精密機械加工は、耐性の密接な仕上げを保持している間、ワークから材料を除去するプロセスです。精密マシンには、製粉、回転、電気放電の機械加工など、多くのタイプがあります。今日の精密マシンは、一般にコンピューター数値制御（CNC）を使用して制御されます。
ほとんどすべての金属製品は、プラスチックや木材などの他の多くの材料と同様に、精密機械を使用しています。これらのマシンは、専門の訓練を受けた機械工によって運用されています。切削工具がその仕事をするためには、正しいカットをするために指定された方向に移動する必要があります。この主要な動きは、「切断速度」と呼ばれます。ワークピースは、「フィード」の二次的な動きとして知られるように移動することもできます。一緒に、これらの動きと切削工具の鋭さにより、精密機械が動作できます。
高品質の精度機械加工には、CAD（コンピューター支援設計）またはAutoCADやTurboCADなどのCAM（コンピューター支援製造）プログラムによって行われた非常に特定の青写真に従うことができます。このソフトウェアは、ツール、マシン、またはオブジェクトを製造するために必要な複雑な3次元の図またはアウトラインを作成するのに役立ちます。これらの青写真は、製品がその完全性を保持することを保証するために、非常に詳細に遵守する必要があります。ほとんどの精密機械加工会社は、何らかの形のCAD/CAMプログラムで動作しますが、デザインの初期段階で手描きのスケッチで頻繁に機能します。
精密機械加工は、鋼、青銅、グラファイト、ガラス、プラスチックなど、いくつかの例を挙げると多くの材料で使用されます。プロジェクトのサイズと使用する材料に応じて、さまざまな精密加工ツールが使用されます。旋盤、製粉機、ドリルプレス、ソー、グラインダー、さらには高速ロボット工学の任意の組み合わせを使用することもできます。航空宇宙産業は高い速度の機械加工を使用する場合がありますが、木工工具産業は写真化学的エッチングおよびミリングプロセスを使用する場合があります。実行からのかき回す、または特定のアイテムの特定の量は、数千人で数字を数えるか、ほんの数人である可能性があります。精密機械加工には、多くの場合、CNCデバイスのプログラミングが必要です。これは、コンピューターが数値的に制御されていることを意味します。 CNCデバイスは、製品の実行中に正確な寸法に従うことができます。
ミリングは、ロータリーカッターを使用して、特定の方向にカッターをワークピースに進める（または給餌）することにより、ワークピースから材料を除去する機械加工プロセスです。カッターは、ツールの軸に対して角度で保持することもできます。 Millingは、小さな個々の部品から大規模な大規模なギャングミリング作業まで、さまざまな異なる操作と機械をカバーしています。これは、カスタムパーツを正確な許容範囲に加工するために最も一般的に使用されるプロセスの1つです。
粉砕は、幅広い工作機械で行うことができます。製粉用の工作機械の元のクラスは、製粉機（ミルと呼ばれることが多い）でした。コンピューター数値制御（CNC）の出現後、フライス機は機械加工センターに進化しました。自動ツールチェンジャー、ツールマガジンまたはカルーセル、CNC機能、クーラントシステム、エンクロージャーによって増強された製粉機。ミリングセンターは通常、垂直機械加工センター（VMC）または水平マシニングセンター（HMC）に分類されます。
ターニング環境への製粉の統合、およびその逆も同様であり、旋盤のライブツールと、ターン操作のための工場の時折の使用で始まります。これにより、同じ作業エンベロープ内でのフライスと回転を促進するための専用マルチタスクマシン（MTMS）の新しいクラスにつながりました。
設計エンジニア、R＆Dチーム、およびパーツソーシングに依存するメーカーの場合、精密CNC加工により、追加の処理なしで複雑な部品を作成できます。実際、精密CNC加工により、1つのマシンで完成した部品を作成できることがよくあります。
機械加工プロセスは材料を除去し、幅広い切削工具を使用して、最終的で、しばしば非常に複雑な部品のデザインを作成します。精度のレベルは、機械加工ツールの制御を自動化するために使用されるコンピューター数値制御（CNC）を使用することで強化されます。
精密機械加工における「CNC」の役割
コード化されたプログラミング手順を使用すると、Precision CNC加工により、マシンオペレーターによる手動介入なしに、ワークをカットして仕様に合わせて形作ることができます。
顧客が提供するコンピューター支援設計（CAD）モデルを使用すると、専門家の機械工がコンピューター支援の製造ソフトウェア（CAM）を使用して、部品を機械加工するための指示を作成します。 CADモデルに基づいて、ソフトウェアはどのツールパスが必要かを決定し、マシンに伝えるプログラミングコードを生成します。
■正しいRPMとフィードレートは何ですか
■ツールやワークをいつどこで移動するか
■どれだけ深くカットするか
■クーラントを適用するタイミング
■速度、飼料レート、および調整に関連するその他の要因
CNCコントローラーは、プログラミングコードを使用して、マシンの動きを制御、自動化、監視します。
今日、CNCは、旋盤、ミル、ルーターからEDM（電気放電加工）、レーザー、およびプラズマ切断機まで、幅広い機器の組み込み機能です。機械加工プロセスの自動化と精度の向上に加えて、CNCは手動タスクを排除し、機械工を自由にして同時に実行している複数のマシンを監督します。
さらに、ツールパスが設計され、マシンがプログラムされると、何度もパートを実行できます。これにより、高レベルの精度と再現性が提供され、その結果、プロセスが非常に費用対効果が高くスケーラブルになります。
機械加工された材料
一般的に機械加工される一部の金属には、アルミニウム、真鍮、青銅、銅、鋼、チタン、亜鉛が含まれます。さらに、木材、泡、グラスファイバー、およびポリプロピレンなどのプラスチックも機械加工できます。
実際、あらゆる材料を精密CNC加工で使用できます。もちろん、アプリケーションとその要件に応じて。
精密CNC加工のいくつかの利点
幅広い製造製品で使用されている小さな部品とコンポーネントの多くにおいて、精密CNC加工は多くの場合、製造方法です。
実質的にすべての切断および機械加工方法に当てはまるように、異なる材料の動作が異なり、コンポーネントのサイズと形状もプロセスに大きな影響を与えます。ただし、一般に、精密CNC加工のプロセスは、他の機械加工方法よりも利点を提供します。
それは、CNCの機械加工が提供できるためです。
■高度な部分の複雑さ
■通常、±0.0002 "（±0.00508 mm）から±0.0005"（±0.0127 mm）の範囲のタイト耐性
■カスタム仕上げを含む、非常に滑らかな表面仕上げ
■再現性、大量であっても
熟練した機械工は、手動旋盤を使用して10または100の量で質の高い部品を作成できますが、1,000部の部品が必要な場合はどうなりますか？ 10,000部品？ 100,000または百万部品？
精密CNC加工により、このタイプの大量生産に必要なスケーラビリティと速度を取得できます。さらに、精密CNC加工の高い再現性により、生産している部品の数に関係なく、最初から最後まですべて同じ部品が提供されます。
ワイヤーEDM（電気放電加工）、添加剤加工、3Dレーザー印刷など、CNC加工の非常に特殊な方法がいくつかあります。たとえば、ワイヤーEDMは、通常は金属 - および電気放電を使用して、ワークピースを複雑な形状に侵食します。
ただし、ここでは、粉砕プロセスと回転プロセスに焦点を当てます。これは、広く利用可能で、精密CNC加工に頻繁に使用される2つの減算的な方法です。
フライスとターニング
ミリングは、回転する円筒形の切削工具を使用して材料を除去し、形状を作成する加工プロセスです。工場または機械加工センターとして知られる製粉機器は、最大のオブジェクト機械加工金属のいくつかの複雑な部分の形状の宇宙を達成します。
製粉の重要な特徴は、切削工具が回転している間、ワークピースが静止したままであることです。言い換えれば、工場では、回転する切削工具がワークピースの周りを動きます。これはベッドの上に固定されたままです。
ターンは、旋盤と呼ばれる機器のワークピースを切断または形成するプロセスです。通常、旋盤は垂直または水平軸上のワークピースをスピンし、固定切削工具（回転している場合とそうでない場合があります）がプログラムされた軸に沿って移動します。
このツールは物理的に部品を回ることはできません。材料が回転し、ツールがプログラムされた操作を実行できるようにします。 （スプールで覆われたワイヤの周りにツールが回転する旋盤のサブセットがありますが、ここではカバーされていません。）
ターンでは、製粉とは異なり、ワークピースはスピンします。部品ストックは旋盤のスピンドルをオンにし、切削工具がワークピースと接触します。
マニュアルとCNC加工
マニュアルモデルでは、ミルと旋盤の両方が利用可能ですが、CNCマシンは小さな部品製造の目的に適しています。これは、タイト耐性部品の大量生産を必要とするアプリケーションのスケーラビリティと再現性を提供します。
ツールがX軸とZ軸で移動する単純な2軸マシンを提供することに加えて、精密CNC機器には、ワークピースも移動できる多軸モデルが含まれています。これは、ワークピースが回転に限定され、ツールが目的のジオメトリを作成するために移動する旋盤とは対照的です。
これらの多軸構成により、マシンオペレーターによる追加作業を必要とせずに、単一の操作でより複雑なジオメトリを生成することができます。これにより、複雑な部品を容易にするだけでなく、オペレーターエラーの可能性を削減または排除することもできます。
さらに、精密CNC加工を備えた高圧冷却剤を使用すると、垂直方向のスピンドルを備えたマシンを使用しても、チップが作品に巻き込まれないようになります。
CNCミルズ
さまざまなフライス機械のサイズ、軸構成、飼料速度、切削速度、フライス供給方向、およびその他の特性が異なります。
ただし、一般に、CNCミルはすべて回転するスピンドルを利用して不要な材料を削減します。それらは、鋼やチタンなどの硬い金属を切断するために使用されますが、プラスチックやアルミニウムなどの材料でも使用できます。
CNCミルは再現性のために構築されており、プロトタイピングから大量生産まですべてに使用できます。ハイエンドの精密CNCミルは、細かいダイやカビの製粉などの緊密な耐性作業によく使用されます。
CNCミリングは迅速なターンアラウンドを提供できますが、As-Milled仕上げは目に見えるツールマークを備えた部品を作成します。また、いくつかの鋭いエッジとバリを備えた部品を生成する可能性があるため、エッジとバリがこれらの機能に受け入れられない場合は、追加のプロセスが必要になる場合があります。
もちろん、シーケンスにプログラムされた討論ツールはデバルになりますが、通常は最終的な要件の90％を達成し、最終的なハンド仕上げのためにいくつかの機能を残します。
表面仕上げに関しては、許容可能な表面仕上げだけでなく、作業製品の一部に鏡のような仕上げを生成するツールがあります。
CNCミルの種類
2つの基本的なタイプのフライス機械は、垂直機械加工センターと水平マシンセンターとして知られています。主な違いは、マシンスピンドルの向きにあります。
垂直機械加工中心は、スピンドル軸がz軸方向に整列するミルです。これらの垂直マシンは、さらに2つのタイプに分割できます。
■ベッドミルズ。スピンドルが独自の軸に平行に移動し、テーブルがスピンドルの軸に垂直に移動する
■スピンドルが静止し、テーブルが移動するため、切断操作中に常に垂直で紡錘体の軸と平行になるようにテーブルが移動される砲塔ミルズ
水平マシンセンターでは、ミルの紡錘軸はy軸方向に整列しています。水平構造は、これらの工場が機械の床でより多くのスペースを占有する傾向があることを意味します。また、一般に重量が重く、垂直機よりも強力です。
より良い表面仕上げが必要な場合、水平ミルがよく使用されます。それは、スピンドルの向きが、切断チップが自然に落ちて簡単に除去できることを意味するためです。 （追加の利点として、効率的なチップ除去はツールの寿命の向上に役立ちます。）
一般に、垂直機械加工センターは、水平マシニングセンターと同じくらい強力であり、非常に小さな部品を処理できるため、より一般的です。さらに、垂直センターは、水平マシニングセンターよりも足跡が小さくなっています。
多軸CNCミル
精密CNCミルセンターは、複数の軸で利用できます。 3軸ミルは、さまざまな作業にx、y、z軸を使用します。 4軸ミルを使用すると、マシンは垂直および水平軸で回転し、ワークピースを移動して、より連続的な機械加工を可能にします。
5軸ミルには、3つの従来の軸と2つの追加の回転軸があり、スピンドルヘッドがその周りに移動するときにワークピースを回転させることができます。これにより、ワークピースの5つの側面をワークピースを取り外してマシンをリセットせずに機械加工できます。
CNC旋盤
旋盤 - ターンセンターとも呼ばれますが、1つ以上のスピンドルとX軸とZ軸があります。このマシンは、軸上のワークピースを回転させて、さまざまな切断および形成操作を実行し、ワークピースに幅広いツールを適用します。
ライブアクションツーリング旋盤とも呼ばれるCNC旋盤は、対称的な円筒形または球面の部分を作成するのに理想的です。 CNCミルと同様に、CNC旋盤はプロトタイピングなどの小規模な操作を処理できますが、再現性の高いためにセットアップして、大量生産をサポートすることもできます。
CNC旋盤は、比較的ハンズフリーの生産用に設定することもできます。これにより、自動車、電子機器、航空宇宙、ロボット工学、医療機器産業で広く使用されています。
CNC旋盤の仕組み
CNC旋盤を使用すると、空白の材料のバーが旋盤のスピンドルのチャックに装填されています。このチャックは、スピンドルが回転している間にワークピースを所定の位置に保持します。スピンドルが必要な速度に達すると、固定切削工具がワークピースと接触し、材料を除去して正しいジオメトリを実現します。
CNC旋盤は、掘削、スレッド、退屈、リーミング、向き、テーパーターニングなど、多くの操作を実行できます。操作が異なるにはツールの変更が必要であり、コストとセットアップ時間を増やすことができます。
必要な機械加工操作がすべて完了すると、必要に応じてさらに処理するために部品が在庫から削減されます。その後、CNC旋盤は操作を繰り返す準備ができており、通常は追加のセットアップ時間がほとんどまたはまったく必要です。
CNC旋盤は、さまざまな自動バーフィーダーにも対応できます。これにより、手動の原材料処理の量が減り、次のような利点があります。
■マシンオペレーターに必要な時間と労力を減らす
■バーストックをサポートして、精度に悪影響を与える可能性のある振動を減らす
■工作機械が最適なスピンドル速度で動作するようにします
■切り替え時間を最小限に抑えます
■材料の無駄を減らします
CNC旋盤の種類
さまざまな種類の旋盤がありますが、最も一般的なのは2軸CNC旋盤と中国スタイルの自動旋盤です。
ほとんどのCNC中国の旋盤は、1つまたは2つのメインスピンドルと1つまたは2つの背面（または二次）スピンドルを使用し、前者のロータリー転送を担当しています。メインスピンドルは、ガイドブッシングの助けを借りて、主要な機械加工操作を実行します。
さらに、一部の中国スタイルの旋盤には、CNCミルとして動作する2番目のツールヘッドが装備されています。
CNC中国スタイルの自動旋盤により、ストック材料はスライドヘッドスピンドルを通してガイドブッシングに供給されます。これにより、ツールは材料を材料をサポートする場所に近づけることができ、中国のマシンは、長くて細い回転した部品やマイクロマシンに特に有益になります。
多軸CNCターニングセンターと中国スタイルの旋盤は、単一のマシンを使用して複数の機械加工操作を達成できます。これにより、従来のCNCミルなどの機器を使用して複数のマシンまたはツール変更を必要とする複雑なジオメトリの費用対効果の高いオプションになります。