理想的な加工プログラムでは、図面要件を満たす適格な部品を確実に生産するだけでなく、機能上の利点を最大限に活用する必要があります。 CNC工作機械。高効率の自動化機器として、CNC マシンは通常、従来のマシンの 2 ～ 3 倍の効率を達成します。この利点を最大限に活用するには、プログラミングの前にワークの包括的なプロセス分析を実行し、特定の加工条件に基づいて経済的で合理的なプロセス計画を選択する必要があります。 CNC 加工プロセスの不適切な設計は、加工品質、生産効率、コスト管理に影響を与える重大な要因です。この記事は、生産実務に基づいて、CNC 旋削加工における一般的なプロセスの問題と、それに対応する解決策について説明します。
部品を加工するとき CNC マシンでは作業が集中する傾向にあるため、できる限りすべての作業を 1 回のセットアップで完了する必要があります。業務の分割は通常、次の 2 つの原則に従います。
· 精度保証原則
CNC 加工では作業が集中するという利点があるため、通常、粗加工と仕上げ加工が 1 回のセットアップ内で完了し、部品全体の精度が確保されます。ただし、熱変形や回転力による変形が精度に大きく影響する場合は、誤差の累積を避けるために荒加工と仕上げ加工を分離する必要があります。
・ 生産効率向上の原則
工具交換を減らし、工具交換時間を節約するには、別の工具に切り替える前に、同じ工具を必要とする加工領域を完了する必要があります。さらに、同じ工具で複数の領域を加工する場合、最短ルートが得られるように工具経路を計画することで、工具のアイドル動作を最小限に抑える必要があります。
実際の生産では、精度と効率のバランスをとるために、CNC 加工作業がツールの種類や加工面に基づいて分割されることがよくあります。
CNC プログラムは、ワークに対するツールの動作を記述します。旋削加工では、ワーク表面の形状は旋削刃の包絡線によって決まりますが、プログラミングでは通常、工具基準点として知られる工具上の選択された代表点の軌跡のみが記述されます。理論的には、ツール上の任意の点を選択できますが、プログラミングの利便性と精度保証のため、選択は特定のルールに従います。
・ エンドミルの場合は工具軸と工具底面の交点が基準点となります。
· ボールノーズミルの場合はボールの中心です。
・ ドリルの場合はドリル先端です。
・ 旋削工具の場合は仮想の工具先端、または工具先端円弧の中心となります。
工具基準点を選択するときは、測定が容易で、工具長のプリセット点と一致する点を選択してください。高い精度が必要な寸法、または測定が難しい寸法に関するものである必要があります。選択した点は、プログラムの動作コマンド内のツールの限界位置を直接反映する必要があります。プログラマーは一貫した選択習慣を維持し、頻繁な変更を避ける必要があります。
複数層の回転を必要とする大きな許容値を持つ円筒外面を加工する場合、終点で工具に突然の過負荷がかからないよう、各回転の終了位置を合理的に配置する必要があります。通常、主旋削刃への瞬間的な衝撃を防ぐために、各旋回の終点は徐々に短い距離だけ後退し、それによって荒加工工具の寿命が延びます。すべての回転層が同じ軸方向の位置で終了する場合、 精密 CNC 旋盤 ツールは、負荷のスパイクにより摩耗が加速したり損傷したりする傾向があります。
薄肉のワーク、特に難削材のワークでは、加工中に「バネパス」が発生し、外径の増大や内径の減少などの寸法変化を引き起こすことがよくあります。この現象は主にワークの弾性変形に起因し、加工時の旋回深さと密接な関係があります。 「等深さ回転」方式により、試旋による工具補正値の調整が可能で、弾性変形による寸法誤差を相殺します。この方法では、予定の半分の深さで試し旋盤を実行し、寸法偏差を測定し、それに応じて工具補正を調整してから、仕上げ加工を進めて寸法精度を確保します。
CNC 旋削は自動化されています。切りくず分断性が悪く、安定した加工に大きな支障をきたします。工具自体の切りくず分断能力を向上させ、連続した長いリボン切りくずを避けるために合理的な旋削パラメータを選択することを優先する必要があります。理想的な切りくずは適度な長さで、らせん状またはセグメント化されており、切りくずの排出と収集が容易です。切りくず破壊が不十分な場合は、プログラム一時停止を設定して強制的に切りくずを破壊したり、チップブレーカーを使用して切りくず制御を強化したりすることができます。クランプ式刃先交換式インサートを使用する場合、チップブレーカとインサートをクランププレートで同時に押し付けることができ、切りくず分断性を向上させます。内径旋削の場合、工具前面を下にして回すと切りくず排出性が向上します。
CNC 加工では工具に対する要求が高く、優れた剛性、精度、寸法安定性、耐久性、優れた切りくず破壊性能と排出性能、簡単な取り付けと調整が求められます。 CNC 旋盤の 一般的な工具材料には高速度鋼や超微粒子超硬が含まれており、クランプ式刃先交換式インサートが広く使用されています。
刃先交換式旋削チップの中で、ダイヤモンド形状のチップが最も広く使用されており、一般的な角度は 80°、55°、35°です。
・ 80°ダイヤモンドインサートは強度、放熱性、耐久性のバランスに優れ、端面加工、外径旋削加工、内径穴加工、段差加工に適しており、CNC旋削加工に最適な高い位置決め精度を備えています。
・ 35°ダイヤモンドインサートは先端角が小さく干渉が少なく、複雑な形状や溝加工に適しています。
深い溝を加工するには、溝入れ工具が一般的に使用されます。工具幅が溝幅と等しい場合は、1 回のパスで回転を完了できます。ツールの幅が狭い場合は、複数のパスが必要になります。合理的な回転順序は、最初に中央を回転させ、次に左側と右側を回転させることです。これにより、工具の角と溝の底の角の間の半径の不一致によって引き起こされる問題が回避され、工具の負荷のバランスがとれて工具の寿命が延びます。クランプされた溝入れ工具は直線の回転経路を使用し、横方向の動きを避ける必要があります。
CNC 加工プログラムは、自動加工プロセス全体を制御する命令ファイルです。プログラムには、部品のプロセスステップだけでなく、旋削パラメータ、ツールパス、ツール寸法、機械の動作も含まれます。プロセス計画の品質は、機械の効率と部品の品質に直接影響します。したがって、効率的で確実な生産を実現するために、生産実践におけるプロセス設計には特別な注意を払う必要があります。 高品質のCNC加工.
