初心者からエキスパートまで: 総合的なマシニングセンターのノウハウでエンジニアを支援

CNC マシニング センターとも呼ばれるマシニング センターは、製造業界でさまざまな加工作業に使用される、高度に自動化された汎用性の高い工作機械です。

1. 概要: マシニング センターは、フライス加工、穴あけ、タッピング、ボーリング、場合によっては旋削など、いくつかの機能を 1 つのユニットに組み合わせています。工作機械、ツールチェンジャー、制御システムを単一システムに統合し、効率と生産性を向上させます。

2. 種類: マシニング センターには、立型マシニング センター (VMC) や横型マシニング センター (HMC) など、さまざまな種類があります。 VMC には垂直方向のスピンドルがあり、HMC には水平方向のスピンドルがあります。それぞれのタイプに利点があり、特定の用途に適しています。

3. 軸: マシニング センターには通常 3 つ以上の動作軸があります。最も一般的なのは、直線運動用の X、Y、Z 軸を備えた 3 軸マシンです。高度なモデルには、多軸加工用に追加の回転軸 (A、B、C など) が備わっている場合があります。

4. CNC 制御: マシニング センターはコンピュータ数値制御 (CNC) システムによって制御されます。 CNC プログラミングにより、工具の動き、送り速度、主軸速度、冷却液の流れなどの加工プロセスを正確に制御できます。

5. 工具交換装置: マシニング センターには自動工具交換装置 (ATC) が装備されており、加工プロセス中に切削工具を迅速かつ自動で交換できます。これにより、効率的で中断のない生産が可能になります。

6. ワーク保持: 加工作業中、ワークはマシニング センターのテーブルまたは治具にしっかりと保持されます。用途や要件に応じて、バイス、クランプ、治具、パレットシステムなど、さまざまなワーク保持方法が使用されます。

7. 用途：マシニングセンタは航空宇宙、自動車、医療、一般製造業などの業界で幅広く使用されています。これらは、複雑な部品のフライス加工、穴開け、正確なプロファイルの作成、厳しい公差の達成などの作業に使用されます。

8. 進歩: マシニング センターの分野は、技術の進歩とともに継続的に進化しています。これには、機械設計、制御システム、切削工具技術、自動化、他の製造プロセスとの統合の改善が含まれます。

マシニング センターは、石油、ガス、電気、数値制御を統合し、さまざまなディスク、プレート、シェル、カム、金型、その他の複雑な部品やワークの一度のクランプを実現し、穴あけ、フライス加工、中ぐり、拡張、リーマ加工、リジットタッピング等の加工を行うため、高精度加工に最適な装置です。この記事ではマシニングセンタの活用術を以下の観点から紹介します。

マシニングセンターではどのように工具をセットするのでしょうか？

 
1. ゼロに戻る（工作機械の原点に戻る）
工具をセットする前に、前回の動作時の座標データをクリアするため、ゼロリターン（工作機械の原点復帰）を行う必要があります。 X、Y、Z 軸はすべてゼロに戻る必要があることに注意してください。

2.主軸は正転します
「MDI」モードでは、コマンドコードの入力により主軸が正回転し、回転速度は中速に維持されます。その後「ハンドル」モードに切り替え、速度を切り替えて調整することで工作機械の移動操作を行います。

3. X方向ツールの設定
ツールを使用してワークピースの右側に軽く触れ、工作機械の相対座標をクリアします。ツールを Z 方向に沿って持ち上げ、次にツールをワークの左側に移動し、ツールとワークを前と同じ高さまで下げます。軽くタッチして工具を持ち上げ、工作機械の相対座標のX値をメモし、工具を相対座標Xの半分の位置に移動し、工作機械の絶対座標のX値をメモし、(入力)を押します。 ) 座標系を入力します.

4.Y方向ツールの設定
工具を使用してワークピースの前面にそっと触れ、工作機械の相対座標をクリアします。ツールを Z 方向に持ち上げてから、ツールをワークの奥に移動し、ツールとワークを元と同じ高さまで下げます。軽くタッチして工具を持ち上げ、工作機械の相対座標のY値をメモし、工具を相対座標Yの半分の位置に移動し、工作機械の絶対座標のY値をメモし、(入力)を押します。 ) を使用して座標系を入力します。

5. Z方向ツールの設定

Z方向のゼロ点を向いたワーク表面に工具を移動させ、ワーク上面に軽く触れるまでゆっくりと工具を移動させ、この時の工作機械の座標系におけるZ値を記録します。を押して (INPUT) を押して座標系を入力します。

6.主軸停止
まず主軸を停止し、主軸を適切な位置に移動し、加工プログラムを呼び出して正式な加工の準備をします。

マシニング センターはどのようにして変形部品を製造および加工するのでしょうか?

   のために軸CNC加工軽量で剛性が低く強度が弱い部品のため、加工時の力や熱により変形しやすく、加工スクラップ率が高く大幅なコストアップにつながります。このような部品については、まず変形の原因を理解する必要があります。
力が加わったときの変形:
この種の部品は肉厚が薄く、クランプ力の作用により機械加工や切断時に偏肉が発生しやすく、また弾性が乏しく、部品の形状が自然に復元することが困難です。

熱変形：
ワークは軽くて薄いため、切削加工時のラジアル力により熱変形が生じ、ワークの寸法が不正確になります。
振動変形：
ラジアル切削力が作用すると、部品は振動や変形を起こしやすくなり、ワークの寸法精度、形状、位置精度、表面粗さに影響を与えます。
変形しやすい部品の加工方法：
薄肉部品に代表される変形しやすい部品に対して、小さな送りと高い切削速度による高速加工・切削により、加工時にワークにかかる切削抵抗を低減し、同時に切削熱を大幅に低減します。ワークから高速で飛散する切りくずにより消散します。取り除くことでワークの温度を下げ、ワークの熱変形を軽減します。

マシニング センターの工具を不動態化する必要があるのはなぜですか?
CNC ツールはそれほど高速ではありません。なぜ不動態化処理を行うのでしょうか?実際、ツールのパッシベーションは誰もが文字通りに理解しているものではなく、ツールの耐用年数を改善する方法です。平滑化、研磨、バリ取りなどのプロセスを通じて工具の品質を向上させます。これは実際には、工具を細かく研磨した後、コーティングする前の通常のプロセスです。

▲ツール不動態化の比較

包丁は製品が完成する前に砥石で研ぎますが、研ぎの過程で程度の差はあれ、微細な隙間が生じます。マシニングセンタで高速切削を行うと、微小な隙間が拡大しやすくなり、工具の摩耗や損傷が促進されます。最新の切削技術には工具の安定性と精度に対する厳しい要件があるため、CNC 工具はコーティングの前に不動態化してコーティングの硬度と耐用年数を確保する必要があります。ツールのパッシベーションの利点は次のとおりです。
1. 工具の物理的な磨耗に耐える
切削加工中、工具の表面は徐々に摩耗していきます。カスタムCNCワークピースまた、刃先は切削加工中の高温高圧下で塑性変形しやすくなります。工具の不動態化処理により、工具の剛性が向上し、工具の切削性能が早期に失われるのを防ぐことができます。
2. ワークの仕上がりを維持する
工具の刃先にバリがあると工具の摩耗が発生し、加工物の表面が荒れてしまいます。不動態化処理後は、工具の刃先が非常に滑らかになり、チッピングが減少し、ワークの仕上げ面も向上します。
3. 便利な溝切りくず除去
工具溝を研磨すると、表面品質と切りくず排出性能が向上します。溝表面が滑らかであればあるほど、切りくず排出性が向上し、より安定した切削プロセスを実現できます。マシニング センターで CNC ツールを不動態化および研磨すると、表面に多数の小さな穴が残ります。これらの小さな穴は、加工中により多くの切削液を吸収することができるため、切削中に発生する熱が大幅に低減され、加工効率が大幅に向上します。

マシニングセンタはどのようにしてワークの面粗さを低減するのでしょうか？

部品の表面粗さは、一般的な問題の 1 つです。CNC加工処理品質を直接反映します。部品加工の表面粗さを制御するには、まず次のような表面粗さの原因を深く分析する必要があります。切断剥離による熱変形や塑性変形。工具と加工面との間の摩擦。
ワークの表面粗さを選択する際には、部品表面の機能要件を満たすだけでなく、経済合理性も考慮する必要があります。切削機能を満たすことを前提として、製造コストを下げるためには表面粗さの基準値はできるだけ大きいものを選択する必要があります。切削マシニングセンターの実行者として、工具は、鈍すぎる工具によって引き起こされる不適格な表面粗さを避けるために、日常のメンテナンスと適時の研削に注意を払う必要があります。

マシニングセンタは加工が終わったら何をするのでしょうか？

一般的に、従来の工作機械のマシニングセンタの加工手順はほぼ同じです。主な違いは、マシニング センターが 1 回のクランプと連続自動加工によってすべての切削プロセスを完了することです。したがって、マシニングセンタは何らかの「後作業」を行う必要があります。

1. 洗浄処理を行います。マシニング センターが切削タスクを完了した後は、時間内に切りくずを除去し、マシン ゴッドを拭き、工作機械と環境を清潔に保つ必要があります。
2. 付属品の点検と交換については、まずガイド レールのオイル ワイパーを確認し、磨耗している場合は適時に交換してください。潤滑油、冷却水の状態を確認してください。濁りが発生した場合は、適時に交換する必要があります。水位が目盛りより低い場合は追加する必要があります。
3. シャットダウン手順を統一し、電源と工作機械操作盤の主電源を順次遮断する。特別な状況や特別な要件がない場合は、最初にゼロに戻す、手動、インチング、自動の原則に従う必要があります。マシニングセンタも低速、中速、高速の順で動作する必要があります。作業を開始する前に、低速および中速の運転時間は 2 ～ 3 分以上である必要があります。
4. 運用を標準化する。チャック上または上部でワークピースをたたいたり、まっすぐにしたり、修正したりすることは許可されません。であることを確認する必要があります。CNCフライス部品次のステップに進む前に、ツールがクランプされます。工作機械の保険および安全保護装置は、勝手に分解したり移動したりしないでください。最も効率的な処理は、実際には安全な処理です。効率的な処理装置として、処理センターの停止時の動作は合理的かつ標準化されている必要があります。これは、現在完了しているプロセスのメンテナンスだけでなく、次の開始の準備でもあります。

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