CNC加工における周辺フライス加工の理解

周辺フライス加工は円筒フライス加工とも呼ばれ、コンピュータ数値制御 (CNC) 加工の基本的なプロセスです。円筒フライスカッターを使用してワークピースから材料を除去します。周辺フライス加工ツールの刃先はツールの円周上にあり、特に曲率変化の大きい曲面など、厚みと硬度の高い材料を加工する必要がある特定の用途に適しています。

外周フライス加工の基礎

CNC 加工では、外周フライス加工は、刃先が工具の外側の円弧上にあるエンドミル加工とは異なります。外周フライス加工では、最大切削速度、安定した切削力、カッター シャフトの変形が少ないなど、工具の利点を最大限に活用します。工具の傾斜を変更すると、工具の作業面が加工部品の表面とよりよく一致し、曲率の変化に適応できます。

実例: 複雑な形状のフライス加工

複雑なギア形状をフライス加工する作業を考えてみましょう。このプロセスにはいくつかのステップが含まれます。

1. モデルの作成：使用 CADソフトウェアギア形状の 3D モデルを作成します。このモデルはツールパスの生成に使用されます。
2. ツールパス生成: CAD モデルを CAM ソフトウェアにインポートし、外周フライス加工用のツール パスを生成します。細部に注意して、ツール パスがギアの歯の輪郭に正確に従うようにします。
3. 機械のセットアップ: ワークピースを CNC マシンにしっかりと固定し、ツール パスに合わせます。材料とツールの選択に応じて、スピンドル速度、送り速度、およびクーラントの適用を設定します。
4. 実行: CNC プログラムを実行し、マシンがツール パスを実行してギアの形状をフライス加工できるようにします。すべてが計画どおりに進行することを確認するために、プロセスを注意深く監視します。
5. 検査: フライス加工が完了したら、ワークピースの精度と表面仕上げの品質を検査します。座標測定機 (CMM) などの精密測定ツールを使用して、形状が設計仕様を満たしていることを確認します。

外周フライス加工の種類

従来型フライス加工とクライムフライス加工

外周フライス加工には、主に2つの種類があります。従来型（アップミリング) とダウンミリングの 2 種類があります。従来のミリングでは、カッターが送り方向と反対方向に回転しますが、ダウンミリングでは、カッターが送り方向と同じ方向に移動します。各タイプには、特定の加工要件に応じて独自の用途と利点があります。

従来型ミリング（アップミリング）	クライムミリング（ダウンミリング）
カッターは送り方向と反対に回転する	カッターはフィードと同じ方向に回転します
カット中に増加する	カット中に減少
一般的に表面が粗くなります	通常はより滑らかな仕上がりになります
衝撃力による工具の摩耗の増加	衝撃力が低いため工具の摩耗が少ない
より高い振動レベルが発生する可能性がある	一般的に振動を軽減します
フライス加工中にワークピースが持ち上がる傾向がある	ワークピースは所定の位置にしっかりと固定されます
荒加工作業に最適	仕上げ作業に最適

詳細な周辺フライス加工方法

周辺フライス加工法

1. スロットミリング: スロットと溝を生成します。
2. プレーンフライス加工: 広い面にはフラットカッターを使用します。
3. 側面フライス加工: カッターの側面をかみ合わせてプロファイルを作成します。
4. プロファイルフライス加工: 複雑な形状のエッジの輪郭を描きます。
5. ストラドルミリング: 平行な側面には複数のカッターを使用します。
6. キー溝フライス加工: シャフトに正確なキー溝を切ります。
7. 輪郭フライス加工: カスタムパーツの特定の形状に従います。

外周フライスカッター

1. スラブミル: 広い面用。
2. エンドミル: さまざまな形状に対応できる汎用性。
3. ハエカッター: 滑らかな仕上げを実現するシングルポイントツール。
4. フェイスミル: 高い材料除去率を実現する多歯カッター。
5. Tスロットカッター: Tスロットを切断するために設計されています。
6. 面取りカッター: 面取りされたエッジを作成します。
7. ボールノーズエンドミル: 3D 輪郭を描くための丸い先端。

適切なツールを選択するためのヒント

• カッターと材料の適合性を評価します。
• 作業に応じて適切なカッター直径を選択します。
• タスク固有の要件に合わせてカッターの形状を評価します。

周辺フライス加工における重要なパラメータ

周辺フライス加工の効率​​と品質を最適化するには、次の主要なパラメータが重要な役割を果たします。

• 切削速度： ワークピースに対するカッターの回転速度。
• 送り速度： カッターが1回転あたりに進む距離。
• 切込み深さ: パスごとに除去される材料の厚さ。工具寿命と表面仕上げに影響します。

チップの厚さと切削幅の比率を理解する

この比率は、工具の摩耗を最適化し、材料除去効率を高めるために重要です。この比率を適切に管理すると、加工性能が向上し、工具寿命が長くなります。

ワークピースの進入技術：カット部への転がり込みの利点

ワークピースの進入方法はパフォーマンスにとって非常に重要です。 カットに転がる ツールへの衝撃と摩耗を最小限に抑え、操作をスムーズにし、ツールの寿命を延ばします。

効果的なカッター進入のための切削力モデリング

堅牢な切削力モデルは、パフォーマンス結果を予測するのに役立ち、送り速度と切削深さの最適な選択を容易にします。このモデリングは、一貫した加工品質を維持するために不可欠です。

ローリングインエントリーテクニックの利点

ローリングインエントリにより振動が低減し、工具寿命が延び、ワークピースとの段階的な噛み合いが可能になり、全体的な切削性能が最適化されます。

外周フライス加工と正面フライス加工の主な違い

どちらの技術も 表面仕上げ正面フライス加工では、ワークピースに対して垂直に回転するカッターを使用するため、平面に最適です。一方、外周フライス加工では、ワークピースの表面と平行に揃った刃先を使用するため、細かく複雑な形状に効果的です。

外周フライス加工	正面フライス
カッターはワークピースの表面と平行に回転します	カッターはワークピースの表面に対して垂直に回転します
詳細なプロファイルや複雑な機能に最適	平らな表面や表面仕上げに最適
カッターの側面に噛み合う	カッターの面と噛み合う
一般的に厚いチップを生産する	切削速度が速いため、より薄いチップが生成される
スラブミル、エンドミル、フライカッター	フェイスミル、エンドミル、シェルミル
従来のフライス加工とクライムフライス加工の両方で動作可能	通常は表面仕上げを良くするためにクライムミリングを行う
スロット、溝、複雑な輪郭	平面、大面積加工
変動する可能性があり、追加の仕上げ工程が必要になる場合があります	一般的に表面仕上げが優れている
深い切り込みも効果的に処理できます	仕上げには通常浅めのカット

他の製粉方法との比較

外周フライス加工は、エンドミル加工や 正面フライス盤、いくつかの重要な点において:

• 最先端のロケーション: エンドミル加工では、刃先が工具の外側の円弧上にあるため、より小さく複雑な切削に最適です。対照的に、外周フライスカッターの刃先は円周上にあるため、より速く材料を除去することができます。
• 適用範囲: 正面フライス加工は通常、平面に使用されますが、外周フライス加工は曲面や複雑な形状に適しています。
• 工具の摩耗と寿命: 切削力と温度の違いにより、工具の摩耗パターンと寿命はこれらの方法間で大きく異なる可能性があります。

利点とアプリケーション

周辺フライス加工は、他の加工方法に比べていくつかの利点があります。

1. 効率化: 円筒形フライスカッターの大きな切れ刃により、材料除去速度が速くなり、全体的な加工時間が短縮されます。
2. 精度: CNC マシンは正確なツールパスをたどることができるため、高い寸法精度と表面仕上げが保証されます。
3. 多才: 周辺フライス加工は、金属、プラスチック、複合材料など、幅広い材料に適用できます。
4. 適応性: 高度な CAM ソフトウェアを使用することで、複雑な形状や入り組んだパターンにも簡単にプロセスを適用できます。

これらの利点により、周辺フライス加工は航空宇宙、自動車、医療機器製造など、さまざまな業界で広く使用されています。ギア、タービン、インプラントの製造など、高精度で複雑な形状が求められる用途に特に適しています。

課題と考慮事項

周辺フライス加工には利点がある一方で、いくつかの課題もあります。

1. 工具の摩耗: プロセス中に発生する高い切削力と温度により、ツールが急速に摩耗し、変形する可能性があります。プロセスの安定性と部品の品質を維持するには、定期的なツールの検査と交換が不可欠です。
2. 振動: フライスカッターの大きな刃先は振動のリスクを高め、表面仕上げや寸法精度に影響を与える可能性があります。振動を最小限に抑えるには、適切な固定具の設計と機械の剛性が重要です。
3. プログラミングの複雑さ: 希望するツールパスと切削パラメータを実現するには、高度なプログラミング スキルと加工プロセスに関する徹底した理解が必要です。

これらの課題を克服するために、メーカーは高品質のツール、高度な治具設計、最先端の CAM ソフトウェアに投資することがよくあります。さらに、最適なプロセス パフォーマンスを確保するには、定期的な機械メンテナンスとオペレーターのトレーニングが不可欠です。

まとめ

周辺フライス加工は、多用途で強力な技術です。 CNC機械加工サービス原理、利点、課題を理解することで、メーカーは周辺フライス加工の可能性を最大限に活用し、高品質の部品を効率的に生産することができます。適切なツールの選択と最適化により、周辺フライス加工は現代の製造業における生産性と革新の重要な推進力となり得ます。

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