機械加工に関しては、精密機械加工用の横型 CNC 機械と一般機械加工用の横型 CNC 機械のどちらを選択するかが、製造プロセスの品質、効率、コスト効率に大きな影響を与える可能性があります。横型 CNC マシンのサプライヤーとして、私はこれら 2 種類のマシンの明確な違いを直接目撃してきたので、この知識を皆さんと共有できることを楽しみにしています。
精密加工と一般加工: 概要
精密機械加工は、多くの場合数マイクロメートル以内の非常に厳しい公差で部品を作成する製造プロセスです。このレベルの精度は、わずかな偏差でも製品の故障や安全上のリスクにつながる可能性がある航空宇宙、医療、自動車などの業界では非常に重要です。一方、一般的な機械加工では、公差がそれほど厳しくない部品を製造することに重点が置かれています。必ずしも高い精度が必要とされない日用品の製造など、幅広い業界で一般的に使用されています。
機械設計における主な違い
構造剛性
精密加工用の横型 CNC マシンは、高い構造剛性を備えて構築されています。これらは、完成品に不正確さを引き起こす可能性がある機械加工プロセス中の振動を最小限に抑えるように設計されています。これらの機械は、多くの場合、より重く、より堅牢なフレームと、高度な減衰システムを備えています。たとえば、精密横型 CNC 機械のベースは、優れた安定性を提供する高級鋳鉄または鋼で作られている場合があります。対照的に、一般的な機械加工の横型 CNC マシンは、同じレベルの精度を維持する必要がないため、構造が軽量になる可能性があります。この軽量設計によりコストが削減されますが、公差が非常に厳しい部品を製造する機械の能力も制限される可能性があります。
主軸精度
スピンドルは、切削工具を保持し高速で回転させるため、横型 CNC 機械の重要なコンポーネントです。精密加工においては、主軸には極めて高い精度と再現性が求められます。精密横型 CNC マシンには、高精度ベアリングと高度なスピンドル制御システムが装備されており、スピンドルがスムーズかつ正確に動作することを保証します。スピンドルの振れ、つまり完全な円軌道からの偏差は、通常、マイクロメートル単位で測定されます。一般的な加工の場合、スピンドルの要件はそれほど厳しくありません。信頼性は必要ですが、精密機械加工と同じレベルの精度を達成する必要はありません。
軸制御
精密横型 CNC マシンには、高精度の軸制御システムが搭載されています。高度なリニア ガイドとボールネジを使用して、X、Y、Z 軸に沿ったスムーズかつ正確な動きを保証します。これらの機械には多くの場合、最小の動きも検出できる高解像度エンコーダが搭載されており、切削工具の正確な位置決めが可能です。一般的な機械加工では、軸制御システムはあまり洗練されていない可能性があります。ほとんどの用途で満足のいく結果が得られますが、精密機械加工と同じレベルの精度を達成できない場合があります。
切削工具およびツーリングシステム
ツールの品質
精密加工には高品質の切削工具が不可欠です。これらの工具は超硬やセラミックなどの高級素材で作られており、長期間の使用でも切れ味と精度を維持できるように設計されています。精密工具の刃先は、安定した切削性能を確保するために非常に厳しい公差で研削されています。例えば、鉄道産業に最適な旋削インサート高精度の旋削加工用に特別に設計されています。一般的な機械加工では、より安価な切削工具が使用される場合があります。これらのツールでも作業を行うことはできますが、寿命が長くなかったり、高品質のツールと同じレベルの精度が得られない可能性があります。
ツーリングシステム
精密横型 CNC マシンでは、多くの場合、迅速かつ正確な工具交換を可能にする高度なツーリング システムが使用されています。これらのシステムは複数のツールを保持でき、各操作に適切なツールを自動的に選択できます。また、工具長補正や工具摩耗監視などの機能も備えており、一貫した加工品質の確保に役立ちます。一般的な横型 CNC 機械加工機は、より単純なツーリング システムを備えている場合があります。基本的な工具交換は引き続き実行できますが、精密機械加工ツール システムと同じレベルの洗練度は備えていない可能性があります。
機械加工プロセスと戦略
送り速度と速度
精密機械加工では、過度の摩耗や損傷を引き起こすことなく、切削工具が一定の速度で材料を除去できるように、送り速度と速度が慎重に計算されます。これらの速度は、多くの場合、機械加工される材料、切削工具の種類、および希望する表面仕上げに基づいて決定されます。たとえば、精密加工で高強度合金を加工する場合、精度を維持するために送り速度が比較的遅くなることがあります。一般的な加工では、送り速度と速度をより柔軟に設定できます。多くの場合、生産性を最大化することに重点が置かれるため、多少の精度を犠牲にしても、より高い送り速度と速度が使用される場合があります。
機械加工戦略
精密機械加工では、多くの場合、必要なレベルの精度を達成するために複雑な機械加工戦略が必要になります。これらの戦略には、複数のパス、荒加工および仕上げ操作、特殊な切削技術の使用が含まれる場合があります。たとえば、複雑な航空宇宙部品の機械加工では、精密な横型 CNC 機械で輪郭加工、穴あけ、ボーリング操作を組み合わせて使用することがあります。一般的な加工では、より単純な加工方法が使用される場合があります。多くの一般的な加工用途には、シングルパス加工またはそれほど複雑ではない操作で十分です。
品質管理と検査
工程内検査
精密横型 CNC マシンには、多くの場合、工程内検査システムが装備されています。これらのシステムは、加工プロセス中に部品の寸法を測定し、部品が必要な公差を確実に満たすようにリアルタイムで調整できます。たとえば、レーザーベースの測定システムを使用して、部品の寸法の偏差を検出できます。一般的な機械加工では、工程内検査はそれほど一般的ではない場合があります。多くの場合、完成部品が従来の測定ツールを使用して測定される後工程検査に焦点が当てられます。
後工程検査
精密加工においては、加工後の検査が重要なステップとなります。完成した部品は通常、三次元測定機 (CMM) などの高精度測定機器を使用して検査されます。これらの機械は部品の寸法を非常に高い精度で測定でき、設計仕様からのわずかな偏差も検出できます。一般的な機械加工では、後工程の検査がそれほど厳密ではない場合があります。ノギスやマイクロメーターなどの基本的な測定ツールを使用することもできますが、検査は精密機械加工ほど包括的ではない場合があります。
コストに関する考慮事項
機械コスト
精密加工用の横型 CNC マシンは、一般に一般加工用の CNC マシンよりも高価です。コストが高くなるのは、より高度な機能、より高品質のコンポーネント、より高い精度が必要となるためです。ただし、精密機械への投資は、特に高精度の部品を必要とする業界では、長期的には利益を得ることができます。一般的な加工用の横型 CNC マシンはより手頃な価格であるため、中小企業や高精度が要求されない用途に人気があります。
運営コスト
精密横型 CNC 機械の運用コストも高くなります。高品質の切削工具、高度なツーリング システム、および工程内検査装置はすべて、運用コストの上昇に寄与しています。さらに、精密機械は、より強力なモーターと高度な制御システムを備えているため、エネルギー消費が高くなる可能性があります。一般的な横型 CNC 機械加工機は、運用コストが低くなります。安価な切削工具を使用するため、メンテナンスの必要性も少なくなります。
アプリケーション
精密加工用途
精密横型 CNC マシンは、高精度部品が必要な産業で使用されます。たとえば、航空宇宙産業では、タービンブレード、エンジン部品、構造部品の製造に使用されます。医療業界では、手術器具、インプラント、診断装置の製造に使用されます。の高品質大型ガントリー CNC マシニング センター GMM - 4023は、大規模用途での高精度加工に使用できる機械の一例です。
一般的な機械加工用途
一般加工用横型 CNC マシンは、日用品の製造など幅広い業界で使用されています。これらは自動車業界でエンジン ブロック、トランスミッション部品、サスペンション コンポーネントの製造に一般的に使用されています。これらは、家具、電化製品、電子筐体などの消費財の製造にも使用されます。のGME - US260 ステンレスエンドミルステンレス鋼部品のフライス加工などの一般的な機械加工用途に使用できます。
結論
結論として、精密加工用の横型 CNC マシンと一般加工用の横型 CNC マシンには大きな違いがあります。これらの違いは、機械設計、切削工具、機械加工プロセス、品質管理、コスト、および用途に反映されます。横型 CNC マシンのサプライヤーとして、当社は各顧客の固有のニーズを理解しており、特定の要件に適したマシンの選択をお手伝いします。重要なアプリケーション用の高精度機械が必要な場合でも、日常の生産用の汎用機械が必要な場合でも、当社にはお客様のニーズを満たす専門知識と製品があります。弊社の横型 CNC マシンについてさらに詳しく知りたい場合、または加工要件についてご相談になりたい場合は、詳細なご相談や調達についてお気軽にお問い合わせください。
参考文献
- ブースロイド、G.、デューハースト、P.、ナイト、W. (2011)。製造および組み立てのための製品設計。 CRCプレス。
- グルーバー議員 (2010)。現代製造の基礎: 材料、プロセス、システム。ワイリー。
- カルパクジャン、S.、シュミット、SR (2013)。製造工学と技術。ピアソン。