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CNC フライス加工は、コンピュータ制御の回転切削工具を使用して原材料の表面から余分な部分を取り除き、最終的に設計に必要な正確な形状と複雑な詳細を実現する革新的な切削方法です。

従来の手動フライス加工方法とは異なり、CNC フライス加工では、コンピューターの設計図を実際の加工ルートに直接変換できます。サンプルモデルの作成でも大量生産でも、CNC フライス加工は自動化の利点によりさまざまなニーズに対応できます。

この技術により、生産プロセス全体が自動化され、加工結果の精度が向上し、部品の各バッチの品質は基本的に一定になります。20世紀半ばから現在に至るまで、この技術は、サンプルモデルの製造から大量生産まで、現代の工場が様々な製品を生産するための重要な技術となっています。

CNC フライス加工の主な動作原理は何ですか?

CNCフライス加工は、コンピュータプログラムを用いて工作機械を制御し、加工作業を完了します。作業者は設計図面をCAMソフトウェアに入力してGコードを生成すると、工作機械はコード指示に従って自動的に切削動作を実行します。工具は高速回転する主軸に取り付けられ、ワークピースはワークテーブル上に固定され、複数の座標軸に沿って移動します。そして、異なる方向への複合動作によって目標形状を切削します。この自動化加工方法は、複雑な幾何学的構造を加工しながら高精度を維持し、加工精度は通常±0.005 mmに達します。

当社のエンジニアチームは、お客様のニーズに合わせてツールパスと切削パラメータを最適化し、精密なCNCフライス加工サービスを提供します。同時に、加工難易度に応じてCNCフライス加工パラメータを調整することで、安定した加工を実現し、品質を確保しながら生産サイクルを短縮し、各部品が図面で要求される寸法公差と表面仕上げを満たすことを保証します。

CNCフライス加工の主な種類とその特徴は何ですか？

CNCフライス加工には様々な種類があり、ワークピースの要件に合わせて異なるプロセスが設計されています。小型CNCフライス加工は小型精密部品の加工によく使用され、大型で複雑な部品の加工には他の種類のフライス加工が適しています。

CNC フライス加工技術では、加工要件とワークピースの形状に応じてさまざまな特殊な加工タイプが開発されており、それぞれ独自の加工特性を持っています。

1.平面フライス加工

スラブミリングとも呼ばれ、CNCフライス加工の中で最も一般的に使用される加工方法です。この加工は平面加工に特化しており、ワークテーブルと材料の移動方向により、ダウンミリングとリバースミリングに分けられます。ダウンミリングでは、工具の回転方向が送り方向と同じで、リバースミリングではその逆になります。当社では、高剛性工作機械と特殊なフェイスミリングカッターを使用することで、非常に高い平面度を実現しています。通常、平面ミリングを最初の工程として、まず基準面を加工してから仕上げ加工を行います。

2.正面フライス加工

平面フライス加工に似ていますが、より高精度です。正面フライスカッターの軸は常に材料表面と垂直に揃います。この工具は、通常の平面フライスカッターよりも多くの刃を備えています。中間位置の刃は表面を仕上げる役割を担い、外側の刃は最初に余分な材料を削り取ります。当社では、正面フライス加工に静圧スピンドルを備えた特殊な工作機械を使用しています。加工面は鏡面よりも滑らかで、Ra0.4μm未満の精度を達成しています。

3.ストラドルミリング

これは、2つの平行面を加工する専用の工程です。ツールバーの両側に2つのサイドフライスカッターを設置し、ワークをクランプして2つの平行面を一度に加工します。この方法により、加工時間を短縮し、平行度を確保できます。工具間隔はコンピューター制御で制御し、ガイドレールや異なるサイズの部品も迅速に調整して加工できます。以前は2時間かかっていたワークの準備が、今では15分で開始できます。

4.複合フライス加工

これはCNCフライス加工における非常に効率的な方法です。オペレーターは、同じツールバーに異なるサイズのフライスカッターを取り付け、部品の複数の面を同時に加工します。自動調整システムを使用して速度と送り速度を制御することで、品質を確保し、金属を迅速に切断できます。この方法は、機械ハウジングや複数の溝を持つ部品の加工によく使用され、100個以上のバッチで製造する場合に最も効率が高くなります。

5.成形フライス加工

不規則な形状の部品を加工するために使用されます。この工程では、フィレットや凹凸面を直接切削できる特殊なフライスカッターを使用します。JSは、特殊形状のフライスカッターをカスタマイズし、5軸工作機械と連携させてタービンブレードやギアを加工することができます。

従来は3回のクランプを必要とした曲面部品も、1回で加工できるようになりました。小型タービンブレードの場合、小型CNCフライス加工では、カスタマイズされた切削工具を使用して高精度の加工も実現でき、加工サイクルも短くなります。

6.エンドミル加工

主に機械加工の垂直面や微細溝加工に用いられます。深溝入れ加工には超硬フライス盤を使用します。切削パラメータを設定すると、工具のブレが少なくなり、鉄粉がスムーズに排出されます。これは機械加工のヒートシンクにも適用できる加工法の一つで、溝壁の垂直偏差は0.02mmを超えません。

7.アングルフライス加工

CNCフライス加工では、特にベベル加工に用いられます。フライスカッターはワークの方向に沿って切削するのではなく、斜めに切削します。当社の工作機械には自動角度調整機構が搭載されており、ターンテーブルと同時にクランプすることで斜め穴やベベル加工が可能です。自動車のギアボックスのヘリカルギアの加工では、角度誤差は0.5度以内に抑えられています。

8.Tスロットフライス加工

加工は2段階に分かれています。まず、通常のフライスカッターで直線溝を加工し、次にT型フライスカッターで溝底を広げます。JS社は、この工具に防振ハンドルを装着し、段階的な切削方法を採用することで振動の問題を解決しました。工作機械テーブルのT溝加工後、寸法誤差は通常の方法と比較して30%減少します。

小型 CNC フライス加工と 5 軸 CNC フライス加工の違いは何ですか?

CNC工作機械の精度基準とアメリカ機械学会（ASME）の2023年工作機械技術レポート、およびJSの実際の生産データに基づき、小型CNCフライス加工と5軸CNCフライス加工の本質的な違いについて、次のような分析がなされています。

技術パラメータの比較

コア差異分析

1.機器の構造の違い

小型CNCフライス盤は小型工作機械構造を採用しており、設置面積は約1.5平方メートルで、実験室や小規模な作業場に適しています。当社の小型工作機械はわずか800kgですが、5軸工作機械の基本重量は5トンです。ドイツのDMG MORI社製NHX6300 5軸工作機械は、6平方メートルの設置スペースを必要とします。

2.処理能力の比較

小型CNCフライス盤を用いた電子コネクタ加工では、切削深さは最大50mmに達します。航空機エンジンブレードの5軸工作機械加工では、90°の側壁切削が可能です。ASMEの統計によると、複雑な曲面加工における5軸加工は、3軸加工に比べて材料除去率が60%向上します。

3.精密制御アプローチ

極小CNCフライス加工機にレーザーキャリブレーションモジュールを装備する場合、通常は熱変形誤差を補正する必要があります。マイクロセンサー加工では、寸法変化は±0.008mmに抑えられています。5軸工作機械では、レニショー製プローブを自動工具振れ補正装置として採用しており、人工膝関節の表面輪郭誤差は≤0.015mmです。

4. アプリケーションシナリオの差別化

小型CNCフライス加工は医療業界で歯科インプラントの加工に応用されており、直径1.5mmのネジ穴加工の合格率は99.2%です。5 軸工作機械は航空宇宙企業でチタン合金の翼フレームの加工に応用されており、表面接合ギャップは≤0.03mmです。

同社が2024年に製造した152の製品のうち、小型機械の68％は精密部品の製造に使用され、5軸機械は主に金型や複雑な構造部品の加工に使用されています。実際の用途から見ると、小型CNCフライス加工は実験室や小ロットのマイクロ部品生産に適しており、5軸CNCフライス加工は航空宇宙などのハイエンド分野の中核設備となっています。

CNC フライス加工と複合加工 CNC フライス加工旋削を区別するにはどうすればよいでしょうか?

CNCフライス加工とCNCフライス旋削加工のどちらを選ぶかを判断する際、まずは両者のコアとなる加工方法の違いを明確にすることが重要です。具体的な違いは以下の通りです。

1.特徴的な処理方法

CNCフライス加工は、基本的に回転工具を用いて固定されたワークピースを加工するものであり、平面、溝、曲面などの切削に最適です。CNCフライス旋削は、 旋削加工とフライス加工を組み合わせた加工方法です。ワークピースを旋削加工し、工具でフライス加工と旋削加工を同時に行います。シャフトやフランジなどの複雑な回転部品の製造に最適です。

2.異なる工作機械の構造

CNCフライス盤は通常、3軸（X/Y/Z）以上の直線運動軸を持ち、スピンドルが工具を固定します。CNCフライス旋削複合加工機は回転スピンドルを備えています。日本のMAZAKの複合加工機INTEGREXシリーズは、旋削スピンドルの回転速度が5,000rpmで、フライススピンドルには独立した駆動モジュールが搭載されています。自動車のギアボックスハウジングを加工する場合、まず旋削機能で外径を加工し、次にフライスカッターでフランジ面を加工します。

3.適用可能な部品の違い

CNC フライス加工は、金型、ハウジングなどの非回転部品の加工に適しています。CNC フライス旋削は、タービンブレード、カムシャフトなどの回転機能を備えた複雑な部品に適しています。ドイツ工作機械工業会 (VDW) によると、複合加工によりクランプ回数が 60% 以上削減され、精度が 30% 向上します。

CNCフライス加工とCNCフライス加工・旋削複合加工の比較:

4.経済比較

ギアボックス100個を加工する場合、通常のフライス加工では旋盤＋フライス盤＋ボール盤の3台体制が必要ですが、複合加工は1台の機械で完了します。JS社の実測データによると、複合加工により治具コストが45%、現場占有率が60%削減されます。

CNCフライス盤旋盤設備の初期投資は通常のCNCフライス盤設備よりも高いですが、長期的には全体的な生産コストを削減できます。また、CNCフライス盤のコストは、設備の精度と生産能力に基づいて総合的に検討する必要があります。

CNC フライス加工装置を選択する際に考慮すべき重要な要素は何ですか?

1.処理要件分析

CNCフライス盤を選定する前に、加工要件を明確にする必要があります。加工対象材料の硬度、部品のサイズ範囲、加工精度要件、生産ロットを考慮する必要があります。アルミニウム合金などの軟質金属には標準モデルを使用できますが、チタン合金などの難加工材料には、より高い剛性を備えた設備が必要です。米国製造技術者協会（SME）によると、調達ミスの約35%は、加工要件の評価が不十分であることに起因しています。

2.工作機械の精度レベル

工作機械の精度は製品の品​​質に直接影響します。位置決め精度は通常0.01mm以内、繰り返し位置決め精度は0.005mm未満である必要があります。高精度工作機械のCNCフライス盤のコストは、通常機種よりも40～60%高くなりますが、精密部品加工には必要な投資です。

3.制御システムのパフォーマンス

制御システムはCNCフライス盤の中核を成します。シーメンスやファナックなどの主流システムは、それぞれ異なる機能構成を提供しています。新しい制御システムは、より滑らかな補間動作とより高速な計算速度を実現し、高品質の制御システムは処理効率を25%以上向上させます。

4.スピンドル性能

スピンドルの回転速度と出力は加工能力を決定します。アルミニウム合金の加工では通常、10,000rpmを超える高速スピンドルが必要であり、鋼材の加工では高いトルクが求められます。スピンドルテーパーの仕様（BT40、HSK63など）も工具システムの選択に影響します。

5.テーブルのサイズと移動

テーブルサイズは、加工対象部品の最大サイズに対応できるものでなければなりません。クランプスペースを確保するため、X/Y/Z軸の移動量はワークピースのサイズより20%以上大きくする必要があります。テーブルサイズが大きすぎると、CNCフライス盤のコストが不必要に増加します。

6.自動化設定

自動化の程度は生産効率に影響を与えます。自動工具交換システムはダウンタイムを削減し、自動ワークピース交換システムは大量生産に適しています。ドイツ工作機械工業会（VDW）によると、自動化装置は稼働率を30～50%向上させる可能性があります。

7.アフターサービスサポート

アフターサービスは重要です。サプライヤーの技術サポート能力、対応時間、メンテナンスのためのスペアパーツ供給の迅速さを考慮する必要があります。質の高いサービスは初期投資を増加させますが、長期的な運用リスクを大幅に軽減します。

8.エネルギー消費とメンテナンスコスト

機器の購入価格に加え、長期的な運用コストも考慮する必要があります。高効率モデルは高価ですが、電力消費量を20～30%削減できる可能性があります。また、継続的なメンテナンス費用も総費用に含める必要があります。

複雑な表面加工に 5 軸 CNC フライス加工が必要なのはなぜですか?

複雑な表面加工において、5軸CNCフライス加工の利点は従来の3軸加工装置をはるかに上回っており、これがこの分野で5軸CNCフライス加工が不可欠な選択肢となっている主な理由でもあります。具体的な理由は次のとおりです。

1.クランプ誤差を低減

3軸工作機械は曲面加工において複数回の回転とクランプを必要とし、誤差の合計は0.1mmを超えます。5軸CNCフライス盤は回転テーブルを用いてワークの角度を自動的に位置決めします。タービンブレードの加工では、吸気端と排気端を1回のクランプで完了し、輪郭誤差は0.03mm未満です。JS社はこの方法を用いてヘリコプターのローターの検査を行い、製品合格率を82%から97%に向上させました。

2.工具接触の最適化

工具の傾斜角度は曲面切削品質に影響を与えます。5軸工作機械は工具軸を面法線に沿うように傾斜させることで、ボールエンドミルの有効切削面積を40%向上させます。人工膝関節の加工では、工具寿命が2倍に向上し、面粗さは最大Ra0.4μmに達します。

3.切断効率の向上

5軸リンクのツールパスは、 3軸リンクに比べて60%短縮されます。航空機エンジンブレードの製造において、金属除去率は50%向上し、加工時間は18時間から9時間に短縮されます。当社では、直径800mmのインペラの製造にDMG工作機械を採用しており、ブレードの厚さ誤差は0.05mm以下です。

CNC フライス加工サービスプロバイダーの費用対効果を評価するにはどうすればよいでしょうか?

1.技術力と設備レベルを確認する

サプライヤーは、複雑な表面や多角度の部品を加工できる5軸CNCフライス加工設備を備えている必要があります。JSは、±0.005mmの精度と95%以上のプロジェクト合格率を誇るドイツ製の5軸リンケージ加工センターを使用しています。航空機プロジェクトでは、5軸CNCフライス加工ソリューションを活用することで、従来3回のクランプが必要だったチタン合金部品を1回の成形に削減し、加工時間を15%短縮しました。

高品質のサービスプロバイダーは、5 軸 CNC フライス加工設備に加えて、透明性の高い CNC フライス加工サービスの見積システムを提供しながら、ニーズに応じて小型の CNC フライス加工リソースを柔軟にマッチングさせることもできます。

2.材料の適応性を分析する

JSは、航空アルミニウムやPEEKなどの特殊材料をはじめ、50種類以上の材料オプションを提供しています。JSは医療機器のお客様をサポ​​ートし、ステンレス鋼と医療用プラスチックの複合構造の製造を完了させ、材料性能試験によって研究開発コストを20%削減しました。

3.プロセス全体のコスト構造を測定する

見積りの透明性と隠れたコストの管理は不可欠です。当社はインテリジェントな工程計画システムを活用し、お客様の製造コストを平均20%削減しています。ある自動車部品プロジェクトでは、ツールパスと切削パラメータを最適化することで、許容誤差±0.01mmで原材料ロスを30%削減しました。

4.配送サイクルを認証する

ある自動車部品メーカーからアルミ合金製ブレーキディスク500セットの緊急注文があり、当社は3日以内に納品を完了しました。加工後のブレーキディスク部品の偏差は0.01mm未満、荷重試験合格率は100%でした。この事例は、当社の迅速な対応と精密加工能力を如実に示しています。

5.持続可能な開発能力を評価する

環境に配慮した生産プロセスを持つサプライヤーを選定しています。廃棄物のリサイクルとエネルギー管理プロセスにより、製品単位あたりの二酸化炭素排出量を15%削減しています。グリーンエネルギープロジェクトにおけるアルミニウム合金シェルの5軸CNC加工により、廃棄アルミニウムの100%リサイクルを実現しています。

まとめ

現代の製造業の基盤技術であるCNCフライス加工技術は、単純な平面加工から複雑な曲面成形まで、幅広いソリューションを提供できます。本稿では、平面フライス加工、エンドミル加工、複合フライス加工といった様々な加工方法を詳細に解説し、特に複雑な部品加工における5軸CNCフライス加工の利点を強調します。

精密部品であれ、複雑な構造部品であれ、適切なフライス加工プロセスを選択することで、生産効率と製品品質を大幅に向上させることができます。

加工プランを選択する際には、部品のサイズ、精度要件、予算に基づいて、小型CNCフライス加工と5軸CNCフライス加工を合理的に組み合わせ、CNCフライス盤のコスト投資リスクを軽減するために、フルプロセスCNCフライス加工サービスを提供できるサプライヤーを優先する必要があります。

JS は豊富な業界経験と技術の蓄積を活かし、設備の選択からプロセスの最適化まで、プロセス全体のサービスをお客様に提供し、最適な処理効果の実現を支援します。

免責事項

このページの内容は情報提供のみを目的としています。JSシリーズ情報の正確性、完全性、または有効性について、明示的または黙示的を問わず、いかなる表明または保証も行いません。第三者サプライヤーまたはメーカーが、Longshengネットワークを通じて性能パラメータ、幾何公差、特定の設計特性、材料の品質および種類、または製造技術を提供すると推測しないでください。これは購入者の責任です。部品の見積もりが必要です。これらのセクションに関する具体的な要件をお知らせください。詳細については、お問い合わせください。

JSチーム

JSは、カスタム製造ソリューションに重点を置く業界をリードする企業です。20年以上にわたり5,000社以上のお客様と実績を誇り、高精度CNC加工、板金加工、 3Dプリント、射出成形、金属プレス加工、その他ワンストップ製造サービスに注力しています。

当社の工場には、ISO 9001:2015認証を取得した最先端の5軸加工センターが100台以上あります。世界150カ国以上のお客様に、迅速、効率的、かつ高品質な製造ソリューションを提供しています。少量生産から大規模なカスタマイズまで、お客様のニーズに最速24時間以内の納品で対応いたします。JSテクノロジーをお選びいただくことは、効率性、品質、そしてプロフェッショナリズムの選択を意味します。
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

よくある質問

1.4軸フライス加工は3軸フライス加工より何が優れていますか？

4軸フライス加工は、3軸フライス加工よりも1軸（通常はA軸）多く回転するため、ワークピースはX軸を中心に回転します。この設計により、工作機械は部品の側面または円筒面を再クランプすることなく加工できるため、ギアやねじ山など、多角度切削を必要とする複雑な構造の加工に適しています。

2.CNCフライス加工に一般的に使用されるツールは何ですか?

CNCフライス加工では、フラットヘッドフライスカッター、ボールヘッドフライスカッター、フェイスフライスカッター、Tスロットカッター、ドリル、ねじ切りフライスカッターなどが一般的に使用されます。超硬工​​具は鋼部品に適しており、コーティングされた工具はアルミニウムの加工効率を向上させます。

3.表面フライス加工には何軸の装置が必要ですか?

表面フライス加工には少なくとも 3 軸の設備が必要ですが、複雑な表面を加工するには 5 軸 CNC フライス加工が必要です。5 軸工作機械は、回転軸 (B 軸や C 軸など) を通じて多角度の切削を実現し、一度に多面的な加工を完了し、クランプ誤差を減らし、表面精度を向上させることができます。

4.CNCフライス盤にはいくつの種類がありますか?

CNCフライス盤は、主に垂直型、水平型、ガントリー型、5軸型の4つのカテゴリーに分けられます。垂直型は最も一般的で、小型・中型部品の加工に適しています。水平型は長尺部品の加工に適しています。ガントリー型は大型ワークピースの加工に使用されます。5軸型は複雑な曲面の加工に適しています。

リソース

工作機械

スピンドル（工具）

多軸加工