CNC金属旋盤とは - ニュース

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本日、当社はCNC旋盤について講演を行いました。

Maxtors CNCのテクニカルディレクターは、CNC旋盤の知識を要約しました。

CNC金属旋盤とは

CNC金属旋盤または金属加工旋盤は、比較的硬い材料を正確に加工するために設計されたCNC旋盤の大きなカテゴリーです。それらはもともと金属を処理するために設計されました。しかし、プラスチックやその他の材料の出現と、その固有の汎用性により、それらは幅広い用途や幅広い材料にも使用できます。より大きな文脈がすでに理解されている機械加工用語では、それらは通常、単に旋盤と呼ばれるか、より具体的なサブタイプ名（工具室旋盤、タレット旋盤など）で呼ばれます。これらの剛性のある工作機械は、ツールビットやドリルビットなどのさまざまな切削工具の（通常は線形の）動きを介して、回転するワークピースから材料を取り除きます。

CNC金属旋盤/ CNC旋盤

コンピューター数値制御（CNC）旋盤は、設定、操作、再現性、精度が簡単なため、古い生産旋盤（マルチスピンドルなど）に急速に取って代わっています。 CNC旋盤は、コンピューター制御の機械です。従来の旋盤と同様に、旋削や穴あけなどの基本的な加工が可能です。それらは、最新の超硬工具を使用し、最新のプロセスを完全に使用するように設計されています。パーツを設計し、CAD / CAMプロセスまたはプログラマーが手動でツールパスをプログラムし、結果のファイルをマシンにアップロードします。一度設定して試してみると、マシンは時折の監督の下でパーツを作成し続けます。オペレーター。

CNCメタル旋盤マシンは、コンピュータメニュースタイルのインターフェイスを介して電子的に制御されます。プログラムは、プロセスのシミュレートされたビューとともに、マシンで変更および表示できます。セッター/オペレーターは、プロセスを実行するために高度なスキルを必要とします。ただし、知識ベースは、各マシンの詳細な知識が不可欠であると考えられていた古い生産マシンと比較して幅広いものです。これらの機械は、多くの場合、同じ人が設置および操作し、オペレーターが少数の機械（セル）を監督します。

金属旋盤の設計はメーカーによって異なりますが、すべてに共通の要素があります。タレットはツールホルダーを保持し、必要に応じてインデックスを付けます。スピンドルはワークピースを保持し、タレットを複数の軸で同時に移動させるスライドがあります。機械は、主に労働安全衛生（OH& S）の問題のために、完全に密閉されていることがよくあります。

この業界の急速な成長に伴い、さまざまなCNC旋盤メーカーがさまざまなユーザーインターフェイスを使用しているため、オペレーターはそれらに精通している必要があるため、操作が困難になる場合があります。安価なコンピュータ、Linuxなどの無料のオペレーティングシステム、およびオープンソースのCNCソフトウェアの出現により、CNCマシンのエントリー価格は急落しました。

CNC水平フライス盤

CNC横型加工は、横型の金属旋盤、マシニングセンタ、中ぐり盤、中ぐり盤を使用して行われます。使用される装置は通常、5つの軸に沿って上下に動く回転する円筒形カッターで構成されています。これらの機械は、3次元部品にさまざまな形状、スロット、穴、および詳細を作成することができます。

CNC垂直フライス盤

垂直方向のCNCマシンは、垂直スピンドル軸上の円筒形カッターを利用して、プランジカットとドリル穴、および3次元パーツのカスタム形状、スロット、詳細を作成します。このタイプのフライス盤で使用される装置には、垂直旋盤、垂直マシニングセンター、および5軸機械が含まれます。[7]

スイス式旋盤/スイス旋盤

CNCスイス式旋盤/スクリューマシンのエンクロージャー内のビュー

スイススタイルの旋盤は、非常に高い精度を提供する旋盤の特定の設計です（1000分の数インチから数マイクロメートルの小さな公差を保持することもあります）。スイス式旋盤は、コレットとガイドブッシングの両方でワークピースを保持します。コレットはガイドブッシングの後ろにあり、ツールはガイドブッシングの前にあり、Z軸上で静止しています。パーツに沿って縦方向にカットするには、ツールが内側に移動し、マテリアル自体がZ軸に沿って前後に移動します。これにより、より剛性の高いガイドブッシングの近くの材料ですべての作業を行うことができ、たわみや振動が発生する可能性がほとんどないため、部品がしっかりと保持されるため、細いワークピースでの作業に最適です。このスタイルの旋盤は、CNC制御下で一般的に使用されます。

今日のほとんどのCNCスイススタイル旋盤は、1つまたは2つのメインスピンドルと1つまたは2つのバックスピンドル（セカンダリスピンドル）を使用しています。主軸は、主な機械加工作業のガイドブッシュとともに使用されます。二次スピンドルは部品の後ろにあり、Z軸に沿って配置されています。簡単な操作では、切断された部品をピックアップし、2回目の操作で受け入れてからビンに排出するため、標準のCNCターニングセンターでよくあるように、オペレーターが各部品を手動で交換する必要がありません。。これにより、これらの機械は非常に効率的になります。これらの機械はサイクルタイムが速く、1サイクルで単純な部品を生産し（つまり、2番目の機械で2番目の操作で部品を仕上げる必要がない）、わずか10〜15秒です。これにより、小径部品の大量生産に最適です。

スイス式旋盤とライブツーリング

多くのスイスの旋盤にはセカンダリスピンドル、つまり「サブスピンドル」が組み込まれているため、「ライブツーリング」も組み込まれています。ライブツールは、スピンドルモーターとは独立した小さなモーターで駆動される回転切削工具です。ライブツールは、スイスの旋盤で製造できるコンポーネントの複雑さを増します。たとえば、主軸（主軸の回転軸）に垂直にドリルで穴を開けた部品を自動的に製造することは、ライブツーリングで非常に経済的であり、金属旋盤での機械加工が完了した後に二次操作として行う場合も同様に不経済です。。「二次加工」とは、製造工程を完了するために、部分的に完成した部品を二次機械に固定する必要がある機械加工作業です。一般に、高度なCAD / CAMソフトウェアは、メインスピンドルに加えてライブツールを使用するため、CADシステムで描画できるほとんどのパーツは、CAD / CAMソフトウェアがサポートするマシンで実際に製造できます。

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コンビネーション旋盤/ 3-in-1マシン

スリーインワンマシンとしてよく知られているコンビネーション旋盤は、旋盤の設計に穴あけまたはフライス盤の操作を導入します。これらの機械は旋盤床の上に立ち上がるフライス盤を備えており、フライス盤のX軸とY軸としてキャリッジとトップスライドを利用しています。 3-in-1の名前は、旋盤、フライス盤、ドリルプレスをすべて1つの手頃な工作機械に搭載するというアイデアに由来しています。これらは、手頃な価格を維持するために、サイズ、機能、剛性、および精度の妥協を必然的に伴うため、愛好家およびMRO市場専用です。それにもかかわらず、彼らは彼らのニッチの要求を非常によく満たし、十分な時間とスキルを与えられた高精度の能力があります。それらは、時折小さな部品を機械加工しなければならない小規模な非機械指向のビジネスで見られる場合があります。特に、高価な工具室の機械の厳しい公差は、手ごろな価格ではないことに加えて、エンジニアリングの観点からはアプリケーションにとってやり過ぎです。

CNC金属旋盤、ミニ旋盤、マイクロ旋盤は、汎用センター旋盤（エンジン旋盤）のミニチュアバージョンです。これらは通常、直径3〜7インチ（76〜178 mm）（つまり、半径1.5〜3.5インチ（38〜89 mm））の作業のみを処理します。ホームワークショップやMROショップ向けの小型で手頃な旋盤です。 3-in-1マシンに関して前に説明したように、これらのマシンにも同じ長所と短所が適用されます。

英語の正書法の他の場所で見られるように、これらのマシンの名前の接頭辞のスタイルにはさまざまなものがあります。それらは、ミニ旋盤、ミニ旋盤、およびミニ旋盤として、およびマイクロ旋盤、マイクロ旋盤、およびマイクロ旋盤として交互にスタイリングされます。

ブレーキ旋盤

自動車やトラックのガレージでブレーキドラムとディスクをリサーフェシングする作業に特化した旋盤。

ホイール旋盤

ホイール旋盤は、鉄道車両のホイールを製造および再表面化するために使用される機械です。過度の使用により車輪が摩耗したり損傷したりした場合、このツールを使用して、鉄道車両の車輪を再切断および再調整することができます。まだ鉄道車両に取り付けられているリサーフェシングホイールの床下バリエーション、緊急のホイール修理のために簡単に輸送できるポータブルタイプ、コンピューターベースのオペレーティングシステムを利用してホイール修理を完了するCNCバージョンなど、さまざまなホイール旋盤が利用可能です。。

ピット旋盤

大径の旋盤は、短時間ではありますが、床のくぼみの上に構築され、ワークピースの下部を受け入れるため、ターナーの腰の高さで最も涼しいものを立てることができます。例は、ケンジントンのロンドン科学博物館に展示されています。

縦旋盤

圧力容器や船舶用エンジンなど、さらに大きな直径や重い作業の場合、旋盤は回転して、部品が置かれるターンテーブルの形になります。この向きは、オペレーターにとっては不便ですが、大きな部品のサポートが容易になります。最大のものでは、ターンテーブルは床と同じ高さに設置され、ヘッドストックは下に埋め込まれ、ワークピースのロードとアンロードを容易にします。

オペレーターのアクセスは彼らにとってそれほど問題ではないので、CNC垂直旋盤は手動垂直旋盤よりも人気があります。

石油国旋盤

ドリルストリングのセグメントなどの長いワークピースを加工するための専用旋盤。石油カントリー旋盤には、大口径の中空スピンドル、主軸台の反対側にある2番目のチャック、および長いワークピースをサポートするための船外機が装備されています。

フィードメカニズム

定義された速度で旋盤に材料を供給するために、さまざまな供給メカニズムが存在します。これらのメカニズムの目的は、生産性の向上を最終目標として、生産プロセスの一部を自動化することです。

バーフィーダー

バーフィーダーは、1枚のバーストックを切断機に送ります。各部品が機械加工されると、切削工具が最終カットを作成して部品をバーストックから分離し、フィーダーは次の部品のためにバーに送り続け、機械の継続的な操作を可能にします。旋盤加工で使用されるバーフィードには、2つのタイプがあります。バーの上部と下部をクランプしながら一連のチャネルでバーストックを保持する流体力学的バーフィードと、バーストックを保持する静水圧バーフィードです。加圧オイルを使用したフィードチューブ。[9]

バーローダー

バーローダーは、バーフィーダーの概念のバリエーションであり、複数のバーストックをホッパーに供給でき、ローダーは必要に応じて各ピースに供給します。