CNC 機械部品: 知っておきたいこと

技術の継続的な発展に伴い、消費者はさまざまな個人化されたニーズを持ち、カスタマイズ要件は向上し続けています。消費者は自分のニーズや好みに応じて専門のスペアパーツをカスタマイズする必要があります。これが達成できれば、顧客の好感度は大幅に高まり、企業も同様にカスタマイズできます。自身の認知度を高め続けます。 したがって、CNC カスタム加工サービスも製造において重要な役割を果たします。


自動車オートメーション分野における CNC カスタム加工サービスの応用も、目覚ましい成果を上げています。 当社を例に挙げると、高度な設備と技術チームを備えたワンストップのカスタマイズされたCNC生産サービスを提供し、多くの有名な自動車メーカーに高品質の部品加工サービスを提供し、パートナーの支持を得ています。


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CNC (コンピューター数値制御) カスタム加工サービスの開発は、高度な精度と複雑さ、精密部品とギア、センサー ハウジングとマウント、エンド エフェクターとグリッパー、ジョイントとコネクタ、


ロボット制御のためのカスタマイズされたプロトコル、電子部品の統合、再設計と改善、研究と教育。


CNC カスタム加工は、さまざまな業界や用途におけるロボット システムの機能とパフォーマンスに不可欠な精密設計コンポーネントを提供することにより、ロボットの開発、生産、メンテナンスにおいて重要な役割を果たしています。


CNC (Computer Numerical Control) カスタム加工サービスは、ロボット工学の分野で多数の用途があります。 CNC 加工がロボット工学で使用される具体的な方法をいくつか紹介します。：



1.プロトタイピングと開発: CNC 加工はロボット工学のプロトタイピング段階で非常に重要です。 これにより、量産前にロボット設計の開発と改良に必要な精密なカスタムコンポーネントを作成できます。


2.フレームおよび構造コンポーネント: CNC 加工は、フレーム、シャーシ、アーム、ブラケットなどのロボットのさまざまな構造コンポーネントを製造するために使用されます。 これらの部品は、特定の強度、重量、寸法要件を満たすように精密に製造できます。


3.精密部品とギア: ロボットには、多くの場合、ギア、アクチュエーター、機械部品などの複雑で高精度の部品が必要です。 CNC 加工により、これらの部品の正確さと再現性が保証されます。


4.センサー ハウジングとマウント: カスタム センサー ハウジングとマウントは、ロボット工学においてセンサーを所定の位置にしっかりと保持し、適切な機能を確保するために不可欠です。 CNC 機械加工により、さまざまなタイプのセンサーに対応するために、これらのコンポーネントを高精度で製造できます。


5.エンドエフェクターとグリッパー: CNC 加工は、ロボットがオブジェクトと対話するために使用するエンドエフェクターとグリッパーを作成するために使用されます。 これらのコンポーネントは特定のタスクに合わせて調整する必要があり、CNC 加工により必要なカスタマイズが可能になります。


6.ジョイントとコネクタ：CNC加工を採用して複雑なジョイント機構とコネクタを作成し、ロボットシステムのスムーズで正確な動きを保証します。


7.ロボット制御用のカスタマイズされたプロトコル: CNC 加工を利用して、カスタム ロボット制御システム用のコントロール パネルや特殊なコンポーネントを作成し、特定のプログラミングやインターフェースのニーズを満たすことができます。


8.電子部品の統合: CNC 加工は、ロボット内の電子部品のハウジングとエンクロージャの製造を支援し、適切なフィット感、保護、機能性を確保します。


9.再設計と改善: CNC 加工により、既存のロボット コンポーネントの再設計または変更が可能になり、機能、効率の向上、または古いロボット システムの修理が可能になります。


10.研究と教育: CNC 加工は研究と教育を目的として学術環境で使用されており、学生や研究者が実験や学習用にカスタム ロボット コンポーネントを作成できるようになります。




全体として、CNC カスタム加工は、さまざまな業界や用途におけるロボット システムの機能とパフォーマンスに不可欠な精密設計コンポーネントを提供することにより、ロボットの開発、生産、メンテナンスにおいて重要な役割を果たしています。カスタム CNC 生産サービスについては、お選びください。私たちと私たちは、最高品質のサービスと最も競争力のある価格を提供します。 ロボット製造業の革新と発展を一緒に推進しましょう。

加工技術の更新が進むにつれ、CNC 加工も大きく変化してきました。 多くの専門家は、将来的にはCNCが主流の加工モードになるだろうと指摘しています。 CNC 加工プロセスではツールが最も重要です。今日は CNC ツールについて詳しく説明します。



CNC工作機械のコンセプト


工具とは、機械製造において切削に使用される工具です。 一般的な切削工具には、切削工具と研磨工具の両方が含まれます。 ナイフの大部分は機械に使用されますが、手動工具もあります。 機械製造で使用される工具は基本的に金属材料を切削するために使用されるため、一般的に「工具」という用語は金属切削工具として理解されています。 木材を切るために使用される刃物を木工道具といいます。


CNC加工ツール


工具の分類


切削工具はワークの加工面の形状に応じて5つのカテゴリーに分類されます。


旋削工具、カンナナイフ、フライス、外面ブローチ、ヤスリなどの各種外面加工用切削工具。


穴加工ツール
、ドリル、リーミングドリル、ボーリングカッター、フライスカッター、内面ブローチなどを含む。


ねじ加工ツール
、タップ、ダイス、自動開口ねじ切りヘッド、ねじ切り工具、ねじ切りフライスを含みます。


歯車加工ツール
、ホブ、ギアシェーパーカッター、シェービングカッター、かさ歯車加工ツールなどを含みます。


切削工具
、挿入された丸鋸刃、バンドソー、弓鋸、切削工具および鋸刃フライスカッターなどを含みます。


さらに、
組み合わせツール
.


穴あけ工具


ツールの構造


各種ツールの構造はクランプ部と作業部から構成されます。 ツール全体の構造のうち、クランプ部分と作業部分はツール本体上で行われます。ツールの作動部分 (歯またはブレード) はツール本体に取り付けられます。


ツールのクランプ部には2種類の穴とハンドルが付いています。 円筒フライスやスリーブ正面フライスなどの穴付き工具は、工作機械の主軸やマンドレルに設けられた内穴を利用し、アキシアルキーやエンドキーを利用してねじりトルクを伝達します。


ハンドル付きツールは通常、角ハンドル、円筒ハンドル、円錐ハンドルの3種類があります。 旋削工具、かんな工具など 一般に長方形のハンドルです。円錐形のハンドルはテーパーにより軸方向の推力に耐え、摩擦によりトルクを伝達します。 円筒シャンクは一般に、クランプトルク伝達時に発生する摩擦を利用して切削する、小型のツイストドリル、エンドミル、その他の工具に適しています。 多くのハンドル付きツールのシャンクは低合金鋼で作られており、作業部分は高速度鋼を溶接して作られています。



工具材料が持つべき基本特性


1. 高硬度


工具素材の硬度は、加工する被削材の硬度よりも高いことが必要であり、これが工具素材に求められる基本的な特性です。


2. 十分な強度と靭性


工具の刃部の材質は、切削時の大きな切削力や衝撃力に耐える材質でなければなりません。 曲げ強度と衝撃靱性は、工具材料の脆性破壊や刃先破損に対する抵抗力を反映します。


3. 高い耐摩耗性と耐熱性


工具材料の耐摩耗性とは、摩耗に耐える能力を指します。 工具材料の硬度が高いほど、耐摩耗性は向上します。高温硬度が高いほど、耐熱性が向上し、高温での工具材料の塑性変形に対する耐性、耐摩耗性も強くなります。


4. 良好な熱伝導性


熱伝導率が大きいということは熱伝導性が良く、切削時に発生する熱容量が外部に伝わりやすいため、切削部の温度が下がり工具の摩耗が軽減されます。


5. 優れた技術と経済性


製造を容易にするために、工具素材には鍛造、溶接、切削、熱処理、研削性などの機械加工性が良好であることが求められます。 経済性は、新しい工具材料を評価し、その適用を促進するための重要な指標の 1 つです。


6. 接着耐性


高温高圧の吸着結合の作用下でワークピースと工具材料の分子が結合するのを防ぎます。


7. 化学的安定性


これは、工具の材質が高温で周囲の媒体と化学反応しにくいことを意味します。


工具コーティング


アルミニウム合金の刃先交換式インサートは、現在、化学蒸着法により炭化チタン、窒化チタン、アルミナの硬質層または複合層でコーティングされています。 開発中の物理蒸着法は、アルミニウム合金工具だけでなく、ドリル、ホブ、タップ、フライスなどのハイス工具にも使用可能です。 硬質コーティングは化学物質の拡散や熱伝導を防ぐバリアとして、切削中の工具の摩耗速度を遅くし、コーティングされた刃の寿命はコーティングされていない刃の寿命に比べて約 1 ～ 3 倍長くなります。



ツールの選び方


工具の選択は、NC プログラミングの人間と機械の対話状態で実行されます。 工作機械の加工能力、被削材の性能、加工手順、切削量などに応じて、工具やハンドルを適切に選択する必要があります。


工具選択の一般原則: 取り付けと調整が簡単、優れた剛性、高い耐久性と精度。 加工要件を満足することを前提として、工具加工の剛性を高めるために短い工具ハンドルを選択するようにしてください。 工具を選択する際には、加工するワークの表面サイズに合わせて工具のサイズを調整する必要があります。


1. エンドミルは平面部品の外周の輪郭を加工する場合によく使用されます。


2. 平面をフライス加工する場合は、超硬刃フライスを選択する必要があります。


3. 凸・溝加工の場合はハイスエンドミルをお選びください。


4. ブランク面の加工や穴の荒加工をする場合には、超硬刃のコーンフライスをお選びいただけます。


5. 一部の垂直面や可変ベベル輪郭の加工には、ボールエンドミル、リングフライス、コニカルフライス、ディスクフライスなどがよく使用されます。


6. 自由曲面の加工では、ボールヘッドツール先端の切削速度がゼロであるため、加工精度を確保するために一般に切削線の間隔が非常に密であるため、ボールヘッドがよく使用されます。表面の仕上げ。


7、フラットヘッドツールは、表面加工の品質と切断効率がボールヘッドナイフよりも優れているため、粗面加工でも仕上げでも、確実に切断することを前提としている限り、フラットヘッドナイフを選択することを優先する必要があります。 。


8. マシニングセンタでは、さまざまな工具が工具ライブラリにインストールされており、手順に従って随時工具の選択や工具交換が行われます。 したがって、穴あけ、中ぐり、拡張、フライス加工などのプロセス用の標準工具を機械の主軸または工具ライブラリに迅速かつ正確に取り付けるには、標準工具ハンドルを使用する必要があります。 ツールの数は可能な限り減らす必要があります。ツールをインストールしたら、実行できるすべての処理部分を完了する必要があります。たとえ同じサイズ仕様の工具であっても、荒仕上げ工具は別々に使用する必要があります。穴あけ前のフライス加工。最初に表面仕上げを実行し、次に 2D 輪郭仕上げを実行します。 生産効率を向上させるために、CNC 工作機械の自動工具交換機能を可能な限り使用する必要があります。


アルミニウム加工の課題と解決策


純アルミニウム加工時のアルミニウム加工の問題点と解決策、ナイフがつきやすい原因とその解決策：


1. アルミニウム素材は質感が柔らかく、高温でも貼り付きやすいです。


2. アルミニウムは高温に強くなく、開けやすいです。


3. 切削油加工関連：油潤滑性能が良好。優れた水溶性冷却性能。乾式切断コストが高い。


4. 純アルミニウムを加工する場合は、ポジティブな前角、鋭い切れ刃、大きな切りくず排出溝、ねじれ角45度または55度のアルミニウム加工専用のエンドミルを選択する必要があります。


5. ワークの材質とCNCツールの親和性が高まります。


6. 軟質材料を加工する荒前工具。


推奨事項: 工作機械の状態が悪いから良好。要件は低いから高い。高速度鋼、コーティング研磨超硬、PCD 多結晶ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンドを使用してください。


7. 切削液により低速を回避、高速オイルミスト潤滑で効果向上、アルミ合金対応


ツールの今後の開発方向性


部品の高温・高圧・高速化、腐食性流体中での作業、難加工材料の適用増加、切削加工の自動化レベル、加工精度の要求はますます高くなっています。 この状況に適応するために、ツールの開発の方向性は、新しいツール材料の開発と適用になります。工具の蒸着コーティング技術をさらに開発し、高靱性と高強度のマトリックスに高硬度のコーティングを堆積させ、工具材料の硬度と強度の間の矛盾をよりよく解決します。インデックス可能なツール構造のさらなる開発。ツールの製造精度を向上させ、製品の品質の差を減らし、ツールの使用を最適化します。

CNCアルミニウム合金加工ツールの選び方。

適切な CNC 加工材料を選択するにはどうすればよいですか?

材料が間違っている、すべてが無駄だ！満足のいく製品を生み出すためには、材料の選択が最も基本であり、最も重要なステップとなります。 CNC 加工では、金属材料、非金属材料、複合材料など、さまざまな材料を選択できます。


一般的な金属材料には、鋼、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼などが含まれます。 非金属材料とは、エンジニアリングプラスチック、ナイロン、ベークライト、エポキシ樹脂などです。 複合材料とは、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化エポキシ樹脂、ガラス繊維強化アルミニウムなどです。


材料が異なれば物理的および機械的特性も異なるため、部品の性能、精度、耐久性にとって適切な材料を正しく選択することが重要です。 この記事では、数ある加工材料の中から低コストで適切な材料を選択する方法を私自身の経験をもとにお伝えします。



製品の実際のアプリケーション要件を決定する

まず、製品とその部品の最終用途を決定する必要があります。 たとえば、医療機器は消毒する必要があり、お弁当は電子レンジで加熱する必要があり、ベアリングやギアなどは耐荷重や複数の回転摩擦に使用する必要があります。


材料の用途要件を材料の特性に変換する

用途が決まったら、製品の実際の用途ニーズから製品の用途を調査し、技術要件や環境要件を分析し、これらのニーズを材料の特性に変換します。 たとえば、医療機器の部品はオートクレーブの極度の熱に耐えなければならない場合があります。ベアリング、ギア、その他の材料には、耐摩耗性、引張強度、圧縮強度の要件があります。 主に以下の点から分析できます：


01 環境要件


製品の実際の使用シナリオと環境を分析します。例: 製品の長期使用温度、最高/最低使用温度はそれぞれ高温または低温に属しますか?屋内または屋外での UV 保護要件はありますか?乾燥した環境にありますか? それとも湿気の多い腐食性の環境にありますか?等。


02 技術要件


製品の技術要件に従って、アプリケーション関連のさまざまな要素をカバーできる必要な機能が分析されます。 例: 製品には導電性、絶縁性、帯電防止性のどれが必要ですか?放熱性、熱伝導性、難燃性は必要ですか？化学溶剤にさらす必要はありますか?等。


03 物理的性能要件


製品の用途や使用環境に基づいて、部品に必要な物性を分析します。 高い応力や摩耗にさらされる部品の場合、強度、靱性、耐摩耗性などの要素が重要です。高温に長時間さらされる部品には、良好な熱安定性が必要です。


04 外観および表面処理の要件


製品が市場に受け入れられるかどうかは、外観に大きく左右され、材料ごとに色や透明度が異なり、仕上げや対応する表面処理も異なります。 したがって、製品の美的要件に従って、加工材料を選択する必要があります。


05 処理パフォーマンスの考慮事項


材料の機械加工特性は、部品の製造プロセスと精度に影響を与えます。 例えば、ステンレス鋼は錆びにくく、耐食性に優れていますが、硬度が高く、加工時に工具が摩耗しやすいため、加工コストが非常に高く、加工に適した材料ではありません。 プラスチックの硬度は低いですが、加熱プロセス中に軟化して変形しやすく、安定性が低いため、実際のニーズに応じて選択する必要があります。


特性に合った材料を探す

製品の実際のアプリケーション要件は多数のコンテンツで構成されているため、製品のアプリケーション要件を満たす複数のマテリアルが存在する場合があります。または、さまざまなアプリケーション要件の最適な選択がさまざまな材料に対応する状況。最終的に、特定の要件を満たすいくつかの材料が得られる場合があります。 したがって、必要な材料特性が明確に定義されたら、残りの選択ステップは、それらの特性に最もよく適合する材料を検索することです。


候補材料の選択は材料特性データのレビューから始まりますが、もちろん、何千もの適用された材料を調査することは不可能ですし、その必要もありません。 材料カテゴリから始めて、最初に金属材料、非金属材料、複合材料のいずれが必要かを決定します。 次に、材料特性に対応する以前の分析結果に基づいて、候補材料の選択を絞り込みます。 最後に、材料コスト情報を利用して、多数の材料候補の中から製品に最適な材料を選択します。


現在、Honscn は加工に適した多数の素材を選択して発売しており、お客様に好評をいただいています。



金属材料の性質についてご紹介します

金属材料とは、光沢、延性、易伝導性、熱伝導性などの特性を備えた材料を指します。 その性能は主に、機械的特性、化学的特性、物理的特性、プロセス特性の 4 つの側面に分けられます。 これらの特性は材料の適用範囲や適用の合理性を決定し、金属材料を選択する際の重要な基準となります。

ここでは機械的性質や加工特性が異なる2種類の金属材料、アルミニウム合金と銅合金を紹介します。



アルミニウム合金

世界中には1000以上のアルミニウム合金グレードが登録されており、それぞれのブランド名と意味が異なり、アルミニウム合金のグレードが異なると、硬度、強度、加工性、装飾性、耐食性、溶接性、その他の機械的特性や化学的特性に明らかな違いがあります。 、それぞれに長所と短所があります。


硬度


硬度とは、傷やへこみに耐える能力を指します。 これは合金の化学組成と直接的な関係があり、異なる状態はアルミニウムの硬度に異なる影響を与えます。 硬度は、切削速度と CNC 加工で使用できる工具材料の種類に直接影響します。


実現可能な最高硬度から、7シリーズ > 2 シリーズ > 6 シリーズ > 5 シリーズ > 3 シリーズ > 1シリーズ。


強度


強度とは、変形や破壊に耐える能力を指します。一般的に使用される指標には、降伏強度、引張強度などが含まれます。


これは製品設計において考慮しなければならない重要な要素であり、特にアルミニウム合金部品が構造部品として使用される場合、かかる圧力に応じて適切な合金を選択する必要があります。


硬度と強度の間には正の関係があり、純アルミニウムの強度が最も低く、2 シリーズおよび 7 シリーズの熱処理合金の強度が最も高くなります。


密度


密度は単位体積あたりの質量を指し、材料の重量を計算するためによく使用されます。


密度はさまざまな用途にとって重要な要素です。 用途に応じて、アルミニウムの密度はその使用方法に大きな影響を与えます。 たとえば、軽量で高強度のアルミニウムは、建築や産業用途に最適です。


アルミニウムの密度は約2700kg/m³、さまざまな種類のアルミニウム合金の密度値はあまり変わりません。


耐食性


耐食性とは、他の物質と接触したときに腐食に耐える能力を指します。 耐化学腐食性、耐電気化学的腐食性、耐応力腐食性などの特性が含まれます。


耐食性の選択の原則は、その使用機会に基づく必要があり、腐食環境で使用される高強度合金には、さまざまな耐食性複合材料を使用する必要があります。


一般に、シリーズ 1 の純アルミニウムの耐食性が最も優れており、シリーズ 5 が良好な性能を示し、シリーズ 3 とシリーズ 6 がそれに続き、シリーズ 2 とシリーズ 7 は劣っています。


加工性


被削性には、成形性と被削性が含まれる。 成形性は状態に関係するため、アルミニウム合金のグレードを選択した後、各状態の強度範囲も考慮する必要がありますが、通常、高強度材料は成形が容易ではありません。


アルミニウムに曲げ加工、絞り加工、深絞り加工などを施す場合、全焼鈍材の加工性が最も良く、逆に熱処理材の加工性は最も悪くなります。


アルミニウム合金の被削性は合金組成と大きな関係があり、通常高強度アルミニウム合金の被削性は良好であり、逆に低強度アルミニウム合金の被削性は劣ります。


金型や機械部品などの切削加工が必要な製品では、アルミニウム合金の被削性が重要な要素となります。


溶接・曲げ特性


ほとんどのアルミニウム合金は問題なく溶接できます。 特に、一部の 5 シリーズ アルミニウム合金は、溶接を考慮して特別に設計されています。比較的、一部の 2 シリーズおよび 7 シリーズ アルミニウム合金は溶接がより困難です。


また、5系アルミニウム合金は、あるクラスのアルミニウム合金製品の曲げ加工にも最適です。


装飾性


アルミニウムを装飾や特定の用途に使用する場合、対応する色と表面組織を得るために表面を処理する必要があります。 この状況では、素材の装飾特性に焦点を当てる必要があります。


アルミニウムの表面処理オプションには、陽極酸化処理とスプレー処理が含まれます。 一般に耐食性の良い材料は表面処理性に優れています。


その他の特徴


上記の特性に加えて、導電性、耐摩耗性、耐熱性などの特性もあり、材料の選択にはさらに考慮する必要があります。


銅合金

オリハルコン



真鍮は銅と亜鉛の合金です。 真鍮中の亜鉛の含有量を変えることにより、異なる機械的特性を備えた真鍮を得ることができます。 黄銅中の亜鉛の含有量が高いほど、強度は高くなりますが、可塑性はわずかに低くなります。


業界で使用される真鍮の亜鉛含有量は 45% を超えません。亜鉛含有量は脆くなり、合金の性能が低下します。 真鍮に 1% の錫を添加すると、海水や海洋大気腐食に対する真鍮の耐性が大幅に向上するため、「ネイビー真鍮」と呼ばれます。


錫は真鍮の被削性を向上させることができます。 鉛真鍮は一般に、切断が容易な国家標準の銅と呼ばれます。 鉛を添加する主な目的は、被削性と耐摩耗性の向上であり、鉛は黄銅の強度にはほとんど影響しません。 銅の彫刻も鉛真鍮の一種です。


ほとんどの真鍮は色、加工性、延性が良好で、電気めっきや塗装が容易です。


赤銅



銅は赤銅とも呼ばれる純銅で、良好な電気伝導性と熱伝導性、優れた可塑性を備え、ホットプレスや冷間プレス加工が容易で、プレート、ロッド、チューブ、ワイヤー、ストリップ、フォイルなどの銅に加工できます。


放電加工機、磁気機器、コンパスや航空機器などの磁気干渉に対する耐性が必要な機器の製造用の電食銅や導電性棒など、良好な導電性が必要な製品が多数あります。


どのような材質であっても、基本的には単一モデルで製品のすべての性能要件を同時に満たすことはできませんし、その必要もありません。 製品の性能要求、使用環境、加工工程等に応じて各種性能の優先順位を設定し、性能確保を前提とした合理的な材料の選択と合理的なコスト管理を行う必要があります。


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