CNC加工: エンジニア向けの完全なフライスプロセスガイド

調達スペシャリストまたは製品エンジニアの場合, 適切な機械加工方法を選択すると、プロジェクトのコストがかかりますか, スピード, と品質. CNCミリング - モダンの中核部分 CNC加工 - 最も汎用性の高い減水的製造プロセスの1つです, シンプルな括弧から複雑な航空宇宙部まですべてを作成するために使用されます. このガイドは、CNCミリングプロセス全体を分解します, 機械部品から実際のアプリケーションまで, そのため、情報に基づいた決定を下し、一般的な落とし穴を避けることができます.

1. CNCミリングとは何ですか, そして、それはどのように進化しましたか?

CNCミリング コンピューター制御された切削工具がワークピースから材料を削除して、それを望ましいデザインに形作る規約的な製造プロセスです。. 手動ミリングとは異なり (マシニストのスキルに依存していて、エラーが発生しやすい), CNC (コンピューター数値制御) ミリング 事前にプログラムされたコードを使用して、精度を確保します 0.025 MM - 航空宇宙や自動車などの産業向け.

簡単な歴史のレッスン

18世紀の産業革命の前, 製造業は、手動鋳造に依存していました - スロー, 退屈, エラーが発生しやすい. 20世紀までに, 手動製粉機が出現しました, しかし、彼らはまだ人間のコントロールに依存していました. デジタルテクノロジーの台頭はすべてを変えました: 今日のCNCミリングマシンは、3Dデザインを高速で正確な部品に変えます, 最小限の人間の介入.

実世界の例: 自動車部品生産

大手自動車メーカーはかつてエンジンブラケットを作るために手動フライスを使用しました. プロセスがかかりました 2 ブラケットあたりの時間と 10% エラー率 (浪費 $150 失敗した部分ごと). に切り替えた後 CNCミリング, 彼らは生産時間を削減しました 30 ブラケットあたりの分とエラーを0.5％に減らしました $50,000 毎年材料廃棄物について.

2. CNCミリング機の重要な部分

CNCミリングがどのように機能するかを理解するため, そのコアコンポーネントを知る必要があります. 機械部品はメーカーとタイプによって異なりますが, これらの6つの部分は、すべてのCNCミルにあります:

• スピンドル: 切削工具を所定の位置に保持し、高速でスピンします (最大数千RPM).
• コントロールパネル: オペレーターがプログラムを入力し、プロセスを監視するコンピューターインターフェイス.
• 列: 他のコンポーネントをサポートするメインフレーム, 機械加工中に安定性を確保します.
• サドルピース: 列に添付されています, 彼らはワークベンチを保持して移動します.
• ワークベンチ: ワークピースがクランプまたは悪で固定されている表面.
• 財団: 床のマシン全体を安定させるベース, 振動の防止.

3. 段階的なCNCミリングワークフロー

CNCミリングは「ボタンを押す」だけではありません。正確さを確保するための構造化された4段階のプロセスに従います. これがどのように機能しますか, 医療機器メーカーの実際の例を挙げています:

ステップ 1: 3D CADモデルを設計します

初め, エンジニアは、使用を使用してパーツの3Dモデルを作成します CAD (コンピューター支援設計) ソフトウェア (例えば。, SOLIDWORKS, Autocad). 穴からスロットまでのすべての機能を含めてください. 例えば, 医療機器会社がソリッドワークスにチタン手術のネジを設計しました, スレッドの深さや丸いチップなどの詳細を追加します.

ステップ 2: CADをCAMでGコードに変換します

CNCミルズはCADファイルを直接読み取ることができません。必要です Gコード (ツールの動きのためのデジタル指示). カム (コンピューター支援の製造) ソフトウェア (例えば。, 融合 360 カム) CADモデルをGコードに変換します. 外科的ネジ用, 融合 360 工場にツールをスピンする速さとどこでカットするかを伝えたカム生成コード.

ステップ 3: ミリングマシンをセットアップします

オペレーターは機械を準備します:

1. ワークピースを保護します (チタン, 医療の例で) ワークベンチに.
2. 適切な切削工具を取り付けます (マルチフルエンドミル) スピンドルに.
3. 切断液を追加して、ツールとワークを冷却します.

ステップ 4: ミリングを実行します

マシンはGコードを実行します, そして、切削工具は材料を除去します. ミルの種類に応じて, ツールが移動します, ワークピースが動きます, または両方. 外科的ネジ用, 5軸CNCミルはワークピースを回転させました。ツールがスレッドをカットし、医療基準を満たしている正確な部分に反映しています.

4. あなたが知る必要がある重要なCNCミリング用語

これらの用語を理解することは、あなたが機械工とコミュニケーションをとり、誤解を避けるのに役立ちます:

• 切削工具: 素材をカットする取り外し可能な部分 (例えば。, フラットサーフェス用のエンドミル). ワークピース材料に基づいてツールを選択します。アルミニウムにはスチールとは異なるツールが必要です.
• スピード (RPM): ツールがどのくらい速く回転します (1分あたりの回転で測定). アルミニウムは製粉できます 3,000 RPM, 鋼は速度が遅くなる必要があります (1,500 RPM) ツールの摩耗を防ぐため.
• 餌: ツールまたはワークピースが革命ごとに移動する距離. より高いフィード (例えば。, 100 アルミニウムのmm/min) 生産をスピードアップします, しかし、より低いフィード (50 鋼のmm/min) 精度を保証します.
• カットの深さ: ツールがワークピースに侵入する距離. より深いカット (例えば。, 5 mm) より多くの材料を削除しますが、より多くの電力が必要になる場合があります.
• 切断液: A liquid that cools the tool and workpiece, 摩擦を減らし、ツール寿命を延ばします.

5. CNCミリング機の種類: 3-軸対. 5-軸

ミルがその機能を決定した軸の数. 以下は、最も人気のある2つのタイプの比較です:

例: 航空宇宙部品の生産

航空宇宙会社が複雑なタービンブレードを作る必要がありました. 3軸ミルが必要でした 3 手動の再配置 (エラーリスクの増加), しかし、5軸ミルが1回のランでブレードを生成しました - 救い 4 部品あたりの時間と精度の向上 50%.

6. CNCミリングに適した材料

CNC MillingはOverで動作します 50 エンジニアリング材料. 以下の表は、一般的なオプションとその用途を強調しています:

調達スペシャリストのためのプロのヒント

低コストではアルミニウムを選択してください, 軽量部品 (例えば。, 家電). ストレス部品の場合 (例えば。, エンジンコンポーネント), 鋼鉄やチタンを使用しますが、より多くの費用がかかります, それらは長持ちし、メンテナンスコストを削減します.

7. CNCミリングの利点と制限

利点

• スケーラビリティ: 1オフのプロトタイプまたは大量生産に対応しています (10,000+ 部品). 生産量が増加するにつれてコストが減少します 1,000 ブラケットのコスト 30% 生産よりもユニットあたり少ない 100.
• 速いターンアラウンド: CAD/CAM統合はリードタイムを削減します. とんだプロトタイプ 1 手動フライス加工の週はで行うことができます 1 CNCの日.
• 精度: タイトな許容範囲 0.025 MMは厳格な業界基準を満たしています (例えば。, 航空宇宙, 医学).
• 汎用性: 穴を作成できます, スロット, スレッド, 湾曲した表面.

制限

• 複雑なジオメトリコスト: より多くの材料除去は、より高いコストを意味します. 深い空洞のある部分には費用がかかる場合があります 50% 単純なフラット部分以上のもの.
• ツールアクセス制限: ワークピースホルダーは、ツールをブロックできます。これは、手動の再配置を必要としています (時間とエラーのリスクの増加).
• 不可能な機能: 湾曲した穴, まっすぐな内側のエッジ, そして壁よりも薄い 0.5 MMは製粉できません (代わりにレーザー切断またはEDMを使用してください).
• 材料廃棄物: 減算的な製造は、スクラップを生成します 30% 複雑な部品のワークピースの.

8. CNCミリングに関するYiguテクノロジーの視点

Yiguテクノロジーで, 製造業者がCNCミリングプロセスを最適化するのを支援しています. シンプルには3軸ミルをお勧めします, 大量の部品 (例えば。, 自動車ブラケット) コストを抑えるため. 複雑な部品の場合 (例えば。, 医療ツール), 5-Axis Millsは投資する価値があります。彼らはやり直しを減らし、品質を向上させる. また、クライアントに材料に合わせた切断液を使用するように勧めます (例えば。, 鋼用のオイルベースの液体) ツールの寿命を延長する 25%. 調達チーム向け, 3軸と5軸のフライス加工の両方を提供するサプライヤーと提携することで、すべてのプロジェクトのニーズに柔軟性が保証されます.

よくある質問

1. CNCミリングは、湾曲した穴のある部品を生成できます?

いいえ, CNCミリングは湾曲した穴を作成できません。これは重要な制限です. 湾曲した穴の場合, レーザー掘削や電気放電の機械加工などの代替方法を使用する (EDM), ミルができない複雑なジオメトリを処理できます.

2. プロジェクトのために3軸と5軸のミルから選択するにはどうすればよいですか?

部品が単純な場合は、3軸ミルを選択してください (マルチアングルカットを必要とする湾曲した表面はありません) そして、あなたは低コストで大量に必要です. 部品が複雑な場合は、5軸ミルを選択してください (例えば。, 航空宇宙コンポーネント) そして、より高価であっても、厳しい許容範囲が必要です, 再配置の時間を節約し、エラーを減らします.

3. CNCミリングの最も費用対効果の高い素材は何ですか?

アルミニウムは、ほとんどのプロジェクトで最も費用対効果の高いオプションです. 安いです (について $2 kgあたり), 製粉しやすい (高速速度とフィード), ツール摩耗が少なくなります (ツール交換コストの削減). 強度が必要な部品の場合, スチールは優れた代替品ですが、コストがかかります ($5 kgあたり), アルミニウムよりも耐久性があります.