部品に適した CNC マシニング センターを選択するには?

適切な CNC マシニング センターの選択は、機械のカタログではなく部品から始まります。

多くの購入者は、主軸速度、機械の移動距離、テーブルのサイズ、価格を比較することから始めます。これらの仕様は重要ですが、特定の CNC マシニング センターが実際に生産を向上させるかどうかはわかりません。

より役立つ質問は次のとおりです。

• 部品の何面を加工する必要がありますか?
• どれくらいのセットアップが必要ですか?
• 切るのが難しい素材ですか？
• 部品には大量の材料の除去や細かい仕上げが必要ですか?
• この部品は標準の 3 軸プロセスで加工できますか?
• 別のマシニング センターを使用するとセットアップ時間は短縮されますか?
• 生産量は、より特殊な機械を導入するのに十分なほど多いでしょうか?

通常、その答えは、立型マシニング センター、横型マシニング センター、ガントリー マシニング センター、5 軸マシニング センター、または別の CNC 機械構成を示します。

1.実際に作成する必要がある部分から開始します

CNC マシンを選択する最初のステップは、マシンの仕様ではなく部品を確認することです。

生産ラインからいくつかの代表的な部品を取り出して、以下を特定します。

• 部品の最大寸法
• 部品重量
• 材料
• 加工面数
• 必要な穴、ポケット、ねじ山、輪郭
• 必要な公差
• 表面仕上げ
• 現在のセットアップの数
• 月間または年間の生産量

この情報により、CNC 機械メーカーはお客様の要件をより明確に理解できるようになります。

たとえば、上部に穴とポケットのある小さなアルミニウム製ハウジングの場合、複雑な機械は必要ありません。深いキャビティと広範な表面フライス加工を備えた大型の鋼製金型は、まったく異なる加工問題となります。

これが、普遍的に「最良の」CNC マシニング センターが存在しない理由です。

適切な機械とは、部品によって生じる特定の製造上の問題を解決する機械です。

2. パーツに実際に必要なセットアップは何回ありますか?

セットアップ要件は、多くの場合、購入者が当初認識しているよりも重要です。

5 つの側面を加工する必要があるコンポーネントを考えてみましょう。

従来の 3 軸プロセスでは、オペレータは次のことを行う必要がある場合があります。

最初の面を加工します。

ワークを取り外します。

回転して位置を変更します。

治具を再調整します。

新しいワーク座標を設定します。

別の面を機械加工します。

プロセスを繰り返します。

機械は部品を生産できるかもしれませんが、生産プロセスは非効率になります。

追加のセットアップはすべて次のことを意味します。

オペレータの作業時間の増加

さらなる治具作業

より長い生産サイクル

追加の位置合わせ

位置決めエラーが発生する可能性が大きくなる

ここで、CNC マシニング センターの選択が重要になります。

ワークを何度も取り外さずに複数の面にアクセスできる場合は、横型マシニングセンタや5軸マシニングセンタを使用すると段取り数が削減できる場合があります。

したがって、問題は次のような単純なものではありません。

「この CNC マシンで私の部品を作ることができますか?」

もっと良い質問は次のとおりです。

「この CNC マシニング センターはどのくらい効率的に部品を製造できるでしょうか?」

3. 立形マシニングセンタが正しい選択となるのはどのような場合ですか?

立形マシニング センター (VMC) は、ほとんどの機械加工操作を上から実行できる部品に現実的な選択肢となることがよくあります。

典型的な例は次のとおりです。

ブラケット

プレート

機械ハウジング

部品の取り付け

一般機械部品

金型部品

部品が主に次のことを必要とする場合:

正面フライス加工

ポケットフライス加工

掘削

タッピング

輪郭加工

ほとんどの機能は一方向からアクセスできるため、立形マシニング センターは、機械を不必要に複雑にすることなく、必要な柔軟性を提供できます。

重要な点は、一般的な CNC マシンだからという理由だけで VMC を選択しないことです。

実際のセットアッププロセスを見てください。

ほとんどの部品を一度ロードして上から効率的に加工できる場合、VMC は論理的な選択となります。

ただし、オペレータが常に部品を取り外したり回転させたりする必要がある場合は、別のマシニング センター構成を検討する必要があるかもしれません。

4. 横型マシニングセンタがより意味のあるのはどのような場合ですか?

横型マシニング センター (HMC) は、ワークピースの複数の側面を加工する必要がある場合に特に興味深いものになります。

複数の面に機械加工機能を備えたバルブ本体、ギアボックス ハウジング、またはその他のコンポーネントを想像してください。

垂直機械では、複数の位置変更操作が必要になる場合があります。

横型マシニング センターは、異なる加工アプローチを提供でき、主軸を側面からワークピースにアプローチできると同時に、ワーク保持システムが多面加工をサポートできます。-

これにより、以下を削減できます。

セットアップ数

部品の取り扱い

位置合わせ操作

生産の中断

水平加工は、ポケットが深い加工や重加工の際に切りくずの排出が問題になる場合にも役立ちます。{0}}

横形マシニングセンタの仕様が決まっているから選ぶのではなく、その構成が既存の生産プロセスの問題を解決できるかどうかを検討してください。

これが、HMC を選択するより有益な理由です。

5. ガントリー マシニング センターを検討する必要があるのはどのような場合ですか?

大きなワークピースでは、さまざまな種類の CNC 加工の問題が発生することがよくあります。

顧客は長さ 2 メートルのコンポーネントを持っていて、すぐにガントリー マシニング センターが必要であると考えるかもしれません。

しかし、パーツの長さだけではその決定を下すのに十分ではありません。

次のことも知っておく必要があります。

実際に加工が必要な部品はどのくらいですか?

切断作業はどれくらいの深さで行われますか?

ワークの重さはどれくらいですか？

表面全体にアクセスする必要がありますか?

どれくらいの器具スペースが必要ですか?

どのような切削抵抗が発生しますか?

大型の金型、金型、構造コンポーネント、または重量のある機械コンポーネントの場合、機械は広い作業領域にわたって安定した切削を維持する必要があるため、より大型の CNC マシニング センターが必要になる場合があります。

このような場合、ガントリーマシニングセンタでは単にテーブルが大きいだけではなく、構造設計や剛性が重要になります。

目的は、入手可能な最大の CNC マシンを購入することではありません。

機械がワークピースの実際のサイズ、重量、切削抵抗、加工領域を処理できることを確認するためです。

6. 5 軸マシニング センターは本当に必要ですか?

これは購入者が慎重に答えるべき質問の 1 つです。

5 軸マシニング センターは複雑なコンポーネントに非常に役立ちますが、すべての複雑な部品に 5 軸マシニングが必要なわけではありません。

いくつかの角度のある表面を持つコンポーネントを考えてみましょう。

従来の 3 軸 CNC 機械では、オペレータがこれらの表面に到達するために複数の治具とセットアップが必要になる場合があります。

5 軸マシニング センターは、切削工具とワークピースの間の方向を変更できるため、より少ないセットアップでより多くの機能を完成できる可能性があります。

これは次の場合に役立ちます。

航空宇宙部品

インペラ

タービン部品

複雑な金型

医療部品

自由曲面-

複数の角度の付いたパーツ

ただし、部品が主に平面、標準ポケット、垂直穴、および単純な輪郭で構成されている場合、5 軸 CNC マシニング センターの追加機能では重大な製造上の問題に対処できない可能性があります。

したがって、尋ねる代わりに、次のようにします。

「5軸の方が良いの？」

聞く：

「5 軸加工により、どれくらいのセットアップ、治具、位置合わせ作業が省略できるでしょうか?」

これは、投資を評価するためのより現実的な方法です。

7. CNC マシンを材料に合わせる

加工する材料によって、必要な CNC マシニング センターのタイプが変わります。

たとえば、アルミニウムとスチールでは、非常に異なる加工戦略が必要になる場合があります。

アルミニウム部品の場合、小型の切削工具と高い切削速度を使用する場合、高いスピンドル速度が役立ちます。

鋼、鋳鉄、またはより重切削が必要なその他の材料の場合、機械の剛性、スピンドルのトルク、構造の安定性がより重要になることがあります。

現在の機械でより深い切り込みを行うときに振動が発生する場合、主軸回転数が高いというだけの理由で別の機械を購入しても問題は解決しない可能性があります。

本当の問題は次のようなものである可能性があります。

剛性不足

工具オーバーハング

ワークホールディング

切断パラメータ

スピンドル特性

機械構造

CNC 機械のサプライヤーと要件について話し合うときは、単に材料グレードを指定するのではなく、実際の材料除去プロセスについて説明してください。

例えば：

「1 回の作業で鋼製コンポーネントから 8 mm の材料を除去する必要があります。」

は以下よりもはるかに便利です。

「私たちは鋼を機械加工します。」

この情報により、CNC マシニング センターのメーカーはより適切な構成を推奨できます。

8. 主軸速度のみに基づいて CNC マシンを選択しないでください

スピンドル速度は最も比較しやすい仕様の 1 つですが、まさにそれが誤解を招く可能性がある理由です。

特定の高速加工用途では、主軸 RPM が高い方が有益です。-

ただし、生産に大型カッターや重い鋼材の切断が含まれる場合は、スピンドルのトルクと利用可能な電力がより重要になる可能性があります。

たとえば、主にアルミニウムの高速加工を中心に設計された機械は、鋼の積極的な切断には最適な選択ではない可能性があります。{0}

CNC マシニング センターを比較する場合は、完全な切削要件を考慮してください。

材質 + カッター径 + 切り込み深さ + 送り速度 + 所要サイクル時間

スピンドルの回転数だけを見るのではなく、

同じ原理が機械の移動にも当てはまります。

X/Y/Z 移動量が大きいほど、機械が部品にとってより優れていることを自動的に意味するわけではありません。

問題は、利用可能な移動量とクリアランスが実際のワークピースと治具に一致するかどうかです。

9. あなたの設備はあなたが必要とするマシンを変えることができます

これは購入段階で見落とされがちな問題です。

ワークピースの大きさが 800 mm × 500 mm だとします。

理論上は、より大きなテーブルを備えた CNC マシンに快適に収まるかもしれません。

しかし、その後、次のように付け加えます。

治具

万力

ロータリーテーブル

油圧クランプ

墓石

位置特定システム

利用可能な加工スペースは大幅に変化する可能性があります。

これは、横形マシニング センターまたは大型 CNC マシニング センターを選択する場合に特に重要です。

したがって、CNC 機械のサプライヤーに推奨事項を要求する場合は、可能な限り、治具またはワークホールドの要件とともに部品の寸法を提供してください。

機械は、単なる X/Y/Z 移動を備えたテーブルとしてではなく、完全な生産システムとして評価される必要があります。

10. 現在の生産上の問題を考慮してマシンを選択する

すでに CNC マシンを運用している場合は、既存の製造上の問題から、次のマシンで何を解決する必要があるかがわかります。

設定が多すぎる場合

部品の形状に応じて、横型マシニング センター、4 軸構成、または 5 軸マシニング センターを検討します。

大きな部品の加工が難しい場合

適切な動作範囲と構造能力を備えたガントリー マシニング センターをご覧ください。

重切削で振動が発生する場合

主軸速度だけでなく、機械の剛性、主軸トルク、ワーク保持力、切削条件なども検討してください。

複雑な表面に複数の治具が必要な場合

5軸マシニングセンタで段取り替えの工数を削減できるかどうかを評価します。

穴やネジ山が生産の大半を占めている場合

あらゆる作業に汎用マシニング センターを使用するよりも、高速ドリリングおよびタッピング センターの方が適している場合があります。{0}}

生産物が主にシャフトやその他の回転コンポーネントで構成されている場合

CNC ターニング センターや CNC 旋盤は、フライスベースのマシニング センターよりも適切な場合があります。{0}

このため、CNC マシンの選択の最良の出発点は、多くの場合、現在の生産のボトルネックになります。

11. 生産量が答えを変える

同じ部品でも、異なる生産量で異なる CNC マシン構成を正当化できます。

プロトタイプや臨時の注文の場合、最大のサイクル時間効率よりも柔軟性が重要になる場合があります。{0}}

大量生産の場合、セットアップ時間はさらに重要になります。{0}

1 つのセットアップに 15 分かかり、プロセスに 4 つのセットアップが必要だとします。

実際の切断時間を考慮する前に、パーツごとにすでに 1 時間のセットアップ作業が必要になります。

別の CNC マシニング センターを使用してプロセスを 1 つまたは 2 つのセットアップに減らすことができる場合は、追加の設備投資と、結果として生じる生産の節約を考慮する必要があります。

このため、バイヤーは CNC 機械メーカーに見積もりを依頼する際に、予想生産量を提示する必要があります。

生産量がなければ、特殊なマシニング センターが経済的に正当であるかどうかを判断するのは困難です。

12. 見積もりを依頼する前に、CNC 機械メーカーに何を送るべきですか?

有用な RFQ には、サプライヤーが機械加工プロセスを理解するのに十分な情報が含まれている必要があります。

可能な場合はいつでも送信します:

部品図または3Dモデル

これにより、メーカーは実際の形状を理解できるようになります。

材料

切削条件に影響を与える場合は、材料グレードを含めてください。

部品の寸法と重量

最小の部品だけではなく、最大の代表的なワークピースを使用してください。

必要な操作

例えば：

フライス加工

掘削

タッピング

つまらない

ポケット加工

輪郭加工

斜め-面の加工

現在のセットアップ数

これは、別の CNC マシニング センター構成を検討している場合に特に重要です。

生産量

月次または年次の数量は、サイクル タイムと自動化要件を評価するのに役立ちます。

精度と表面仕上げ

重要な寸法が機械の選択に影響する場合は、重要な寸法も含めてください。

既存の治具と工具

これは、CNC 機械のサプライヤーが実際の生産環境を理解するのに役立ちます。

情報が完全であればあるほど、一般的なマシンの推奨を受け取る可能性は低くなります。

13. 実用的な CNC マシニング センター選択チェックリスト

購入を決定する前に、次の質問に答えてください。

このチェックリストは、多くの場合、機械の仕様の長いリストよりも、購入に関する議論の際に役立ちます。

14. 生産上の最大の問題を解決するのは適切な CNC マシニング センターです

どの CNC マシニング センターが最適であるかという質問に対する普遍的な答えはありません。

あるメーカーにとって、立形マシニング センターは柔軟性とアクセスしやすさの適切な組み合わせを提供する可能性があります。

もう 1 つは、横型マシニング センターにより、いくつかの不必要なセットアップが削減される可能性があります。

大型の金型や構造コンポーネントの場合、ガントリー マシニング センターが必要な作業範囲と剛性を提供する場合があります。

複雑な複数の角度のコンポーネントの場合、5 軸マシニング センターを使用すると、固定具や位置変更が軽減される可能性があります。{0}

大量の穴あけとタップ加工の場合、穴あけおよびタップ加工センターがより良い生産ソリューションとなる可能性があります。{0}

重要な点は、パンフレットに記載されている仕様の数ではなく、解決する必要がある問題に基づいて機械を選択することです。

CNC マシニング センターを比較する場合は、いくつかの代表的な部品図面を用意し、メーカーと加工プロセスを検討してください。適切な CNC 機械メーカーは、なぜ特定の機械構成がお客様の部品に適合するのか、その限界はどこにあるのか、提案された機械がどのような生産上の問題を解決すると期待されているかを説明できる必要があります。

Dabai Precision Machine Tool は、さまざまな生産要件に対応する立型マシニング センター、横型マシニング センター、ガントリー マシニング センター、5 軸マシニング センター、CNC ターニング センター、高速ドリリングおよびタッピング センターを供給しています。特定のプロジェクトについては、実際の部品の形状、材質、ワーク保持方法、機械加工操作、生産量から機械の選択を評価できます。