CNC ドリリングプロセス: 作業、種類、用途

現代の製造工程では、複雑な部品から小さな穴まで、精度が求められます。穴の位置が 1 つずれると、製品全体が台無しになる可能性があります。しかし、製造業者はミスなく正確な穴を開けていることがわかります。これがどのように可能になるのか疑問に思ったことはありませんか? 実は、その秘密は CNC ドリル加工にあります。

 

このプロセスは、小規模から大規模の産業で必要になっています。したがって、次の製造プロジェクトを開始する前に、この CNC ドリル技術を知っておくことが重要です。このプロセスの実装は、特に初心者の場合、難しい場合があります。しかし、心配する必要はありません。この記事では、完全な CNC ドリル プロセスとその種類およびアプリケーションについて説明します。それでは、始めましょう。

 

CNC ドリリングとは何ですか?

 

CNC は Computer Numerical Control (コンピュータ数値制御) の略です。したがって、CNC ドリリングは、さまざまな材料に穴を開けるコンピュータ制御のプロセスです。ドリリング マシンはコンピュータの指示に従うため、これらの穴は非常に正確です。ご存知のように、オペレーターは手動でドリリング マシンを操作するため、精度が低下します。

 

しかし、CNC ドリル加工では、機械は事前にプログラムされた指示に従います。そのため、このプロセスでは高い精度を実現できます。このプロセスの好きなところは、複雑なデザインでも作業できることです。同時に何千もの複雑なパターンの穴を作成できます。したがって、このプロセスは正確かつ高速で、生産レベルが向上します。

 

このプロセスでは、さまざまなサイズと形状の穴をあけるために複数の機械を使用します。ただし、これらの機械はすべてドリルビットを使用し、同じ CNC ルールに従います。CNC ドリル マシンの重要な部品には、スピンドル、ドリルビット、作業台、およびモーターが含まれます。スピンドルは、ドリルビットを動かして穴を開けるのに役立ちます。

 

ただし、ワークテーブルはワークピースをしっかりと安定して保持します。これにより、穴あけ作業中の不要な振動が軽減されます。さらに、モーターまたはドライバーがさまざまな軸に沿ったドリルの動きを制御します。全体として、穴あけプロセスと CNC 加工セットアップは、非常に正確で効率的です。

 

CNC ドリリングはどのように機能しますか? 完全なプロセス

 

掘削プロセスと掘削機の基本的な概念はご理解いただけたと思います。しかし、このプロセスはどのように機能し、穴を開けるのでしょうか? このセクションでは簡単に説明しましょう。

 

ステップ1: プログラムの設計

 

これは、CNC ドリル加工プロセスの最初の、そして最も重要なステップです。ドリル加工機はコンピューター制御なので、従うべきデジタル モデルが必要です。このモデルは、CAD ソフトウェアを使用して作成されます。どのように作成するのでしょうか? CAD ソフトウェアは、ドリル加工する部品の詳細なデジタル図面を作成します。これには、穴のサイズ、深さ、直径、パターンが含まれます。

 

ただし、このモデルは CNC マシンでは読み取れません。そのため、CAM ソフトウェアを使用して G コードに変換されます。CAM ソフトウェアは、すべての指示を翻訳し、マシンに穴を開けるよう指示します。最後に、エラーを防ぐために、アップロードする前にすべての指示とモデルが再チェックされます。

 

ステップ2: マテリアルの設定

 

プログラムを設計した後、材料を正確に設定します。CNC ドリル マシンは、プラスチック、金属、木材、複合材など、さまざまな材料で作業できます。したがって、まず、要件に応じて適切な材料を選択する必要があります。次に、クランプ、バイス、ジグを使用してワークピースをしっかりと固定します。

 

ワークピースがしっかりと固定され、振動していないことを確認します。固定した後、次のステップはワークピースにゼロ ポイントを設定することです。このポイントは、マシンにドリルを開始する開始点を伝えます。最後のステップは、適切な材料に適切なドリル ビットを選択することです。たとえば、柔らかい材料には鋭いドリル ビットが必要で、その逆も同様です。

 

ステップ3: CNCマシンの実行と穴あけ

 

設計と材料の設定後、穴あけが始まります。CNC 穴あけプログラムは、CNC 穴あけ機のコントロール パネルに読み込まれます。機械はドリル ビットを正確な位置に配置します。スピンドルは、ドリル ビットを X、Y、Z 軸に沿って一定の速度で動かします。

 

最後にドリルビットがワークピースに挿入され、一定のサイズと形状の穴が開けられます。複数の形状や穴が必要な場合、CNC マシンは自動的にツールを変更します。必要な深さと形状の穴が開けられると、ドリルビットはスムーズに引き抜かれます。次の部分に移動し、サイクルが継続されます。

 

ステップ4: 品質チェックと仕上げ

 

これは、穴あけ工程後の最後のステップです。エンジニアは穴を目視で検査し、ずれがないかどうかを確認します。マイクロメーターを使用して、すべての穴が必要な深さとサイズであることを確認します。航空宇宙産業では、座標測定機 (CMM) を使用して穴の正確な位置合わせを確認します。

 

掘削プロセス中、穴の縁の周りに小さな破片が蓄積します。これらは滑らかさに影響を与え、時には損傷を引き起こす可能性があります。したがって、プロフェッショナルな仕上がりにするには、これらを除去する必要があります。この目的のために、エンジニアは研磨パッドまたはやすりを使用して表面を滑らかにします。

 

さまざまな種類のCNCドリル加工

 

ドリル加工は、穴を開けるだけの単純な作業のように思えますが、実際には複数の作業が伴います。材料や設計ごとに、独自のドリル加工方法が必要になります。そこで、以下のセクションでは、一般的なドリル加工の種類をいくつか説明します。

 

1- スポット掘削

 

スポット ドリリングは、浅い穴を開けるプロセスです。これらの穴は、深い穴を開けるためのガイドとして機能します。しかし、スポット ドリリングが重要なタイプであるのはなぜでしょうか。滑りやすい表面に深い穴を開けていると想像してください。ドリル ビットは間違いなく滑り、間違った位置に穴を開けてしまいます。そこでスポット ドリリングが実行されます。このプロセスでは、スポット ドリルと呼ばれる特殊な機械を使用します。このツールには、鋭い先端を持つ硬いドリル ビットが付いています。CNC マシンがこのドリルを正確な位置に配置し、ドリル ビットがゆっくりと下降して浅い穴を開けます。

 

2- リーミング

 

リーミングは、穴を開けるのではなく、既存の穴を滑らかにする仕上げ工程です。ご存知のように、ドリルで開けた穴には鋭いエッジ、わずかな不正確さ、欠陥がある場合があります。そのため、リーミング工程では、凹凸をなくすことでこの問題を解決します。この工程では、リーマーと呼ばれる工具を使用します。リーマーには、ドリルで開けた穴の内側に入り込んで滑らかにする、鋭くねじれた刃が付いています。リーマーは、層状に材料を除去して、穴を完全に円形にします。

 

3- 皿穴加工

 

皿穴加工は、既存の穴の頭または先端に小さな穴を作成します。これにより、ネジを平らな面に保持できます。たとえば、通常の平らな穴にネジを挿入すると、ネジが表面から突き出て、締め付けが緩む可能性があります。さらに、このネジは材料を損傷し、表面を不均一にする可能性もあります。

 

したがって、この問題を解決するために皿穴加工が使用されます。その方法は? 円錐形の「皿穴ドリルビット」を使用します。材料を除去し、ネジ頭の正確な角度で円錐形の穴を作成します。これで、通常の穴にネジを挿入すると、ネジは平らに配置され、抜けなくなります。

 

4- タッピング

 

タッピングとは、ドリルで開けた穴の内側にねじ山を作るねじ切りプロセスです。このプロセスは、ボルト、ねじ、留め具を穴の中に固定するために使用されます。たとえば、平らな穴の中にボルトを入れても、締め付けられません。そのため、タッピング プロセスでは、ボルトとねじをしっかりと固定する小さなねじ山を作成します。このプロセスは、タップ ツールを使用して実行されます。このツールには、螺旋状の刃が付いています。タップを穴の中でねじると、材料が除去され、螺旋状のねじ山が作成されます。これで、留め具は穴にぴったりと収まり、時間が経っても失われません。

 

5- ペックドリリング

 

より深い穴を開けるプロセスは、ペック ドリリングとして知られています。この独自の技術は段階的に機能します。通常、より深い穴を開けると、ドリル ビットが熱くなり、効率的に機能しなくなります。しかし、このプロセスは、「ペック」と呼ばれる小さなステップで機能し、より深い穴を開けます。

 

最初のステップでは、CNC マシンがドリル ビットを特定の位置に回転させ、ガイド用の浅い穴を開けます。その後、ドリル ビットがゆっくりと内部に入り込み、かなりの量の材料を除去します。ただし、パスまたはペックのたびに、ドリル ビットは休止して冷却されます。このプロセスは、必要な穴の深さが得られるまで継続されます。

 

6- ガンドリル

 

これは、過熱の問題を起こさずに、より深く、より狭く、より精密な穴を開ける操作です。このプロセスはもともと銃身を作るために導入されたため、このように呼ばれています。ご存知のように、より深い穴を開けると、かなりの熱が発生し、ツールを損傷する可能性があります。

 

このプロセスでは、中央に冷却チャネルが通っている特殊なガンドリルビットを使用します。プロセスが始まると、これらのチャネルから高圧の冷却剤が流れ、熱を減らしてドリル加工を継続します。この方法では、ドリルを休ませることなく 100 倍深い穴を開けることができるため、時間の節約になり、精度が向上します。

 

CNCドリリングプロセスの応用

 

CNC ドリリングは、私たちが毎日使用する製品の背後にある静かな力です。大型自動車から小型電子機器まで、CNC ドリリングはあらゆる業界に等しく貢献しています。この表では、さまざまな分野における CNC ドリリングの用途を簡単に見てみましょう。

 

業界	CNCドリルの使用
自動車	エンジンブロック、燃料インジェクター、シャフト
航空宇宙	タービンブレード、航空機フレーム、燃料システムの穴。
医学	整形外科用インプラントおよび歯科用部品の製造。
エレクトロニクス	電気接続用に PCB に穴を開けます。
工事	建物や橋梁用の金属梁と留め具。
銃器	砲身や精密部品の製造。
マリン	エンジン部品、プロペラシャフト、造船部品などを生産しています。

 

結論

 

CNC ドリル技術は現代の製造業に革命をもたらしました。このプロセスを理解することで、その重要性を理解することができます。この記事では、ドリルのプロセス、種類、用途について詳しく説明しました。たとえば、ドリルはコンピューター制御のプロセスで、正確な穴を開けます。CNC マシンはコンピューターの指示に従って、複雑なパターンの穴を開けます。

 

この作業にはさまざまな種類があり、それぞれ目的が異なります。たとえば、タッピング ドリリングは、浅い穴を開けて深い穴を誘導することを目的としています。また、ガン ドリリングは、熱を発生させずに深い穴を開ける最新のタイプです。このように、CNC ドリリングは、手動ドリリングに代わる広範かつ多用途なプロセスです。自動車、航空宇宙、海洋、石油、ガスの各業界で使用されています。