固な壁厚さを維持することで加工性が向上します.
• 設定変更を最小限に抑える:最少のセットアップで完成できる部品を設計する (例えば,再チャッキングを必要とする機能を回避する) は,加工時間と潜在的なエラーを削減します.
• 許容範囲を 慎重に 指定するパーツ全体に不必要に狭い許容量と超細かい表面仕上げ要件を適用すると 機械加工速度が遅くなって 仕上げステップが追加され コストが劇的に上昇します検査時間が長くなって機能的に重要な場合にのみ精度を適用する.

機械 機械 機械 機械 機械

CNCターニングの進化は,さらに自動化,精度,接続性,柔軟性を高めることに焦点を当てています.

自動化とIoTの拡大 ロボット部品の積載/卸載と大規模なライトオフ製造システムの統合がより一般的になっています物联网 (IoT) センサーが機械の健康状態を監視する予測可能なメンテナンスを可能にし,計画外のダウンタイムを最小限に抑える10.

先進的なソフトウェアとシミュレーション: 洗練されたCAD/CAMソフトウェアは進化を続け,より複雑なツールパスの生成と設計から生産までのシームレスな統合を可能にします.機械加工プロセスの仮想シミュレーションは,任意の金属が切られる前にエラーを検出し,パラメータを最適化するのに役立ちます.

ハイブリッド製造:CNCターニングと添加製造 (例えばレーザー金属堆積) の組み合わせが生まれています.プリフォームの空白に複雑な特徴を構築し,それからターニングで高精度でそれを完成させる部品の設計と修理の新たな可能性を開く.

持続可能性に焦点を当て 機械のエネルギー効率を向上させ 材料廃棄物を最小限に抑えるためのツールパスを最適化し 金属チップと冷却液のリサイクルを改善するための取り組みが増加しています