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以前の記事で、CNC フライス盤と旋盤について説明しました。 どちらもあらゆる機械加工プロセスに不可欠です。しかし、現代の製造業の世界では、CNC 旋削と CNC フライス加工プロセスが際立っています。これらは同じ技術を使用していますが、何が違うのでしょうか? その答えは、CNC 旋削と CNC フライス加工のプロセスに関する議論でわかります。
これら 2 つのプロセスは、多くの点で異なります。違いを知ることで、プロジェクトに適したプロセスを選択するのに役立ちます。製造プロセスを誤って選択すると、時間が無駄になり、最終的には失敗につながります。CNC フライス加工と CNC 旋削加工の違いに戸惑っていませんか? 心配しないでください。この記事では、すべてを明確かつシンプルに、そして簡単に理解できるようにします。それでは始めましょう!
CNC旋削とCNCフライス加工の概要
CNC 旋削とフライス加工は、2 つの現代的な製造手順です。どちらも、複雑な形状の部品を正確に作成します。ただし、CNC 旋削プロセスでは、回転する作業台を使用して材料を切断して成形します。一方、CNC フライス加工では、固定された作業台と回転する切削工具を使用して形状を作成します。
簡単に言うと、CNC 旋削プロセスは回転するワークピースを切断して形作ります。実際には、ワークピースは回転するワークテーブルで固定されます。このテーブルはスピンドルの助けを借りて直線方向に移動します。ただし、切削工具はプロセス全体を通して静止したままです。回転するワークピースが切削工具の周りを移動すると、材料が削り取られて目的の形状が作成されます。
さて、フライス加工の手順を見てみると、回転する切削工具が使用されています。これらの工具は、スピンドルに接続された回転アームで固定されています。フライス加工中、ワークピースは固定された作業台上に残ります。ただし、切削工具はさまざまな方向に回転して、ワークピースから材料を除去します。これら 2 つのプロセスに共通するのは、CNC システムです。
これら 2 つのプロセスでは、コンピュータの指示に従って動作する CNC マシンを使用します。その方法は? オペレーターは CAD ソフトウェアを使用してモデル設計を準備します。このモデルは、CAM ソフトウェアを使用して読み取り可能な G コード言語に変換されます。CAM ソフトウェアはツールに指示を与え、複雑で正確な形状を作成します。
CNC旋削とCNCフライス加工の主な違い
概要から、旋削とフライス加工の基本概念を理解していただけたと思います。 一見すると、CNC 旋削機とフライス加工機は似ているように見えます。 ただし、これら 2 つのプロセスは、材料を異なる方法で成形します。 では、直接比較して主な違いを探ってみましょう。
1- 生成される形状と幾何学
これは、CNC フライス加工と旋削加工の最も大きな違いの 1 つです。旋削加工では、円形と円錐形のみが生成されます。円形に制限されるのは、ワークピースの回転動作によるものです。作業台の回転のみで、自然に円形が作成されます。 CNC 旋削プロセスで作成される一般的な形状は、円筒形、円錐形、溝、リングです。
逆に、CNC フライス加工プロセスは、より少ない形状に限定されません。回転する切削工具により、さまざまな種類の形状を作成できます。ご存知のように、切削工具の回転は作業台よりも簡単です。そのため、工具を簡単に回転させて、さまざまな側面から材料を切断できます。フライス加工で得られる標準的な形状は、正方形、角張った形状、および 3D の複雑な形状です。
2- 使用される切削工具
主な動作の違いにより、両方のプロセスでは異なるツールが使用されます。ツールの性質は、切削動作の要件によって変わります。たとえば、旋削プロセスでは、作業台のみが回転します。そのため、静止位置でより適切に機能し、単一方向に刃を持つツールが必要です。これらのツールは、一般にシングルピントツールと呼ばれます。
旋削加工で使用する工具のリストは次のとおりです。
- 旋削工具: これらの工具はワークピースの表面から材料を除去します。
- 溝入れ工具：このような工具はポケットや深い溝を作ります溝入れ工具：このような工具はポケットや深い溝を作ります
- パーティングツール：機械加工後の最終部品を分離する
- 掘削工具：すでに掘削された穴を拡大する
- ねじ切りツール: ボルトやネジのねじ山を作成します
一方、フライス加工では、作業台は固定されたままです。ただし、切削工具は複数の方向に回転します。したがって、この手順では、全周に切削刃がある工具が必要です。簡単に言うと、フライス加工手順では、マルチピント切削機を使用します。切削工具のリストには以下が含まれます。
- エンドミル: これらのツールはワークピースを切断して輪郭を整えます。
- 面取りミル: 傾斜したエッジを作成します。
- フェースミル: 大きな刃先を持つこれらのツールは、平らで大きな表面を切断します。
- ボールノーズカッター: これらのツールは 3D 輪郭形状を作成します。
- ドリルビット: ドリルビットはさまざまなサイズの穴を開けます。
3- 動きの軸
移動軸とは、切削工具またはワークピースが移動する方向を指します。簡単に言えば、材料を切断するために何方向から作業できるかを示します。フライス加工と旋削加工はどちらも移動軸が異なります。たとえば、旋削加工では X 軸と Z 軸のみが使用されます。この 2 つの軸は、回転するワークピースに直線運動を提供します。
X 軸に沿って、ワークピースは切削工具に対して垂直に移動します。一方、Z 軸に沿って、ワークピースは切削工具に対して平行に回転します。つまり、材料を 2 方向に切断して成形することができます。ただし、一部の高度な旋削手順では、C 軸も使用されます。この軸は、ワークピースに回転運動を提供します。
さて、フライス加工の手順についてお話しすると、一般的に 5 つの軸の動きが関係します。3 つの軸は X、Y、Z です。これらの軸は切削工具に直線運動を提供します。追加の 2 つの軸は A と B です。これらの軸は切削工具に回転運動を提供します。つまり、ワークピースを複数の方向から切断して、より複雑な形状を作成できます。
4- 加工速度
加工速度は、CNC フライス加工と旋削加工を区別するもう 1 つの主な要因です。基本的に、CNC 旋削加工の方が高速です。最初の理由は、作業台の動きが 2 方向のみであることです。この直線運動では、ワークピースは切削工具と連続的に接触しています。したがって、このプロセスでは材料除去速度が速くなります。
さらに、このプロセスで使用される切削工具はシングルポイント工具です。これらの工具は再配置が不要なので、時間を節約できます。一方、フライス加工は比較的複雑で時間のかかる手順です。切削工具を複数の方向に動かすと、プロセス全体が遅くなります。さらに、工具を頻繁に再配置するのにも時間がかかります。
5- 生産量
生産量は、プロセスが特定の時間内に作成できる部品の数を示します。これは加工速度に直接関係しています。加工速度が速いほど、生産量は高くなります。したがって、旋削プロセスの生産量について言えば、それは高くなります。つまり、より短い時間でより多くの部品を作成できるということです。
その理由は、材料を2方向に連続的に切削することにあります。これにより、送り速度が向上し、所要時間が短縮されます。さらに、再配置を必要としないシングルポイントツールを使用すると、ダウンタイムがさらに短縮されます。一方、フライス加工プロセスの生産量は少ないです。
このプロセスでは、より少ない部品をより長い時間で作成します。第一の理由は、切削工具が複数の方向に動くため、サイクル時間が長くなることです。さらに、サイクルごとに工具を交換すると、送り速度が低下します。したがって、フライス加工は中規模から小規模の生産量に効果的です。
6- アプリケーション
どちらのプロセスも精度に優れています。ただし、さまざまな幾何学的形状を作成するため、それぞれ異なる業界に使用されます。まず、旋削プロセスの一般的な用途を理解しましょう。
- 自動車産業: このプロセスでは、車両のシャフトと車軸が作成されます。さらに、より高度な生産プロセスは、ブレーキやステアリング システムの製造にも役立ちます。
- 航空宇宙産業: このプロセスは軽量材料を効果的に処理できます。そのため、航空宇宙産業では、ギアやエンジン シャフトなどの超精密部品が作成されます。
- 石油・ガス産業: CNC 旋削により、パイプやバルブなどの円筒形の部品が作られます。また、厳しい公差も保証されるため、ブッシングやベアリング部品もこの手順で作られています。
- 医療業界: 医療業界では、CNC 旋削により骨ネジや骨ロッドが製造されます。メス、クランプ、鉗子などの他のコンポーネントもこのプロセスを使用して設計されます。
CNC フライス加工は、より複雑な形状を製作することで知られています。そのため、このプロセスはさまざまな業界で活用されています。その一部を以下に示します。
- エレクトロニクス産業: CNC フライス加工はさまざまな材料を扱うことができます。そのため、ノートパソコンや携帯電話のケースの製造に使用されます。さらに、ヒートスキンや回路基板も製造されます。
- ロボット産業: このプロセスの高精度レベルは、ロボット産業で役立ちます。ロボットアーム、ブラケット、センサーハウジングの作成に使用されます。
- 防衛および軍事産業: CNC フライス加工は防衛用の武器の設計に使用されます。さらに、装甲板やナビゲーション システムなどの軍用車両の部品にも CNC フライス加工が使用されています。
- ツールと金型の製造: 金型やパンチなどのツールには、高い精度が求められます。これらのツールは重要な機械の重要な部分であり、複雑な形状をしています。複雑なデザインの金型や金型はすべて、CNC フライス加工を使用して作成されます。
7- コストと手頃さ
最後に、コストは CNC フライス加工と旋削加工を区別するもう 1 つの要素です。CNC 旋削加工はコスト面で費用対効果の高いオプションです。なぜでしょうか。最初の理由は生産量が多いことです。上で述べたように、CNC 旋削加工では短時間でより多くの部品を生産するため、販売コストが増加します。さらに、このプロセスは自動化されているため、人件費が削減されます。
一方、CNC フライス加工は全体的にコストのかかる作業です。主な理由は、重く、複雑で、高価なツールが使用されることです。これらのツールはすべて、頻繁に位置を変更する必要があり、熟練したオペレーターが必要です。そのため、人件費も増加します。最後に、CNC フライス加工の生産量が少ないことも、価格が高い理由です。
CNC 旋盤と旋削は同じですか?
いいえ！CNC 旋盤と旋削は同じ用語ではありません。多くの人が、同じ起源を持つこれらの用語を混同しています。簡単な説明で混乱を解消しましょう。CNC 旋盤は、旋削操作を実行する機械です。この機械には、直線方向に移動する回転作業台があります。加工するワークピースは、このテーブルにしっかりと固定されます。
回転すると、ワークピースは切削工具に対して X 軸と Z 軸に沿って移動し、目的の形状が得られます。一方、CNC 旋削は、CNC 旋盤を使用して複雑な形状を作成するプロセスです。このプロセスでは、平らな表面に溝、ねじ、スロット、ポケットを作成します。
CNC旋削とCNCフライス加工の選択
CNC 旋削と CNC フライス加工はどちらも強力な加工方法です。ただし、どちらの方法の方が信頼性が高いかを知ることが重要です。以下のセクションでは、適切なオプションを選択するのに役立つ重要な考慮事項について説明します。それでは、早速始めましょう。
- まず、作成したい形状の複雑さを理解します。プロジェクトに円形で単純な形状の製品が含まれる場合は、CNC 旋削が適しています。ただし、複雑なデザインの製品を作成するには、CNC フライス加工プロセスを選択してください。
- 生産量も考慮しなければならないもう 1 つの要素です。シンプルで生産量の多い製品の場合は、CNC 旋削を選択する必要があります。逆に、複雑で生産量の少ない製品の場合は、CNC フライス加工が最適です。
- 製造プロセスを選択する際には、材料の種類が非常に重要です。したがって、プロジェクトがプラスチックやアルミニウムなどの柔らかい材料から中程度の材料に関するものである場合は、CNC 旋削を選択してください。一方、CNC フライス加工は、より硬くて硬い材料の取り扱いに適しています。
- 最後に、予算に留意してください。CNC 旋削は、生産量が多いため、コストに優しいオプションです。シンプルで小規模な大規模プロジェクトに最適です。ただし、CNC フライス加工は高価なツールを使用するため、コストのかかるプロセスです。したがって、予算を多くして複雑な形状を希望する場合は、CNC フライス加工が最適なオプションです。
結論
CNC フライス加工と CNC 旋削加工は、2 つの最新の製造方法です。この記事では、これらの技術の違いについて説明しました。たとえば、CNC 旋削加工では、シンプルで丸い形状が作成されます。さらに、このプロセスで使用される切削工具はシンプルで、2 つの軸に沿って動きます。
最後に、CNC 旋削は非常に高速で、コスト効率に優れた方法です。一方、CNC フライス加工では複雑な形状の製品が製造されます。このプロセスでは、複数の方向に移動する高度な切削工具が使用されるため、速度が遅く、生産量も少なくなります。そのため、まずプロジェクトの性質を理解し、自分に合った方法を選択してください。