CNCマシンによる金属切削をマスターする：重要な概要
目次
CNCマシンによる金属切断とは？
CNCマシンの金属切断は、金属部品から余分な材料を除去するために様々なツールを使用するプロセスです。 これは、製造業や機械加工業で金属材料の成形や切断に使用される精密で汎用性の高い方法である。 CNC（コンピュータ数値制御）とは、コンピュータを使って工作機械を高精度に制御することである。
CNCマシンによる金属切断は、コンピュータ制御の機械を使用して金属部品を切断し、成形するプロセスを指します。 CNCマシンは、詳細な指示でプログラムされ、正確さと再現性を保証する正確な動きに変換されます。 これにより、複雑な切断作業を正確に行うことができる。
このガイドでは、CNCマシンによる金属切削の原理、利点、用途など、基本的なことを説明します。
CNCマシンによる金属切削の仕組み
デザインとプログラミング
この工程は、切断する部品の詳細な設計図または青写真を作成することから始まります。CAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアを使用して、この設計をCNC互換フォーマットに変換します。次に、CAM（コンピュータ支援製造）ソフトウェアのプログラミングを使用して、設計をCNCマシンが従うことができる一連の命令に変換します。
マシン設定
設計とプログラミングが完了すると、CNCマシンが適切な金属ワークピースと切削工具をセットする。マシンは、切断プロセス中の正確さと精度を保証するために校正されています。
切断工程
CNCマシンは、指定された経路に沿って金属を成形するために切削工具をガイドするプログラミング命令を実行する。機械のコンピューターが、速度、送り速度、工具の動きなどさまざまなパラメーターを制御し、望ましい結果を実現する。
精密機械加工と検査
切断工程終了後、金属部品の精密検査と品質検査を行う。バリ取りや研磨など必要な仕上げを行い、最終製品が要求仕様を満たすようにする。適切な切削条件を選択し、後処理を行うことで、ワークピースの表面品質を向上させることができる。
CNCマシンの利点 金属切断
1、 高精度
CNCマシンによる金属切削は、高精度で需要の高い加工方法である。輪郭、穴、表面品質、寸法精度の切削には高い要求があります。金属切削はこれらの高い要求を満たすことができ、その加工精度は10ミクロン以下に達することができる。
2、 高効率
CNCマシンの金属切断加工は、高効率という特徴も持っている。従来の手作業や他の機械的な加工方法と比較して、金属切削加工はより速いスピードで加工タスクを完了することができます。短時間で大量の切断、穴あけなどの加工作業を完了することができ、生産効率が大幅に向上する。
3、 ハイ・オートメーション
CNCマシンによる金属切断のもう一つの非常に重要な特徴は、高い自動化である。金属切削加工では、通常CNC工作機械が使用される。数値制御加工は、高い自動化と柔軟性という特徴を持っており、自動化制御と数値制御プログラミングを実現し、生産効率と加工品質を向上させ、複数の異なる加工タスクを同時に実行することができる。
4、 幅広い適用性
CNCマシンの金属切断は、様々な金属材料の切断や加工に適用することができる非常に広範な加工方法です。鉄、銅、アルミニウムなどの様々な金属材料は、金属切断加工によって正確に切断し、穴を開けることができます。そのため、金属切削加工は非常に広い応用範囲を持っています。
5、 強い可塑性
CNCマシンの金属切削加工はまた、強い塑性の特性を持っています。金属切削加工により、金属材料は塑性変形を起こし、所望の形状を得ることができる。そのため、金属切削加工は切断加工や穴あけ加工だけでなく、様々な形状の加工要求にも適用できる。
要約すると、CNCマシンの金属切断は、高精度、高効率、高度に自動化された加工方法です。様々な金属材料の切断や加工に適しており、その応用範囲は非常に広い。金属加工が必要な場合は、効率的で高精度な加工方法として金属切削を検討することができます。
CNCマシンの種類 金属切断プロセス
金属切断機は、切断機のための高度なCNC技術を使用しています。 これらのCNC金属切断機は、金属切断の効率と品質を向上させ、制御する。 CNCマシンは、さまざまなプロセスや素材を使用する。 これらのプロセスには、CNC旋盤加工、CNCフライス加工、CNCドリル加工、CNC研削、CNCワイヤーカットなどが含まれます。
製粉：で CNCフライス加工, ワークピースを固定し、高速回転するフライスカッターを使用して、ブランクに所望の形状とフィーチャーを切削する。
研磨： 研削工具と工作物表面との間の摩擦、引っ掻き、削り取り効果を利用して、工作物表面の材料を除去し、所望のサイズ、形状、表面品質を実現する。
掘削： CNC工作機械は、ワークピースにさまざまなサイズと深さの穴を正確に開けることができる。
回っている： で CNC旋盤加工 円筒形や円錐形の部品の加工によく使われる。
タッピング： CNC工作機械は、ワークピース内に内ねじを形成するタッピング加工を行うことができる。
つまらない： ボーリングは、既存の穴を拡大したり、厳しい公差で精密な円筒形の穴を形成することができます。
材料は異なったCNC機械金属の切断に使用することができる
CNC工作機械の鉄の還元プロセスについて、 ただし、すべての金属材料が切断できるわけではないことに注意する必要がある。 一部の機械は、スチール、アルミニウム、銅などの硬い金属を切断することができますが、すべてのCNC工作機械がこの能力を持っているわけではありません。金属を切削するCNC工作機械の能力は、その剛性、主軸出力、使用する切削工具、金属の被削性などの要因に依存する。以下は、金属材料を切削することができるいくつかの一般的なCNC工作機械の金属切削プロセスである。
粉砕材料： フライス加工は、鋼、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル合金など、さまざまな金属材料に使用できる。金属によって物理的・化学的性質が異なるため、加工に使用する工具や切削パラメーターも異なります。
材料を回す： 旋盤加工とフライス加工の主な違いは、使用する工具と加工方法である。一般的に、フライスで加工できる金属材料は旋盤でも加工できる。
研削材： 炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、焼入れ鋼、非焼入れ鋼を含むがこれらに限定されない。研削加工は、金属材料の微細加工に適しており、高い表面平滑性と精度の要件を達成することができます。
詳細は以下を参照。 CNC加工材料
CNCマシンによる金属切削の原理
金属切削工作機械の切削原理には、主に次のような側面がある：
- 工具とワークの相対運動金属切削工作機械では、工具とワークの相対運動が切削加工を実現する鍵となる。通常、工具は工作機械上で回転し、ワークピースは工具の下で直線運動または回転運動をする。
- 切削力の発生切削力とは、切削加工中に切削工具が被削材に発生させる力のことで、切削加工を実現するための必要条件である。切削力の大きさは、切削材料の特性、工具の材質や形状、切削パラメータなどの要因に依存する。切削力の大きさと方向を合理的に制御することで、工作物の精密加工を実現することができる。
- 切削加工中の熱変形CNCマシンの金属切削中、工具とワークの摩擦と衝突により大量の熱が発生し、ワーク表面が局所的に加熱され、熱変形する。熱変形は切削加工の品質や精度に影響を与えるため、冷却装置や補助装置を用いて切削加工中の温度や熱を制御する必要がある。
- 切りくずの形成と除去CNCマシンによる金属切削のプロセスでは、工具がワークの表面を切削して切り屑を形成する。切屑の形成と除去は切削加工における重要な問題であり、切屑の形成不良は加工の品質と効率に影響を与える。この問題を解決するため、金属切削機には通常、切屑除去システムが装備されており、切屑を速やかに除去し、加工工程の円滑な進行を確保することができる。
- 補助機能の実装：基本的な切削機能に加え、金属切削工作機械には自動送り、自動工具交換、自動制御などの補助機能があり、加工効率や加工精度を向上させるだけでなく、オペレーターの労働集約度を低減させる。
CNCマシン金属切断-レーザー切断
原則
レーザー切断は、電子放電を動力源とし、He、N2、CO2などの混合ガスによって励起される。ミラーグループを使用してレーザービームを集光・生成し、材料を切断します。
レーザー切断のプロセス：数値制御プログラムの励起と駆動の下で、レーザーの特定のモードとタイプは、レーザー発振器で生成され、光路システムを介して切断ヘッドに送信され、金属を溶融するためにワークピースの表面に焦点を合わせます。同時に、ノズルは、スラグを吹き飛ばすためにビームと平行な方向に補助ガスを噴霧します。
レーザー切断のプロセス：数値制御プログラムの励起と駆動の下で、レーザーの特定のモードとタイプは、レーザー発振器で生成され、光路システムを介して切断ヘッドに送信され、金属を溶融するためにワークピースの表面に焦点を合わせます。同時に、ノズルは、スラグを吹き飛ばすためにビームと平行な方向に補助ガスを噴霧します。
レーザー切断のための材料
レーザー切断材料：一般的な金属材料には、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、鋼などが含まれます。レーザー切断は金属加工において幅広い用途があり、高精度で高品質な材料を切断することができる。 ステンレスは錆びにくく耐食性に優れ、アルミは高温に強く軽量であるなど、金属素材によって特性が異なる。
従来のCNC加工と比較した利点
- 従来のCNCマシンと比べて、レーザー切断は非常に薄い金属部品を切断し、複雑な幾何学的形状を素早く作り出すことができる。
- 加工されたワークピースの表面は非常に滑らかで、従来のCNC工作機械では難しかったバリがない。
- レーザー切断の公差レベルは非常に広く、大量の材料に対応できる。
- 低コストと高効率は、CNCレーザー切断工作機械のもう一つの利点であり、他のCNC工作機械に対するレーザー切断の経済的利点は、レーザー技術の利点の一つである。
- CNCレーザー切断機の機械部品は限られているため、メンテナンスコストは他の加工技術よりも低い。従来の製造ツールに比べ、機械の運転コストも低い。
結論
CNCマシンの金属切削は、金属材料を処理する上で重要な役割を果たしており、その作業原理は、工具切削、切削力発生、熱変形制御、切屑除去、および補助機能の実装などの複数の側面を含む。これらの動作原理を合理的に制御することで、ワークピースの精密加工を効果的に達成し、さまざまな加工要件を満たすことができます。技術の絶え間ない発展により、金属切削工作機械はよりインテリジェントで自動化され、金属加工業界にさらなる発展の機会をもたらすだろう。
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