CNC加工部品とコンポーネントの完全ガイド

多くの業界において、製造業者は部品やコンポーネントを機械加工することで、正確で再現性の高い製品を生み出しています。エンジニアはコンピュータ制御の機械を用いて、原材料を正確な形状に切断します。

このガイドでは、機械加工部品とは何か、エンジニアが成形や3Dプリントではなく機械加工を選択する理由、そしてスムーズな製造を実現する部品の設計方法について説明します。また、材料、公差、仕上げ、そしてアウトソーシング戦略に関する推奨事項も掲載しています。

機械加工部品とは何ですか?

機械加工とは、ワークピースと呼ばれる固体ブロックから不要な材料を取り除く工程を指します。機械工はフライス盤などの工具を使用します。 旋盤、またはルーターを使用してワークピースを最終的な形状に切断します。CNC（コンピュータ数値制御）マシンは、デジタル設計に従ってこの切断プロセスを自動化します。 手動加工 単純なカットや緊急のカットには依然として便利ですが、CNC 加工では一貫して厳しい許容誤差で複雑な形状を処理できます。

機械加工部品は、アルミニウム、鋼、チタンなどの金属、またはABS、POM、PEEKなどのプラスチックで作られます。メーカーは、鋳造部品または射出成形部品に二次工程として機械加工を施す場合があります。したがって、「機械加工部品」という用語には、完全に機械加工された部品と、成形品に機械加工された後工程の両方が含まれます。

機械加工部品を選ぶ理由

多くのエンジニアは、試作や生産工程に機械加工部品を選択します。機械加工部品は、材料強度、設計柔軟性、そして短納期という利点を備えています。 機械加工部品の試作 高価なツールが不要になることで、製品開発をスピードアップします。BOYI TECHNOLOGYは、短リードタイムでの試作品や小ロット生産を専門としています。

機械加工部品を選択する理由:

1. 頑丈なブランクからの強力な構造。
2. 最小注文サイズはありません。
3. 正確な機能のための許容差制御。
4. 幅広い材質。
5. 高速生産 ラピッドプロトタイピング.

機械加工部品の主な利点

機械加工部品は、他の工程では制約がある分野で優れた性能を発揮します。以下の利点は、機械加工が他の工程よりも優れている点を浮き彫りにしています。 射出成形 および 3D印刷:

表: 機械加工 vs. 3Dプリント vs. 射出成形

機能	機械加工部品	3Dプリントパーツ	射出成形部品
精度	±0.01 mm（またはそれより厳密）	±0.1 mm（技術によって異なります）	±0.1～0.2mm
材料オプション	金属とプラスチック	ほとんどがプラスチック、一部金属	熱可塑性プラスチック、一部のエラストマー
最少量	1部	1部	多くの場合500～1,000個の部品
リードタイム	数日から数週間	数時間から数日	数週間から数ヶ月
第３章：濃度	高（固形株）	中〜低（レイヤー）	中（壁の厚さによって異なります）
設計上の制約	ほとんどありません。アンダーカットや深い空洞は慎重に処理できます。	一部; 張り出しと支持構造が必要	多く、ドラフト角度と薄い壁が必要
表面仕上げ	機械加工後または後加工後の状態が良好	レイヤーの線が見える。スムージングが必要	フローラインやパーティングマークが現れる場合があります
プロトタイプコスト	低（CADから直接）	中程度; 材質と後処理によって異なる	非常に高い（ツールが必要）

主要なCNC加工プロセス

CNC加工には複数の方法があり、それぞれが特定の部品の形状や要件に適しています。最も広く使用されている加工技術の概要は次のとおりです。

加工プロセス	説明	以下のためにベスト
CNCフライス	回転する切削工具が、静止したワークピースから材料を除去します。	平面、スロット、複雑な輪郭
CNC旋盤	ワークピースは回転し、固定されたツールによって成形されます。	円筒部品、シャフト、ねじ
訓練	回転ビットが材料に丸い穴を開けます。	さまざまなサイズと深さの正確な穴
研削	研磨ホイールは表面を細かい許容差まで滑らかにします。	高精度仕上げ
EDM（放電加工）	電気火花を利用して材料を侵食します。	硬い素材、狭いスペース
レーザー切断	レーザービームは切断する材料を溶かしたり気化させたりします。	薄いシート、プラスチック、複雑な形状
ブローチ	多歯工具は 1 回の通過で材料を除去します。	キー溝、スプライン、複雑な内部構造
超音波加工	研磨剤と振動により、材料を優しく除去します。	脆いまたは繊細な素材

CNC 加工で使用される一般的な材料

選択する材料の種類は、加工速度、表面仕上げ、そして最終的な部品の性能に影響を与えます。以下は、一般的に使用される材料の概要です。

金属

材料	プロパティ	アプリケーション
アルミ	軽量、耐腐食性	自動車、航空宇宙、エレクトロニクス
ステンレス鋼	強力、耐腐食性	医療器具、構造部品
真鍮	良好な電気伝導性	コネクタ、バルブ
チタン	高い強度対重量比	航空宇宙、インプラント
銅	優れた熱伝導性/電気伝導性	電子機器、熱交換器

プラスチック

材料	プロパティ	アプリケーション
ABS	丈夫で機械加工しやすい	家電
POM（デリン）	低摩擦、耐摩耗性	ギア、ベアリング
PC（ポリカーボネート）	耐衝撃性	レンズ、筐体
asfasdf	高性能、耐薬品性	医療インプラント、航空宇宙
PMMA（アクリル）	透明、硬質	ライトカバー、ディスプレイ

表面仕上げオプション

機械加工後、部品は美観や機能のために追加の処理を受ける場合があります。

• 加工されたまま: 内部部品に適した生の仕上げを実現します。
• ビーズブラスト: 均一なマットな質感を実現します。メディアのサイズを調整して粗さを制御します。
• 陽極酸化処理（アルミニウムのみ）: 着色された耐腐食性コーティングを作成します (標準の場合はタイプ II、耐摩耗性の場合はタイプ III)。
• 粉体塗装: 傷や腐食に強い、耐久性のあるカラフルな仕上げを実現します。
• メッキ: 導電性と耐摩耗性を高めるためにニッケルやクロムなどの層を追加します。

環境露出、外観目標、組み立て要件に基づいて仕上げを選択します。

機械加工部品の設計のヒント

CNC 加工向けの設計 (DfM: 製造向け設計) は、コストを最小限に抑え、製造性を向上させるのに役立ちます。

推奨される設計プラクティス

アンダーカット

多くの部品には、標準工具では届かない形状が求められます。エンジニアはこうした領域をアンダーカットと呼びます。T字型工具や専用カッターを使えばこれらの領域にアクセスできますが、生産速度が低下します。

デザインのヒント: 可能な限りアンダーカットを避けてください。アンダーカットが必要な場合は、幅をミリメートル単位（3～40 mm）で設定し、深さは幅のXNUMX倍にしてください。

壁の厚さ

薄い壁は切削力によって変形したり破損したりする可能性があります。機械加工では適度な厚さが求められます。

デザインのヒント: 金属製の壁は少なくとも 0.8 mm の厚さを保ち、プラスチック製の壁は少なくとも 1.5​​ mm の厚さを保ちます。

突起物

高くて狭い部分は加工中に振動したりたわんだりして、精度が低下する可能性があります。

デザインのヒント: 突起の高さは基部の幅の 4 倍までに制限します。

キャビティ、穴、ねじ山

標準ツールは、内部フィーチャの最大深さと直径を決定します。

デザインのヒント:

• 空洞/ポケット: 深さ ≤ 空洞幅の 4 倍。
• 穴：深さはドリルビットの直径の4倍以下。
• ねじ：深さ ≤ ねじ径の 3 倍。

パーツサイズ

あらゆる CNCマシン 部品のサイズを制限する作業範囲があります。

デザインのヒント:

• ミリング: ≤ 400 × 250 × 150 mm。
• 旋削: ≤ Ø 500 mm × 1000 mm。

Note: 大型部品には特殊な機械が必要なので、加工パートナーと相談する必要があります。

機械加工部品の公差基準

公差は、フィーチャが公称寸法からどの程度逸脱できるかを決定します。BOYI TECHNOLOGY は、一般的なサイズ範囲について以下の標準を推奨しています。

寸法範囲 (mm)	良い（F）	ミディアム（M）	粗い（C）	非常に粗い（V）
0.5 < d ≤ 3	±0.05 mm	±0.10 mm	±0.20 mm	-
3 < d ≤ 6	±0.05 mm	±0.10 mm	±0.30 mm	±0.50 mm
6 < d ≤ 30	±0.10 mm	±0.20 mm	±0.50 mm	±1.00 mm
30 < d ≤ 120	±0.15 mm	±0.30 mm	±0.80 mm	±1.50 mm
120 < d ≤ 400	±0.20 mm	±0.50 mm	±1.20 mm	±2.50 mm
400 < d ≤ 1,000	±0.30 mm	±0.80 mm	±2.00 mm	±4.00 mm
1,000 < d ≤ 2,000	±0.50 mm	±1.20 mm	±3.00 mm	±6.00 mm

公差が厳しいほど、加工時間とコストが増加します。エンジニアは、組立要件を満たしつつ、最も緩い公差を選択する必要があります。

機械加工設計ガイドラインの概要

次の表は、簡単に参照できるように設計ルールを示しています。

機能	ルール
アンダーカット	幅: 3～40 mm; 深さ: ≤ 幅の2倍
壁の厚さ	金属 ≥ 0.8 mm; プラスチック ≥ 1.5 mm
突起	高さ≤4×幅
キャビティの深さ	≤ 4×キャビティ幅
穴の深さ	穴径の4倍以下
ねじ山の深さ	≤ 3×ねじ径
マックスミリング	X
マックス・ターニング	直径500mm×1000mm

機械加工部品の用途

機械加工部品は、数え切れないほどの産業と機能を支えています。以下のリストは、様々な分野での一般的な用途をまとめたものです。

• ファスナーとコネクター: ネジ、ナット、カスタム クリップ。
• 構造用ブラケットとハウジング: 電子機器および機械サポート用の筐体。
• 回転要素: 自動車および産業機械用のシャフト、ギア、ローラー。
• 航空宇宙用継手: 取り付けブロック、燃料マニホールド部品、着陸装置部品。
• 医療機器: ステンレス鋼またはチタン製の外科用器具、インプラント部品。
• 消費者製品: ノブ、ハンドル、カメラマウント、スポーツ用品。

BOYI TECHNOLOGYへの機械加工部品のアウトソーシング

ボイテクノロジー 2006年に設立され、CNC加工のターンキーソリューションを提供することを目指しています。自動車、医療、消費財、電子機器などの業界において、海外の顧客向けに金属およびプラスチック部品を製造しています。

BOYI TECHNOLOGYは、お客様の試作品や少量生産のニーズにいつでもお応えします。プロジェクトの仕様についてご相談いただければ、詳細な資料をお送りいたしますので、ぜひ当社のエンジニアリングチームまでお問い合わせください。 CNC加工部品の見積もり.

まとめ：

機械加工部品は、他の方法では実現できない柔軟性、強度、そして精度を提供します。エンジニアは厳しい要件を満たす部品を設計し、多様な材料から選択し、最小注文数なしで迅速な納期を実現できます。

BOYI TECHNOLOGYのような企業は、プロトタイプや小ロット生産に対応することで、チームが製品を迅速に市場に投入できるよう支援しています。このガイドに記載されている設計ルールとアウトソーシングのヒントに従うことで、チームはよくある落とし穴を回避し、CNC加工を最大限に活用することができます。

FAQ