CNCターニングがどのように機能するか:精密部品製造

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May 26 2025
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製造業では、製品の精度、生産速度、および品質管理がすべて重要です。この時点で、CNCターニング(コンピューターの数値制御ターニング)は非常に利用されました - このテクノロジーは、高精度を確保しながら、材料を効率的に削減できます。

最近では、自動車部品、航空機のコンポーネント、さらには医療機器の生産で見ることができます。マシンが金属片を複雑な部分に変える方法や自動制作の秘密を学びたい場合、この記事では、CNCのターニングがどのように機能するか、それが直面する課題を説明します。

CNC turning and milling composite center

CNCのターニングとは何ですか?

簡単に言えば、CNCターニングは、回転する原材料と正確に制御された切削工具を使用して、過剰な部品を徐々に除去するプロセスであり、最終的には望ましい形状を達成するプロセスです。CNCターニングパーツ。ここのCNCは実際にコンピューターの数値制御を表しているため、コンピュータープログラムは工作機械に動作するように完全に命令できます。

昔ながらの旋盤とは異なり、旋盤は、ツールを自動的に切り替えることができるだけでなく、シリンダーやスレッドなどの複雑な構造を正確に機械的に機械加工し、さらに0.01ミリメートル以内の制御誤差をマシンすることができる前プログラムされたCNCターニングプログラム(一般的に使用されるGコードなど)によって完全に制御されます。

What is CNC turning?

CNCターニングサービスの機能は何ですか?

素人の用語では、CNCターニングサービスとは、コンピューター制御されたマシンの使用を指し、金属材料などの金属材料を「形作る」ことを指します。自動車部品回転処理を必要とするネジ、それらはすべてそれによって完了します。このテクノロジーの最大の利点は、人間の髪の10分の1の精度で手動の動作エラーを最小限に抑え、24時間連続的に回転させ、大規模な生産に特に適していることです。

現在、多くの加工プラントは、CNCターニングとミリングの組み合わせを使用して、精度を確保し、効率を向上させています。特に人気のために小さなバッチカスタム最近の注文、この柔軟な生産方法は特に人気があります。顧客は今日、特別な形のジョイントと明日の溝のあるシャフトを必要とし、CNC機器はプログラムをすばやく調整して処理することができます。

実際、CNCターニングサービスのコア機能は、金属処理をよりスマートで信頼性を高めることです。従来の機械処理の基本原則を保持するだけでなく、インテリジェントコントロールの利点も追加します。 CNCミリングと組み合わせると、基本的に製造業界の部品処理ニーズの80%以上を満たすことができます。

CNCの回転は一般的にどのように機能しますか?

通常、最初のステップは、旋盤のチャックに金属製のバー(ほとんどの場合、丸い)をクランプすることです。このチャックは、材料とともに回転できる電気ジャイロスコープのようなものです。現時点では、ツールホルダーのカッターヘッドが機能し始めています。プリセットルートに従って回転材料にゆっくりと近づき、層ごとに過剰な部品を切り取ります。

では、マシンはどのようにしてカットするかをどのように知っていますか?キーは、私たちが提供するCNCターニング描画PDF設計ファイルにあります。エンジニアに絵を描くようなものです。 CADの3次元設計図面図またはCAM処理手順を、マシンが理解できる言語に変換します。ワークショップマスターは、CNCターニングプログラミングを個人的に実行します。

このシステムは、マシンで手を振ることができないマスターをインストールするようなものです。カッターヘッドがとるルートのすべてのミリメートルは、事前に計算されます。 10〜8を作ることは言うまでもなく、1000部を作ることでさえ、それぞれが双子のように見えることを保証できます。

処理プロセス全体は、実際にはの組み合わせです回転 +切断。材料が速く回転するほど、カッターヘッドの移動ルートがより正確になり、最終部分がデザイン図の要件に近づきます。多くの加工工場は、特にエンジンのピストンロッドや医療機器の精度シャフトなど、円で処理する必要がある部品について、この方法を使用したいと考えています。サイズがミリメートルに正確であることを保証するだけでなく、生産効率を向上させることもできます。

CNC turning work direction

CNC旋盤はどの部分で構成されていますか?

CNC旋盤は、労働ロボットチームの一部門のようなものであり、各メンバーがその役割を持っています。最も重要な7つの部分からそれを分けましょう。

1.コマンドセンター - コントロールユニット

旋盤の脳のようなものです。オペレーターがコマンドに入れるとすぐに、「ネジめくり」のコマンドを機械可読言語に翻訳し、各コンポーネントに精度で連携するように伝えることができます。旋盤に自動駆動システムをインストールするようなものです。

2.パワーハート - スピンドルシステム

  • スピンドル:スピンチャックとワークピースが乱暴に、その最高速度は毎分6000回転しています(電動ドリルの3倍)。
  • サブスピンドル:ハイエンドモデルでのみ利用可能な「2番目の手のペア」は、さらなる治療のためにワークピースの背面に自動的に駆動できます。二重ヘッドネジを作成するために、前面のスレッドを回した後、サブスピンドルはワークピースを保持し、それを裏返してターンを続け、の不快感を排除します再巻き付け

3. Machinery Palm-チャック&コレット

  • チャック:スチール製のピンコーズ3本の強い鉄の指はワークピースを保持し、ワシュバシンの鋼鉄のブロックをまぶします。
  • コレット:特に、キーチェーンのサイズの精密サイズの部品を加工するのに適した電動ドリルのドリルチャックのような小さな部品。
  • 私たちの小さな秘密:6 cm未満の直径のコンポーネントを機械するためにチャックを使用することをお勧めします。

4.スチールバックボーン - 旋盤ベッド

重い鋳鉄製の基礎は、「スケルトン」に相当する旋盤です。の振動に耐えなければなりません高速革命砲塔が移動するときに砲塔を安定させ、動いているバスで刺繍して、この塊の塊に頼ってシーンを安定させることを想像してください。

5.Turretシステム

  • タレット:12-20の異なるツールがサポートされており、円形のターンテーブルに取り付けられ、ターニングツール、ドリルビット、スレッドツールが並んで配置されています。
  • ツール変更ブラックテクノロジー:プログラムコマンドを0.5秒以内にターゲットツールに自動的に切り替えます。古いマスターがツールを見つけるよりも10倍速くなります。
  • ツールホルダー:すべてのツールには独自の位置があり、調整ネジを備えたツール拡張長(精度0.01mm)を正確に設定できます。

6.カットツール

材料の選択:

  • ダイヤモンドコーティングツール:アルミニウムのような柔らかい金属の場合、高効率と低耐性で継続的に削減できます。
  • 炭化物ツール:コバルトやチタンなどの要素を追加することで強化されているため、安定した処理に適用できます。ハードネス素材ステンレス鋼やチタン合金のように。

構造的特徴:

  • スレッドカッター:正確に整列した切断歯で標準メトリック/インペリアルスレッドをカットできます。
  • カットオフツール:非常に狭いツールボディ構造(ツールボディ3〜6mmの厚さ)は、ワークピースの繊細な分離に使用されます。
  • 内側の穴ツール:薄いシャフトはマイクロカットヘッドと組み合わされており、機械加工できる最小キャビティ構造はφ2mmです。

処理戦略:

  • 粗い段階:高レーキ角カッターを使用して、許容値の90%以上をすばやく取り出し、切断深さは5mmになる可能性があります。
  • 仕上げ段階:小さな半径ツール(R0.2-0.4mm)に切り替え、フィード速度を0.05mm/rに低下させ、RA0.8μm表面を取得します。

7.クーリングシステム

含まれていませんが、液体注入を切断することは非常に重要です。

  • ツールを冷却します(高速切断では、先端温度は500を超えています)。
  • ツールの絡み合いを防ぐために、アイアンチップを洗い流します。
  • 「ポーシングスパ」を実行します機械加工の表面

Components of CNC lathe

CNCターニングセンターパラメーターを設定する方法は?

CNCターニングマシンの実際の処理では、次の4つの基本パラメーターを、特定の労働条件の観点からオペレーターによって規制する必要があります。これらのパラメーターは、最終製品の処理効率、ツールの寿命、品質に直接影響を与えます。

1.スピンドル速度(rpm)

スピンドルの速度とワークの直径は、革命速度を低下させてコンパスで大きな円をマークするときと同じように、反比例します。直径が増加すると、一定の切断線速度を維持するために速度を低下させる必要があります。

2.フィードレート(mm/rev)

ツールの革命ごとの移動は、表面仕上げと加工生産性と直接的な相関関係があります。

  • 高すぎる:ツールジャンプまたはワークの表面損傷をもたらします。
  • 低すぎる:長い処理時間そして、バリになりやすい。

推奨されるベンチマーク値:

鋼:0.1-0.3 mm/rev。
アルミニウム材料:0.2-0.5 mm/Rev。

3.ワークの直径の影響

直径のサイズは、2つの重要な要因に直接影響します。

  • ツールの選択:直径50mmの場合、強化されたツールホルダーをお勧めします。
  • システムの剛性:直径20mmの場合、振動を防ぐために飼料速度を下げることができます。

4.カット深度(mm)

操作ごとに摂取される材料の量を制御するための重要な領域:

  • 大まかな機械加工:切削工具の端まで(ハードアロイナイフ:鋼成分の場合は1.5mm、アルミニウム成分の場合は3mm)。
  • 精密機械加工:0.1-0.5mmで制御されます(依存します表面の粗さ要件)。
異常な状態 調整スキーム
ツールウェア 0.2-0.3mmの深度削減。
中断されたカット 深さは通常の値の50%に減少しました。
材料にはハードスポットが含まれています 深さ≤0.5mm。

JS特別なリマインダー:ステンレス鋼を処理する場合、ツールの破損を避けるために深さを20%減らす必要があります。

Set parameters for CNC turning center

CNCターニングプログラミングの重要な考慮事項は何ですか?

1.材料特性識別

(1)材料とツールの対応:

  • 柔らかい材料:アルミニウム合金など、ダイヤモンドコーティングツール摩擦係数が通常のツールよりも40%低く、滑らかな連続切断を実現できる摩擦係数が優先されます。
  • 硬質材料:硬化鋼(HRC> 50)を処理する場合、CBN(窒化ホウ素)ブレードを使用する必要があり、その高温抵抗は1200°Cの切断温度に耐えることができます。

(2)異常な処理の予防措置:

  • ステンレス鋼の固着:水ベースのクーラントの濃度を8%〜10%に増やし、極度の圧力添加物を追加してチップ融解を避けます。
  • 鋳鉄製ダストコントロール:レーキ角チップブレーカーを備えたブレードを使用し、2.5m/sのガスパージシステムを使用して、リアルタイムで作業エリアをきれいにします。
  • 典型的なケース:ワークショップが304ステンレススチールスリーブを処理したとき、G75コマンドのQパラメーターは有効になり、3mm幅のチップがスピンドルに巻き付けられ、機器が突然停止しました。 Q値を0.3mmに調整した後、チップの長さは15mm以内に制御され、処理の連続性が大幅に改善されました。

2.幾何学的構造処理

(1)複雑な部分を3つのステップに分解します。
sterms最初に外側の円を回します。
その後、端面を平らにします。
gruve最後に溝を掘ります(撤回スペースに注意してください)。

(2)衝突防止チェックリスト:

  • ツールバーの長さ:ディープホールを処理する場合、ツールバーの全長が穴の直径の4倍未満である必要があります(たとえば、φ20mm穴を処理する場合、ツールバーは最大80mmです)。
  • クランプクリアランス:少なくとも3mmの安全距離を離れ、駐車時にフロント車両とリア車両間の距離として想像してください。
  • 特別な形状:内側の凹型アークに遭遇する場合、等高半径よりも小さいR角度のツールを使用する必要があります。

(3)残りの割り当て戦略:

  • 重要な交配サーフェス(ベアリングポイントなど):髪の厚さの1/4である0.02mmの仕上げ手当を残します。
  • 非批判的な部品(プロセスボスなど):0.1mmにリラックスして、処理時間の約30%を節約できます。
  • 変形可能な部品:段階での処理、最初に0.5mmの手当を残し、その後老化した治療後に細かいターンを残します。

(4)プログラムのデバッグ時に行う必要があります。

  • 空の実行チェック:工作機械で200%の飼料レートで実行し、ツールの変更点を書き留めるように観察します。
  • 最初のピース測定:最初のコンポーネントを機械加工した後、使用します3つの座標3つのキーサイズを測定します。
  • パラメーターの調整:実際の切断音に応じて調整すると、通常の切断音は引き裂く紙と同じくらい平らでなければなりません。

3.ツールパス計画

パスタイプ スパイラルカット適用シナリオ 利点 リスク
輪郭切断
ステップシャフト加工。
アイドル旅行を減らします。 コーナーは過剰にカットされる傾向があります。
スパイラルカットイン エンドフェイスのターニング。 衝撃力を減らします。 高いプログラミングの複雑さ。
トラッキングをコピーします 特別な形の輪郭。 高精度。 時間消費は40%増加しました。

4.パラメーターリンケージの削減

  • 3つの要素のバランス:速度(n)、フィード(f)、および切断深度(AP)を動的に調整する必要があります。
  • 粗式:AP(3mm)×F(0.3mm/r)=材料除去率が高い。
  • 仕上げ式:n(2,000rpm)×f(0.05mm/r)=高い表面品質。
  • 工作機械の負荷監視:電力が定格値の85%を超える場合の自動速度削減。

5.フィクスチャポジショニングの3つの原則

  • 一貫したデータム:設計図面から処理やクランプ、品質検査まで、エラーリレーを避けるために同じ配置データムポイントを使用する必要があります。
  • 剛性保証:直径の5倍を超える長さの細い部品(油圧ロッドなど)を処理する場合、曲げと変形を防ぐためにフォロワーツールホルダーを設置する必要があります。
  • 高速切り替え:クイック変更を使用しますフィクスチャシステム、ポジショニングモジュールはレゴブロックのように組み合わされ、生産の変更時間は2時間から40分に圧縮されます。

6.プログラムの最適化のための3つのトリック

  • 大まかなターニングサイクル:G71コマンドを使用して、繰り返し切断ステップをパッケージ化および処理し、コードの量を70%直接削減します。
  • インテリジェントツールの補償:T0101数では、最初の2桁がツールを選択し、最後の2桁01はツールNo. 1の補償値を表します。これは、いつでも摩耗エラーを修正します。
  • サブルーチンの再利用:同じ構造に遭遇した場合、M98を使用して書かれたプログラムセグメントを呼び出して、コードを繰り返し入力する必要性を節約します。

7.品質と安全管理

オンライン検出:プログラムにM05スピンドル停止コマンドを挿入し、プローブでサイズを自動的に補正します。

緊急計画:
x/z軸のソフトリミット設定機械の衝突を防ぎます。
各ツールの最大切断荷重を個別に設定します。
ブレークポイントの継続処理:ライン番号の検索から中断位置をすばやく見つけます。

CNCターンが直面する課題とそれらを解決する方法は?

チャレンジ1:硬質材料の処理が難しい

典型的な問題:硬化鋼(HRC55以上)および高温合金を処理すると、ツールの摩耗速度は3〜5回増加し、表面の粗さを制御するのが困難です。

解決:

  • 私たちはCBNを使用します(キュービックホウ素窒化物)最大1200℃の耐熱性を備えたツールと高圧冷却(圧力≥7MPa)と組み合わせます。
  • 変数パラメーター処理を実装します。ライン速度は、大まかな処理段階では80m/minで、微細な処理段階では50m/minに減少します。
  • 超音波振動補助技術を導入すると、切断力は40%減少します。

アプリケーションケース:JSは、インコルエル718タービンディスクを処理すると、上記のソリューションを介して15個/ブレードから45個/ブレードにツール寿命を増やしました。

チャレンジ2:複雑な構造処理

典型的な問題:内側の空洞のクロスホールを持つ構造部品の場合、ツールパスは干渉する傾向があります(たとえば、処理するとき航空宇宙のジョイントパーツ、ツールバーと内壁の間の距離は<1mm)です。

予防措置:

プログラミングフェーズ中、エンジニアは3Dシミュレーションソフトウェアを使用してパスを検出し、次のことを検出します。

✓ツール変化ポイント位置。
✓アークの切断と角度の角度。
✓ツールホルダースイングスペース。

実際の処理前の3段階の検証:

①空のツールで実行することにより、工作機械の動きの軌跡を観察します
nylonナイロンテストピースを使用したテスト切断
first最初のピースを処理すると、飼料速度を50%減らす

チャレンジ3:処理効率と品質の矛盾

パラメーターの組み合わせ takt時間 表面粗さRA 1ピースあたりのツールコスト
従来の切断 25分 1.6μm $ 8.5
高速ターニング 18分 0.8μm $ 6.2
ハードドライターニング 12分 0.4μm 4.8ドル

ブレークスルーパス:

  • PCBNツールを使用して、研削の代わりにハードターニングを実装します(プロセス時間の60%を節約します)。
  • 適応フィードシステムを開発して、切断荷重に応じてパラメーターを動的に調整します。
  • 適用する複合処理テクノロジー、CNCターニングおよびミリングセンターは、ミリング機能を統合します。

まとめ

高精度と高効率の機械加工機能により、CNCターニングテクノロジーは、円筒形のコンポーネントを製造するための好ましい選択となっています。車両のエンジンアプリケーションのための精度のシャフト部分から、医療製品のミリメートル寸法、パワーツールライブラリなどの高度な構成を備えた内部空洞構造まで多軸リンケージマシンが複雑な部品加工のプロセス全体を実行できるようにします。

部品をカスタマイズする場合、JSのデジタル製造プラットフォームは、ターンからミリングへのソリューションを提供します。デザイン図をオンラインでアップロードするだけで、無料の製造可能性分析を提供します。材料の選択耐性の最適化へ。わずか48時間以内に製造プロセスに入ることができます。 3Dモデルをアップロードして、今日のパーツにターニング図面のスマートマニュファクチャリングサービスを体験してください!

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当社の工場には、100を超える最先端の5軸機械加工センター、ISO 9001:2015認定が装備されています。世界中の150か国以上の顧客に、高速で効率的で高品質の製造ソリューションを提供しています。少量の生産であろうと大規模なカスタマイズであろうと、24時間以内に最速の配送でお客様のニーズを満たすことができます。選ぶJSテクノロジーこれは、選択効率、品質、プロフェッショナリズムを意味します。
詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください。www.cncprotolabs.com

FAQ

1.回転におけるスピンドルの役割は何ですか?

スピンドルは、ワークの回転を駆動するコアコンポーネントであり、ワークピースのクランプと回転力の送信を担当します。速度を正確に制御することで(1分あたり50〜3000回転)、切削工具とワークピースの間の安定した相対運動を保証し、機械加工の精度と表面の品質に直接影響します。

2. CNCのコア機器はどのようなものですか?

CNC旋盤は、数値制御システム、スピンドル、およびフィードシステムで構成されるコア機器です。 CNCシステムはプログラムの命令を解析し、スピンドルはワークピースを駆動して回転させ、フィードシステムは直線で移動するツールを制御します。 3つは協力して精密な切断を完了します。

3.ツールはワークピースに沿ってどのように移動しますか?

切削工具は、サーボモーターによって駆動され、X軸(ラジアル)およびZ軸(軸)に沿って正確に移動します。 CNCシステムは、プログラムの指示に従って移動速度とパスを制御し、切断中に0.001mmの精度で設定された軌道に従って、複雑な輪郭加工を実現します。

4.クーラントの実用的な機能は何ですか?

クーラントは、主に冷却、潤滑、チップ除去の機能を機能させます。切断熱の75%を奪い、ツールの過熱(> 600℃が燃焼する)を防ぎ、鉄ファイリングを洗浄して、ツールの絡み合いを避け、ツールの寿命を30%以上潤滑および延長し、ワークの熱変形を防ぎます。

リソース

旋回

旋盤

スピンドル(ツール)

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