CNCスイス加工：最小スケールでの精度

製造業者は、完璧に組み合わさる必要のある小さな部品を製造するという課題にしばしば直面します。CNCスイス式切削加工は、安定した支持力と柔軟な切削力を組み合わせることで、この課題に応えます。この手法により、工場は精度を犠牲にすることなく、小型で複雑な部品を高速に製造できます。

この記事では、CNCスイス加工とは何か、どのように機能するのか、その起源はどこにあるか、そして現代の製造業においてなぜ重要なのかを探ります。また、従来のCNC旋削加工と比較し、主な利点、主要な用途、そしてこの技術を最大限に活用するための設計ヒントも紹介します。

CNC スイス加工とは何ですか?

CNCスイス式加工とは、材料をしっかりと保持するガイドブッシングを通して、棒材を旋削・フライス加工する工程を指します。この構成により、切削対象領域のみが工具領域内に入り込むため、振動が低減され、安定した支持が確保されます。コンピュータ制御で駆動されるスライドにより、材料は軸に沿って前後に移動し、同時に回転します。この二重の動きと複数の工具ステーションを組み合わせることで、スイス式旋盤は極めて小径で複雑な形状を1サイクルで加工できるという独自の能力を備えています。

スイス旋盤加工の起源

スイス旋盤の歴史は1800年代半ばに遡ります。スイスの時計職人たちは懐中時計用の非常に小さな部品を必要としていました。彼らは切削加工中に薄い材料をしっかりと保持する方法を模索していました。ヤコブ・シュバイツァーは、最初の主軸台スライド式旋盤を設計しました。彼は工具を台座の上で動かすのではなく、ワークを工具の下に移動させました。この革新により、小型部品の安定性が確保され、微小な直径の加工も正確に行うことができました。現代のスイス製工作機械も同じ原理を踏襲していますが、複雑な切削にはCNC制御を採用しています。

スイス製CNCマシンの動作原理

スイスの CNC マシンは、スライディング ヘッドストックとガイド ブッシングという 2 つのコア コンポーネントに依存しています。

スイス式工作機械は、棒材を保持するためにガイドブッシングを使用します。このブッシングは切削工具のすぐ後ろに配置され、材料の曲がりを防ぎます。加工領域内の棒材のみが動き、残りの部分は固定されます。

スライド式の主軸台が材料を前後に送ります。タレット上の工具は、外面の成形と穴あけを同時に行うことができます。多くのスイス式旋盤は5軸以上を備えています。これらの追加軸により、オペレーターは段取り替えなしでフライス加工や穴あけ加工の工具を追加できます。

CNCコントローラは各軸を正確なコマンドで駆動します。オペレーターは、各工具をいつ、どのくらいの速度で動かすかを機械に指示するプログラムを読み込みます。その結果、追加の作業を必要としない完成部品が完成します。

材質とCNCスイス機械加工

スイス製CNC工作機械は、幅広い金属やプラスチックを加工できます。一般的な材料には以下が含まれます。

• ステンレス鋼
• チタンおよびニッケルベースの合金
• アルミニウムと真鍮
• インコネルおよびその他の超合金
• PEEKやナイロンなどのエンジニアリングプラスチック

スイス式工作機械で加工される部品の直径は、一般的に0.03インチから最大2インチまでです。これらの工作機械は、同心円形状において±0.0001インチという極めて厳しい公差を実現し、Ra 16を超える表面仕上げを維持できます。その結果、数百個から数十万個の部品を生産する場合でも、一貫した品質を実現できます。

典型的なスイス旋盤の機能

現代のスイス製マシンは、これらのタスクを 1 サイクルで処理できます。

• 外面旋削と面取り
• ねじ切りとローレット加工
• 掘削とボーリング
• 平面または輪郭面のフライス加工
• クロスホールまたはスロット用のライブツール

機械のタレットには複数の工具が取り付けられており、プログラムは任意の順序で工具を呼び出すことができます。現場では、荒加工と仕上げ加工を中断することなく組み合わせることがよくあります。

CNCスイス加工の主な利点

スイスのCNC加工は他の加工方法に比べて多くの利点がある特に小型で複雑な部品に適しています。主な利点は次のとおりです。

並外れた精度

スイス製の機械は、材料を切削領域からわずか数ミリの位置に保持するため、細長い部分から材料を削り取る場合でも、実質的にたわみがありません。工場では±0.0001インチ以内の公差を日常的に達成しており、遊びやぐらつきのない接合が求められる部品加工には欠かせない工程となっています。

複雑な形状

ガイドブッシングの安定性により、深溝、薄壁、斜め切りなどの微細な形状の加工が可能になります。スイス式工作機械は、平面加工やラジアル穴あけ加工用のライブツールを組み込むことができるため、1回のセットアップで複数の形状を加工できます。

ハイスループット

多軸加工機は複数の工程を並行して実行できます。従来の旋盤では旋削加工を行った後にオフラインで穴あけ加工を行う場合もありますが、スイス式旋盤では旋削、穴あけ、フライス加工を1サイクルで連続的に行うことができます。この同時実行性により、部品の生産量を1時間あたり数個から数十個、さらには数百個にまで増加させることができます。

二次的な操作の削減

スイス式機械加工の精度と汎用性により、バリ取りや再加工といった二次仕上げが不要になる場合が多くあります。部品は検査や組み立ての準備が整った状態で納品されるため、労力が削減され、納期が短縮されます。

材料効率

自動バー供給は、バー材を完成品に必要な長さだけ切断することで、スクラップを最小限に抑えます。このプロセスは、従来の旋盤による切断作業に比べて廃棄物が少なくなります。

スイスの機械加工に依存する産業

スイスの機械加工は、小型の機械加工を必要とする産業で活躍しています。、正確な量の部品。

• 医療機器： 企業は、外科用ネジ、骨ピン、歯科インプラントにスイスの部品を頼りにしています。
• 時計製造と時計: 時計ブランドは今でも精密なギアやシャフトにスイスの機械を使用しています。
• 航空宇宙部品: エンジニアは、エンジンやセンサー用の小さいながらも重要な部品を加工します。
• エレクトロニクス： スイスの機械は、回路基板用のコネクタ、接点、ハウジングを製造します。
• オートモーティブ・ソリューション : ショップでは、燃料噴射ノズル、ブレーキピン、センサー部品を生産しています。
• 防衛： メーカーは、撃針、小型バルブ、兵器システムのコンポーネントを製造します。

各業界では、スイスの CNC が提供する厳しい許容誤差と迅速な処理の組み合わせが評価されています。

CNCスイス加工の設計ガイドライン

スイス式機械加工から最良の結果を得るには、部品設計者はいくつかの重要なルールに従う必要があります。

描画の明瞭さ

設計者は、すべての重要な寸法、公差、表面仕上げの仕様を詳細かつ判読しやすい図面に記入する必要があります。材料のグレードや熱処理に関する明確な注記があれば、現場での混乱を防ぐことができます。

穴のサイズと深さ

可能な限り、極端に小さい穴や深い穴の指定は避けてください。標準的なドリル径は0.8mmから6mmですが、それより小さい場合は、専用工具によるマイクロドリル加工が必要になる場合があります。

コーナー半径

丸工具では鋭い内角を実現するのは困難です。チャタリングを防ぐため、ドリルまたはミルカッターの内径と同等かそれ以上のコーナー半径（通常は0.5mmまたは0.02インチ）を指定してください。

公差の割り当て

機能上必要な箇所のみに厳しい公差を設定してください。不必要な精度は、加工時間と工具の摩耗を増大させます。±0.005 mmまたは±0.0002インチの公差は、重要なはめあい部分のみに使用し、その他の箇所ではより広い公差を使用してください。

壁の厚さ

スイス製の機械は薄肉にも対応できますが、細すぎると振動が発生しやすくなります。剛性を確保するため、鋼材の場合は最低0.3mm（0.012インチ）、プラスチックの場合は最低0.5mm（0.020インチ）の壁厚を維持してください。

素材の選定

部品の機能と加工性に合わせて材料を選択してください。303ステンレス鋼や6061アルミニウムなどの合金は容易に加工できますが、インコネル718などの高強度合金は、送り速度が遅く、特殊な工具が必要になる場合があります。

これらのヒントに従うことで、メーカーは作業停止を減らし、スクラップを減らし、コストを予測しながら作業を実行できるようになります。

CNCスイス式と従来のCNC旋盤

従来のCNC旋盤は固定された主軸台を備えています。棒材は工具の下で動きません。工具は固定されたワークピースの周囲を複数の軸に沿って移動します。これらの機械は、直径が大きく長さが短いワークに適しています。通常、軸数は少なく、2～4軸が多いです。スイス式旋盤はスライド式の主軸台を採用し、5軸以上の軸を持つものが多くあります。複数の工具を同時に扱うことができ、段取り替えの手間も少なくなります。

主な違いは次のとおりです。

機能	従来のCNC旋盤	CNCスイスマシン
在庫サポート	コレットまたはチャックに保持される	カッター近くのガイドブッシングで保持される
ヘッドストックの動き	一定	Z軸に沿ってスライド
軸の数	通常2～4	多くの場合5～8個以上
操作シーケンス	一度に1つのツール	複数の駅が連携して運行
部品サイズに最適	中規模から大規模	非常に小さいから小さい
セットアップの変更	複数のオペレーションに必要となることが多い	手術間の間隔が短い、または全くない

スイスの機械加工パートナーの選び方

スイスの部品を扱うショップを選択する際、企業は以下の点に注意する必要があります。

• 資格： ISO 9001 または医療/デバイス固有の承認。
• 経験： あなたの業界で実証されたボリュームラン。
• ツール在庫: ドリル、エンドミル、ねじ工具の豊富な在庫。
• CAD/CAMの専門知識: 時間とツール寿命に合わせてプログラムを最適化する機能。
• 品質システム: CMM 検査、工程内計測、トレーサビリティ。

優れたパートナーは、材料の選択、部品の設計、仕上げのオプションについてアドバイスすることができます。

BOYI TECHNOLOGYによるスイスCNC加工

BOYI TECHNOLOGYはスイス式CNC加工を専門とし、超小型部品の高精度・高効率ソリューションを提供しています。自動バーフィーダーとライブツールシステムを備えた先進の5軸スイス式旋盤を保有しており、これにより、 回転, ミリング、穴あけ、タッピング操作を 0.0005 回のクランプ サイクルで実行し、二次プロセスと手動介入を最小限に抑えながら、±XNUMX インチ以内の再現性を維持します。

学びたいなら 当社のCNC加工能力の詳細 無料の技術相談をご希望の場合は、お気軽に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。BOYIは、お客様の最も要求の厳しい部品に対して、精度、信頼性、そして迅速な納期を提供することに尽力しています。

結論

CNCスイス加工は、小型で精密な部品を大量に必要とする企業にとって、依然として重要なプロセスです。この技術独自のサポートシステムと最新のCNC制御を組み合わせることで、他の旋削加工法では到底及ばない精度、速度、柔軟性を実現します。スイス加工の基本を理解し、その長所を念頭に置いて部品を設計し、経験豊富なパートナーと協力することで、エンジニアとバイヤーは精密部品のコストと品質を大幅に向上させることができます。

始める準備はできましたか？次のプロジェクトについてご相談いただくには、今すぐ当社のチームにご連絡ください。スイスのCNC加工が精密旋削のニーズにどのようにお応えできるかをご確認いただけます。