CNC自動旋盤とは？
CNCとはコンピュータ数値制御の事で、回転する加工物を切削刃具で削り出す旋盤加工機械にコンピュータによる自動制御機能を加えたものです。CNC自動旋盤は加工物の形状や寸法を予めプログラムしておくことができ、そのプログラムに基づいて自動的に切削加工を行ないます。このため、人の手による加工よりも高精度な加工が可能であり、繰り返しの作業も自動化することができます。また、加工条件をプログラムに組み込むことができるため、加工条件の管理が容易です。また、プログラムによる加工条件の管理により、オペレーターのミスによる加工不良を減らすことができます。
このようにCNC自動旋盤は、高い精度、高い生産性、プログラムの容易性、柔軟性の高さ、加工条件の管理の容易性といった特徴を持っており、多様な産業分野で広く使用されています。
CNC自動旋盤とNC旋盤の違い
CNC自動旋盤とNC旋盤は、どちらも旋盤にコンピュータ制御技術を導入した機械加工装置ですが、最大の違いは制御方式です。NC旋盤は数値制御（NC）によって操作され、あらかじめプログラムされたコマンドに基づいてモーターや切削刃具の動作が自動的に制御されます。一方、CNC自動旋盤はNC旋盤よりも高度なコンピュータ制御技術を使用しており、より複雑な加工操作が可能になると同時に自動的に材料を投入し加工開始から加工終了まで完全に自動化することができます。
最近では、IoT（モノのインターネット）や人工知能（AI）技術の発展により、CNC自動旋盤の生産性や自動化がさらに進化しています。これにより、製造業界においてより高い効率性と生産性を実現することが期待されています。
CNC自動旋盤のメリット
CNC自動旋盤はNC旋盤よりも多機能であるため、より高度なプログラム機能や自動化機能が備わっています。例えばCNC自動旋盤は自動ツーリング機能を持っており、複数の切削刃具を自動的に交換して加工することができます。さらにバーフィーダーと呼ばれる給材機と組み合わせることで材料の自動供給も可能になります。
また、CNC自動旋盤では従来までの旋盤加工とフライス加工を同時に行なったり、穴あけ加工を複数角度から加工したり、多くの工程を一つの機械で行うことができます。これにより、製造工程の簡略化が図られ、生産性の向上や生産コストの削減が可能になり大量生産にも対応できます。
CNC自動旋盤のデメリット
CNC自動旋盤は一度に1つの加工物しか加工できないため、大量生産に向いています。一方、複数の異なる加工物を同時に処理するような場合は段取り工程に時間と労力が必要となり、生産性が低下する可能性があります。またCNC自動旋盤は、NC旋盤に比べて複雑な機構を持っています。そのため、操作やメンテナンスに必要な技術的知識や経験が必要となり、専門的なスキルやトレーニングが必要となる場合があります。
CNC自動旋盤を用いた加工品
ここからは、CNC自動旋盤を用いて加工した、当社の事例を紹介します。
弁箱（電磁弁）
こちらは、弁箱（電磁弁）の加工事例になります。材質は、真鍮で、旋盤加工により製作を行ないました。 こちらの製品の加工におけるポイントは、面粗度が指定の範囲内に収まるように面粗度の管理を行なった点です。 通常、面粗度は、○○以下のように上限を設定されますが、 こちらの製品では、弁の役割をするため、自重で落ちていったときに相手部品としっかりはまるよう、 面粗度が範囲指定されていました。 指定された面粗度の範囲に収まるように、工具の管理と面粗度の管理を行なったところ、内径の面粗度をRa50μmに仕上げることができました。 真空超音波洗浄も施すことで表面のミクロン単位の微細なごみも除去しています。
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安全プラグ
こちらは産業用バルブに用いられる安全プラグの加工事例になります。
安全プラグとは、圧力機器や圧力配管において内部圧力が異常に上昇した際に自動的に圧力を放出させ内部圧力の降下とともに自動的に閉じる安全弁に使用されるプラグのことを言います。 材質はSS400で、旋盤加工に加え、内径ねじ加工、外径ねじ加工を施して、製作を行ないました。 こちらの製品の加工におけるポイントは、内径穴の面粗度Ra0.8、端面と内径との直角度0.02を実現している点です。 以上の精度を満足させるために、当社の旋盤加工のノウハウを活かし、加工条件を最適化しています。
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霧化電極プローブ
こちらは、イオン発生装置先端子の加工事例になります。
材質はチタンで、旋盤加工により製作を行ないました。 こちらの製品の加工におけるポイントは、バリなしの加工を行なっている点と、全数の外観検査を行なっている点です。 こちらの製品は、φ1.8×6.5とかなり小さな部品ながらバリなしの加工が求められており、先端の球面部の真円度0.05の精度が厳しく要求されています。 また、全数の外観検査を行ないました。 真空超音波洗浄も施すことで表面のミクロン単位の微細なごみも除去しています。
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インサート
こちらは産業用バルブ用のインサートの加工事例になります。材質はC3604で、旋盤加工、ミーリング加工を施して製作を行ないました。 こちらの製品の加工におけるポイントは、 外径のバリ処理を加工にて行なっている点と、 中央部窓の隅Rを0.8にて加工を行なっている点です。 こちらの製品では、内径の加工と外径の加工を交互に行なうことで、外径のバリ処理を加工で行なっています。 また、真ん中の窓の四隅の隅Rが、深さ10㎜に対して、0.8を出しています。 深い穴で小さいRを出す加工を行なうには、径の小さいエンドミルが必要になります。 そこで、最適なエンドミルの選定、条件設定、寿命管理を行なうことで、深さ10㎜の穴に対し、隅R0.8を実現しております。
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半導体製造装置用シャフト
こちらは、半導体製造装置用プーリーシャフトです。
材質はS45Cで、旋盤加工、ミーリング加工により製作しました。 こちらの製品における加工のポイントは、刃具の寿命管理により安定した表面粗さと高精度な加工を実現している点です。 材質のS45Cは面粗度を出すのが難しく、刃物の摩耗も大きい材質のため、高精度な面粗度を出すには通常、研磨工程を入れることが多いです。ですが、こちらの製品の加工においては、刃物の寿命管理により、研磨レスでRa1.6を出しています。 また、前面と背面の両面から加工を行なっているため、精度を出すのが難しいところ、以下の精度を実現しています。 軸はめ合い公差：h6 こちらの製品には真空超音波洗浄を施しており、表面の微細なごみも除去しております。
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旋盤加工のことなら当社にお任せください
当社フジタイトではNC自動複合旋盤に特化しており、様々な素材の切削加工を行なっております。また特殊工具を自社で製作することで製品ごとに最適な加工を行なうことができ、ステンレス、チタンなどの難削材にも対応しております。
VA・VE提案も行なっておりますので、お気軽にご相談ください。旋盤による切削加工は是非当社にお任せください！
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