現代の製造では、単純な部品製造であろうと複雑な精度成分であろうと、t彼mアチニンは、高精度と効率性の完全な組み合わせを実現します。
その動作の原則は、CADモデルを複雑な切断、掘削、表面処理タスクを実行するようにデバイスを駆動する機械認識可能な指導コードに変換することにより、機械加工CNCシステムに依存します。取る旋盤の機械加工、たとえば、ワークピースが回転シャフトに固定され、プログラムが設定した角度と深さに応じてツールが水平または垂直に移動するため、円筒構成要素の微細な機械加工が完了します。
このペーパーは、CNC加工の重要なステップ、複雑な部品の製造で遭遇するプロセスタイプの違い、およびCNC加工技術とエンジニアリングの実践の革新的な可能性を理解するための理論的サポートを提供するために、CNC加工の重要なステップ、プロセスタイプの違い、および課題に焦点を当てたCNC加工のコアメカニズムを分析することを目的としています。
CNC加工とは何ですか?
CNC加工プロセス機械などの機械機器を正確に制御するコンピュータープログラムを通じて複雑な部品ingミル、旋盤機ingそして粉砕ing機械ing。コアでは、設計図面を、プリセットパスに沿ってツールまたはアーティファクトを駆動し、高精度の切断、掘削、フライス材、その他の操作のための工作機械を駆動する読み取り可能なGコード命令に変換します。航空宇宙、自動車、医療分野で広く使用されています。
従来の機械加工と比較して、CNC加工嘘の中心的な利点は、自動化が高く、±0.005mmレベルの再現性の精度、および24時間の途切れない生産能力です。数値制御マシを取得しますning例として、多軸リンケージテクノロジーは一度に複雑な表面処理を完了し、処理効率を大幅に改善することができます。企業のCNC加工に対する好みは、機械加工の柔軟性だけでなく、配信サイクルを圧縮する能力にもあります。
CNC加工のコアテクノロジーは何ですか?
1。多軸リンケージ精密加工技術
複雑な湾曲した表面と不規則な部分の連続的な機械加工は、5軸結合数値制御システムと高剛性機械工具構造を使用することにより実現されます。特に航空宇宙コンポーネントで、大まかな機械加工から精密機械加工までのプロセス全体を完了すると、利点があります。
2。インテリジェントな切断プロセスデータベース
質量処理データに基づいた人工知能アルゴリズムモデルが最適化するために確立されています製粉機械加工動的にパラメーター。カビ鋼、チタン合金などの場合、システムは最適な飼料速度の組み合わせと自動的に一致し、ツールの寿命は30%増加し、加工効率は25%増加します。
3。オンライン測定補償システム
レーザースキャンおよび音響放出センシング技術と組み合わせて、旋盤加工プロセス中の熱変形と振動がリアルタイムで監視されます。Closeloopフィードバックは、偏差を調整するために使用され、マイクロメーターレベルの反復的な位置決めの精度が維持されます。
4。マテリアルデータベース駆動型プロセス選択
金属マトリックス複合材料やPeekなどの新しい材料を含む50を超える材料の切断パラメーターをカバーする切断データベース。材料の硬度と靭性に応じて、システムは最適なプロセスルートを自動的に生成します。
5。デジタルツイン検証プラットフォーム
仮想シミュレーションは、機械加工の欠陥とような革新的な構造を予測します3D印刷コンフォーマル冷却チャネルは、カムパスを直接生成できます。JSは、このテクノロジーを使用して、複雑な部品の98%の1回限りのクランプ資格率を達成することを約束します。
完全なCNC加工プロセスの重要なステップは何ですか?
1.モデリングとプロセス計画を設計します
- 顧客は設計文書を提出し、JSチームはCAD/CAMシステムを介して3Dモデルを再構築して、処理の実現可能性(壁の厚さやドラフト角など)を最適化します。
- チタン合金、金型鋼などの特性によれば、予備的なCNC加工プロセス計画が策定され、ミルの機械加工と研削加工のアプリケーションシナリオが明確になります。
2.プログラミングとパス最適化
- MasterCamなどのソフトウェアを使用してコード命令を生成すると、JSのインテリジェントアルゴリズムライブラリは、速度や飼料速度などの切断パラメーターを動的に最適化します。
- 複雑な表面または高精度の要件(航空インピーラーなど)については、CNCを使用することをお勧めします - ミリングまたはCNC - 効率と表面の品質を確保するための研削プロセス。
3.処理の準備とツール管理
- フィクスチャの設計とダイのデバッグ:真空吸着/油圧式備品、多額の小さなバッチの生産ニーズに適しています。
- ツール管理:インテリジェントウェアハウジングシステムは、ダイヤモンドコーティングツールを呼び出し、CNCをサポートします - ミリング、CNC - 旋盤、CNC粉砕およびその他のマルチプロセスの連続動作。
4.精度処理の実装
- 5軸CNC - 機械加工:航空宇宙補充や医療機器などの複雑な幾何学的構造部品の加工を完了します。
- 高精度CNC - 研削:JSのオンラインドレッシングテクノロジーは、表面粗さ0.02μmを達成でき、耐性要件は±0.005mmです。
- フライス材の旋回:外側の円、穴の溝、糸を1つに加工して、体の部分をクランプしてクランプエラーを減らします。
5。高品質の監視とテスト
- リアルタイムのオンライン測定:閉ループフィードバック、処理ステータスのリアルタイム監視、正しい形状、位置逸脱を通じて。
- トリプルチェック:ISO/ASME標準のコンプライアンスを確保し、必要に応じてCNC研削補償処理を開始するためのキーディメンション(例:ホールの精度)の100%チェック。
6。治療後および表面処理
- burrの取り外し/クリーニング:自動組立ラインは、シャープなエッジと残留チップを処理します。
- 特別表面処理:耐摩耗性や腐食抵抗(JSサービスの自動車/エレクトロニクス業界の要件に適用可能)を改善するための陽極酸化やPVDコーティングなど、いくつかの高光沢成分には、二次CNC粉砕研磨が必要です。
7。完成品とデータのトレーサビリティの提供
パッケージングの前に、プロセスパラメーターと品質検査レポートはQRコードによって関連付けられているため、梱包プロセス全体が完全なトレーサビリティになります。
約束された配送時間(1〜2週間)によると、JSは生産スケジューリングを最適化し、予定通りまたは時間通りに注文の98%を終了し、CNCマシニングの効率を20%改善します。
CNCミリングとターニングの違いは何ですか?
1。プロセス原理とモーションモード
- ミリング:複雑な表面、キャビティ、または不規則な構造を処理するのに適した、ツールの回転、ワークピースの固定、材料除去、材料除去のためのマルチエッジツール(例:エンドミル、ボールカッター)の放射状または軸フィード。
- 旋盤:ワークピースは高速で回転し、ツールは軸方向または放射状の方向に沿って供給されます。主に使用されます機械加工軸製粉処理効率よりも、ギアやその他の回転部品。
- JS Technology Association:ターニングおよびミリングコンポジットセンターには、外側の円、穴、溝、1つのクランプの加工を完了し、クランプエラーを減少させるパワータレットが装備されています。
- 粉砕:補助プロセスとして、ワークピース表面の微小除去に高速回転粉砕ホイールが使用され、ミルシング/ターニング後の高精度の研磨または修復(例えば、ベアリングレースウェイ)によく使用されます。
2。適用可能なシナリオとコンポーネントの特性
プロセスタイプ | 適用可能なシナリオ | 典型的な部分 | JSアプリケーションケース |
ミリング | 非対称構造、空洞、不規則な部品。 | 航空宇宙インペラー、車両カバー金型。 | ある航空会社の顧客は、インペラーの処理時間が20%削減されました。 |
旋回 | 回転バルブボディの部分、高さの同心の要件。 | エンジンクランクシャフト、油圧シリンダー。 | 自動車部品処理の資格率は99.8%に増加しました。 |
研削 | 非常に厳しい表面質量(RA <0.8μm)。 | ベアリングレースウェイ、精密金型インサート。 | 半導体シリコンウェーハの切断精度は±0.001mmです。 |
3.ツールと消耗品
プロセスタイプ | ツールタイプ | 消耗品の特性 |
ミリング | マルチブレード切削工具(ハードアロイ、PCD)。 | 削減効率とチップ除去設計に焦点を当てます。 |
旋回 | 単一点ナイフ(旋盤、ナイフ)。 | 刃の強度と熱散逸性能に注意してください。 |
研削 | 粉砕ホイール(セラミック、樹脂結合剤)。 | シャープネスを維持するには、定期的なメンテナンスが必要です。 |
4.処理精度と表面の品質
lndex | ミリング | 旋回 | 研削 |
JSテクノロジー協会
|
寸法精度 | ±0.01mm | 0.005mm以内 | IT5-IT6(±0.002mm) | 超高精度を実現するための5つの軸リンケージ+研削。 |
表面の粗さ | RA0.8-3.2μm | RA0.4-1.6μm | RA0.02-0.8μm | ナノポリッシングテクノロジーは、光学コンポーネントの要件を満たしています。 |
典型的なアプリケーション | 覆い部品。 | シャフトタイプ、フランジプレート。 | ベアリング、精密インサート。 | 降伏率を改善するためのマルチプロセスコラボレーション。 |
5.生産性とコスト
寸法 | ミリング | 旋回 | 研削 |
処理速度 | メディア(ツールパスの最適化に依存)。 | 高(大量生産に適しています)。 | 低(主に精密機械加工)。 |
ツールの摩耗と裂け目 | 高(マルチエッジの切削工具はすぐに摩耗します)。 | 低(シングルポイントツールの耐久性)。 | 高(粉砕ホイールの消耗品)。 |
統合コスト | 中くらい | 低い | 高い |
5軸CNC加工の不規則な表面成分の難しさは何ですか?
1。ツールパス計画の複雑さ
難しさ:エイリアンサーフェス通常、ツールの干渉、サスペンション切断、干渉の衝突を避ける必要がある自由な表面(nurbs表面など)または複雑なトポロジー構造で構成されています。従来の3軸加工の線形経路は要件を満たすことができないため、5軸リンケージによって連続湾曲した表面を取り囲む必要があります。
JSソリューション:
CAMソフトウェアを使用して干渉リスクをシミュレートして予測し、適応ステップアルゴリズムと組み合わせてライン間の切断距離を動的に調整すると、カッターは常に湾曲した表面の通常のベクトル方向をたどり、切断マークを減らします。
2。ツールの姿勢と切断力制御
難しさ:表面加工には、最適な切断条件を維持するためにツールの傾向を絶えず調整する必要がありますが、ツールの姿勢の変化は切断力の変動につながり、振動(ジッターなど)または表面の品質の低下につながる可能性があります。
JSソリューション:
- 動的シミュレーション:有限要素分析により、の一致スピンドル速度供給速度が最適化されており、ストレス下のツールの変形が予測されます。
- リアルタイムフォースフィードバック:統合された圧電センサーは、サーボシステムを介して振動を動的に補償するための監視を監視します
3。表面の品質と精度の一貫性
難しさ:不規則な表面は、ツールマーク(スパイラルストライプなど)、過剰または不十分な局所切断、特に薄壁の構造を発生させやすく、切断力によって簡単に変形し、サイズバイアスをもたらすことができます。
JSソリューション:
- 輪郭階層化処理:切断深さは、セグメントの表面の勾配に従って最適化され、切断荷重を減らします。
- 熱誤差補償:工作機械の熱変形は温度センサーによってリアルタイムで監視され、座標偏差は±0.005mmレベルのオンライン補償アルゴリズムで修正されます。
4.アクセラシー多軸リンケージ制御
難しさ:5軸機械工具の車軸システムには逆クリアランスとピッチエラーが存在し、表面ジョイントのステップまたは変形につながります。
JSソリューション:
- 完全な閉ループ制御:グレーティングルーラーによる位置信号のリアルタイムフィードバックは、機械的エラーを排除します。
- スプライン補間技術:高次曲線フィッティングは、経路の滑らかさを改善するために線形補間の代わりに使用されます。
6。不規則な備品の設計と安定性
難しさ:複雑なワークピースの表面には、通常のクランプ表面がなく、従来のクランプ方法は位置決めの精度を確保するのが困難であり、クランププロセスは加工面に簡単に損傷を与えることができます。
JSソリューション:
- 真空吸引器具:薄壁の部品に適したハニカム吸引カップ、クランプ力の分布
- モジュラーフィクスチャーシステム:ポジショニングコンポーネントをクイックカスタマイズします3D印刷クランプ支援時間を短縮するため。
CNC加工旋盤はどのように動作しますか?
1。プログラム開発の処理
- CAMソフトウェアプログラミング:ソフトウェアを使用してGコードを生成して、ツールパス、速度(Sコード)、フィードレート(Fコード)などのパラメーターを定義します。
- 後処理最適化:特定の旋盤モデルのコード変換と、命令とハードウェア間の互換性を確保します。
- シミュレーション:事前にツールの干渉、過剰カットのリスクを確認し、機械加工パスを最適化します。
2。ワークのクランプとポジショニング
- チャック/トップチャックシステム:3つのジョーチャック、ワークピースを修正するための4つのクローチャックまたは油圧チャック、高精度の旋盤油圧テールストックを装備し、軸方向のポジショニングを実現します。
- フィクスチャの設計:クランプエラーを減らすための大量生産用の特別な備品の設計(JS精密製造ケース:自動トランスミッションシャフトフィクスチャの精度<0.005mm)。
3。ツールの選択とインストール
- ツールタイプ:合金ブレード、セラミックツール、またはダイヤモンドコーティングツールが一般的にターニングに使用されます。
- チップ半径補正:プログラミングの場合、デフォルトのチップアーク半径値(R補償)が設定され、機械加工の輪郭の精度が確保されます。
4。パラメーター設定の処理
- スピンドル速度:材料特性(例:アルミニウム合金800-300 rpm)およびツール材料に応じた動的調整。
- 摂食速度:バランスの取れた効率と表面の品質、粗い機械加工のための高摂食速度(0.3mm/r)、仕上げのために0.05mm/rに削減されました。
- 深さの切断:ツールの負荷を徐々に減らします。
5.自動処理と監視
- 閉ループ制御:サーボモーターは、XYZ軸(旋盤で一般的に使用される)、グレーティングルーラーフィードバック位置エラーをリアルタイムで駆動します(クローズドループ精度±0.002mm)。
- 適応制御:電流センサーを介した切断力の監視、ツールの破損を回避するためにフィード速度を自動的に調整します(JSテクノロジースピンドル荷重変動<5%)。
JSは、顧客が製造コストを削減するのにどのように役立ちますか?
1.材料の最適化
- プロジェクトの要件を正確に一致させ、過度の調達や廃棄物を避けるために、50を超える材料オプションが利用可能です。
- 顧客の在庫コストを削減するための材料のリサイクルをサポートします。
2.効率的な生産プロセス
- 標準化されたプロセスは、生産サイクル(平均1〜2週間)を削減し、機器のアイドル時間を短縮します。
- 自動スケジューリングシステムにより、機器の利用が改善され、ピアよりも容量が15%から20%増加しました。
3.技術的に駆動されます
- ±0.005mmのウルトラ精密機械加工により、スクラップレートが減少します(業界平均5〜8%、JSは1%未満)。
- 頭いい引用が生成します24時間以内にソリューション、通信コストが削減されます。
4.規模の経済
10000個を超えるピースの年間注文処理、固定コスト共有、ユニットの見積もりは8〜12%減少しました。
5.財産可能なプラクティス
エネルギー効率の高い機器は、電力消費量を15%削減でき、環境に優しいプロセスは材料の損失を減らすことができます。
6.JS対業界平均比較表
寸法の比較 | JS会社のパフォーマンス | 業界平均 |
材料のコストの割合 | 35-45%(最適化された調達) | 40-50% |
単位処理コスト | $ 50-80/時間 | $ 60-100/時間 |
注文配達サイクル | 7〜14日 | 14〜21日 |
ftt | 98%+ | 90-95% |
技術サポート対応測定 | 24時間のオンラインエンジニア | 48時間以上 |
持続可能な認証
|
ISO 14001 | 必須認証はありません |
年間価格調整 | ≤3% | 5-8% |
まとめ
数値制御された加工CNCは、デジタル化を通じて設計を精密エンティティに変換します。 CNC加工のコアは、手動操作を機械の実行に変換する標準化プロセスです。
このプロセスは、ソフトウェアを使用して3Dモデルを構築し、材料プロパティに基づいてツールパスを自動的に生成します。加工段階で、CNC工作機械複雑な表面の連続加工を実現するために、多軸カップリングシステム(5軸の結合など)に依存しています。同時に、レーザースキャンおよび音響排出センサーを使用して、熱変形と振動エラーを動的に補正するために使用されます。
JSは、閉ループ品質制御システムと自動ロジスティクスネットワークを通じて、設計から配信までエンドツーエンドを効率的に実行します。航空宇宙の高精度要件を満たしているだけでなく、医療産業、また、顧客の包括的なコストを削減し、インテリジェントな製造におけるCNC加工の中核的な価値を強調します。
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JSチーム
JSは業界をリードする会社ですカスタム製造ソリューションに焦点を当てます。私たちは5,000人以上の顧客と20年以上の経験があり、高精度に焦点を当てていますCNC加工、板金製造、3D印刷、射出成形、金属スタンピング、その他のワンストップ製造サービス。
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FAQ
1.なぜCNC加工精度が高いのですか?
CNC加工は、コンピューターによってマシンの動きを正確に制御し、リアルタイムでエラーを監視し、自動的に補償し、高精度の切削工具と最適化されたプロセスパラメーターを装備して、最大±0.005mmまでの一貫した加工精度を確保します。
2.CNCの機械加工は、従来の機械加工よりも速いですか?
自動プログラミングと継続的な動作により、CNC加工の速度が明らかに加速され、効率の1つのクランプ操作は、従来の機械加工よりも30%以上速くなります。特に大量生産に適しているため、生産サイクルが大幅に短くなります。
3. CNCの機械加工は高価ですか?
CNC加工の初期段階では、機器、プログラミング、メンテナンスコストが必要です。ただし、自動化は労働を削減し、材料の利用を改善し、大量生産に適した場合、コストを大幅に削減します。長期的には、総コストは従来の機械加工よりも低くなっています。
4.小さなバッチ生産に適したCNC加工?
CNCの機械加工は、小さなバッチの生産に非常に適しています!プログラムと備品をすばやく切り替えることで、単一のピースは処理に数分しかかかりません。従来の金型よりも70%少なく、10〜100個の小型の小さな注文に最適で、柔軟で効率的です。