初心者向けの CNC 工作機械の選び方
CNC工作機械を選ぶ際のルール
工具寿命は切削量と密接な関係があります。切削パラメータを策定する際には、まず合理的な工具寿命を選択し、最適化目標に応じて合理的な工具寿命を決定する必要があります。一般的に、生産性が最も高い工具寿命とコストが最も低い工具寿命の 2 種類に分けられます。前者は、個あたりの労働時間が最小であるという目標に応じて決定され、後者は、プロセス コストが最も低いという目標に応じて決定されます。
工具の複雑さ、製造および研磨コストに応じて工具寿命を選択する際には、次の点を考慮することができます。複雑で高精度の工具の寿命は、片刃工具よりも長くする必要があります。機械クランプ式のインデックス可能工具の場合、工具交換時間が短いため、切削性能を十分に発揮し、生産効率を向上させるために、工具寿命を短く選択することができ、通常は15〜30分です。工具の取り付け、工具交換、工具調整がより複雑なマルチツール工作機械、モジュール式工作機械、自動加工ツールの場合、工具寿命を長くし、工具の信頼性を確保する必要があります。ワークショップ内の特定のプロセスの生産性がワークショップ全体の生産性の向上を制限する場合は、プロセスの工具寿命を短く選択する必要があります。特定のプロセスの単位時間あたりの工場全体のコストが比較的大きい場合は、工具寿命も短く選択する必要があります。大型部品の仕上げ加工では、少なくともXNUMX回のパスが完了し、切削途中で工具が交換されることがないように、部品の精度と表面粗さに応じて工具寿命を決定する必要があります。通常の工作機械加工方法と比較して、 CNC加工 切削工具に対する要求はますます厳しくなっています。高品質、高精度だけでなく、寸法安定性、高耐久性、取り付けと調整の容易さも求められます。CNC工作機械の高効率要件を満たします。CNC工作機械で選択された工具は、高速切削に適した工具材料（高速度鋼、超微粒子炭化物など）を採用し、インデックス可能なインサートを使用することがよくあります。
旋削用CNC工作機械
一般的に使用されるCNC旋削工具は、一般的に成形旋削工具、尖端旋削工具、円弧旋削工具の3種類に分けられます。成形旋削工具は原型旋削工具とも呼ばれます。加工部品の輪郭形状は、旋削工具の刃の形状とサイズによって完全に決まります。CNC旋削加工では、一般的な成形旋削工具には、小半径円弧旋削工具、非長方形旋削工具、ねじ工具などがあります。CNC加工では、成形旋削工具はできるだけ使用しないか、使用しないでください。尖端旋削工具は、直線状の刃先を特徴とする旋削工具です。このタイプの旋削工具の工具先端は、直線状の主刃と副刃で構成され、3の内外旋削工具、左右の面旋削工具、溝入れ（切削）旋削工具、および小さな工具先端を持つさまざまな外面および内面の切れ刃などがあります。穴旋削工具。先端旋削工具の幾何学的パラメータ（主に幾何学的角度）の選択方法は、通常の旋削と基本的に同じですが、CNC加工の特性（加工経路、加工干渉など）を十分に考慮する必要があり、工具先端自体の強度も考慮する必要があります。
2つ目は円弧状旋削工具です。円弧状旋削工具は、円周度または直線プロファイル誤差が小さい円弧状の刃先を特徴とする旋削工具です。旋削工具の円弧刃の各点は円弧状旋削工具の先端です。したがって、工具の位置点は円弧上ではなく、円弧の中心にあります。円弧状旋削工具は、内面と外面の旋削に使用でき、特にさまざまな滑らかな接続（凹面）形成面の旋削に適しています。旋削工具の円弧半径を選択するときは、2点旋削工具の刃先の円弧半径が部品の凹面輪郭の最小曲率半径以下になるように考慮する必要があります。そうすることで、加工の乾燥を回避できます。半径が小さすぎると、製造が困難になるだけでなく、先端強度が弱いか工具本体の放熱能力が悪いために旋削工具が損傷する可能性があります。
フライス加工用CNC工作機械
CNC加工では、平底エンドミルは平面部品の内外輪郭とフライス加工面のフライス加工によく使用されます。工具の関連パラメータの実験データは次のとおりです。まず、フライスカッターの半径RDは、部品の内輪郭面の最小曲率半径Rminより小さくする必要があります。通常、RD = (0.8-0.9) Rminです。2番目は、部品の加工h8 H< (1/4刃物の剛性を十分に確保するために、RD は 1/6 インチ以上である必要がある。 2 番目に、平底エンドミルで内溝の底をフライス加工する場合、溝底の 2 つのパスを重ねる必要があり、工具の下端の半径は Re=Rr、つまり直径は d=2Re=0.95(Rr) であるため、工具半径を Re=3(Rr) とする。 ベベル角度が可変の 次元プロファイルと輪郭の加工には、球面フライスカッター、リングフライスカッター、ドラムフライスカッター、テーパーフライスカッター、ディスクフライスカッターが一般的に使用されます。
CNC工作機械のほとんどは、シリアル化され標準化されたツールを使用しています。インデックス可能な機械クランプ式外径旋削工具や正面旋削工具などのツールホルダーとツールヘッドには、国家標準とシリアル化されたモデルがあります。マシニングセンターと自動工具交換装置の場合、工作機械とツールホルダーはシリアル化され標準化されています。たとえば、テーパーツールシステムの標準コードはTSG-JTで、ストレートツールシステムの標準コードはDSG-JZです。さらに、選択したツールについては、使用前にツールのサイズを厳密に測定して正確なデータを取得する必要があり、オペレーターはこれらのデータをデータシステムに入力し、プログラム呼び出しを通じて処理プロセスを完了し、それによって合格したワークピースを処理します。
ツールのポイント
工具はどの位置から指定された位置に移動し始めますか？したがって、プログラム実行の開始時に、ワーク座標系で工具が移動し始める位置を決定する必要があります。この位置は、プログラム実行時のワークに対する工具の開始点です。したがって、プログラム開始点または開始点と呼ばれます。この開始点は一般にツール設定によって決定されるため、この点はツール設定点とも呼ばれます。プログラムをコンパイルするときは、ツール設定点の位置を正しく選択します。ツール設定点を設定する原則は、数値処理を容易にし、プログラミングを簡素化することです。処理中の位置合わせとチェックが容易で、発生する処理誤差が小さくなります。ツール設定点は、加工部品、固定具、または工作機械に設定できます。部品の加工精度を向上させるには、部品の設計基準またはプロセス基準に基づいて、可能な限りツール設定点を設定する必要があります。工作機械の実際の操作では、手動工具設定操作によって工具の工具位置点を工具設定点、つまり「工具位置点」と「工具設定点」の一致に配置できます。いわゆる「工具位置点」とは、工具の位置決め基準点を指します。旋削工具の工具位置点は、工具先端または工具先端円弧の中心です。平底エンドミルは工具軸と工具底部の交点、ボールエンドミルはボールの中心、ドリルはポイントです。手動工具設定操作は精度が低く、効率も低いです。一部の工場では、光学工具設定ミラー、工具設定機器、自動工具設定装置などを使用して、工具設定時間を短縮し、工具設定精度を向上させています。加工中に工具を交換する必要がある場合は、工具交換点を指定する必要があります。いわゆる「工具交換点」とは、工具ポストが回転して工具を交換するときの位置を指します。工具交換ポイントはワークピースまたは治具の外側に配置する必要があり、工具交換中はワークピースやその他の部品に触れないようにしてください。
加工データ
NCプログラミングでは、プログラマーは各プロセスの加工データを決定し、それを命令の形でプログラムに書き込む必要があります。切削パラメータには、スピンドル速度、バック加工データ、送り速度が含まれます。異なる加工方法には、異なる切削パラメータを選択する必要があります。加工データの選択原則は、部品の加工精度と表面粗さを確保し、ツールの切削性能を十分に発揮させ、合理的なツール耐久性を確保し、工作機械の性能を十分に発揮させて生産性を最大化し、コストを削減することです。
1. スピンドル速度を決定します。
スピンドル速度は、許容切削速度とワークピース（またはツール）の直径に応じて選択する必要があります。計算式は次のとおりです：n = 1000 v / 7 1Dここで、Vは切削速度、単位はm / m移動で、ツールの耐久性によって決まります。Nはスピンドル速度、単位はr / min、Dはワークピースの直径またはツールの直径（mm）です。計算されたスピンドル速度Nに対して、最後に、工作機械の速度またはそれに近い速度を選択する必要があります。
2. 送り速度を決定します。
送り速度はCNC工作機械の切削パラメータにおける重要なパラメータであり、主に部品の加工精度と表面粗さの要件、および工具とワークピースの材料特性に応じて選択されます。最大送り速度は、工作機械の剛性と送りシステムの性能によって制限されます。送り速度を決定する原則：ワークピースの品質を保証できる場合は、生産効率を向上させるために、より高い送り速度を選択できます。通常、100〜XNUMXrpmの範囲内で選択されます。200mm/分; 切削、深穴加工、高速度鋼工具による加工の場合は、通常20～50mm/分;加工精度、表面粗さの要件が高い場合は、送り速度を小さく選択する必要があります。一般的には20〜50mm/分; ツールが空の場合、特に長距離が「ゼロに戻る」場合は、マシンの CNC システム設定で最大送り速度を設定できます。
3. 切削深さを決定します。
切削深さは、工作機械、ワークピース、切削工具の剛性によって決まります。剛性が許す限り、切削深さはワークピースの加工代とできるだけ等しくする必要があります。これにより、パス数を減らし、生産効率を向上させることができます。加工面の品質を確保するために、少量の仕上げ代を残すことができます。通常、0.2〜0.5mmつまり、加工データの具体的な値は、機械の性能、関連マニュアル、実際の経験に基づいて類推的に決定する必要があります。
同時に、スピンドル速度、切削深さ、送り速度を相互に調整して、最適な切削パラメータを形成することができます。
加工データは、工作機械の調整前に決定しなければならない重要なパラメータであるだけでなく、その値が妥当であるかどうかは、加工品質、加工効率、生産コストに非常に重要な影響を及ぼします。いわゆる「妥当な」加工データとは、品質確保を前提として、工具の切削性能と工作機械の動的性能（動力、トルク）を最大限に活用し、高い生産性と低い加工コストを実現する加工データを指します。
参考文献
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