CNC旋盤加工とCNCフライス加工の違いは何ですか？

CNC旋盤（数値制御旋削）およびCNCフライス加工（数値制御フライス）は、数値制御加工方法の2つの一般的なタイプです。これらは、加工原理、ワークの移動方法、加工対象物、工具の種類など、いくつかの側面において顕著な違いがあります。以下に、複数の観点から両者を比較して詳しく説明します。

1.加工原理

CNC加工:

動作原理：ワークが回転し、切削工具が指定された経路に沿ってワークの材料を切断します。

主な運動：ワークがその軸を中心に回転する（主運動）一方、工具が直線的に移動する（副運動）。

CNCフライス加工：

動作原理：切削工具が回転し、工作機械のテーブルの動きによってワークが工具に対して相対的に移動することで切削加工を行います。

主な運動：切削工具の回転（主運動）、被削材または切削工具のX、Y、Z軸方向への移動（送り運動）。

2. 加工対象

CNC旋盤加工：

代表的な用途：主にシャフト、円板、スリーブタイプの部品など、回転体部品の加工に使用される。

形状の特徴：円筒面、内孔、円錐面、球面、ねじなど、回転対称な部品の加工に適している。

CNCフライス加工：

代表的な用途：平面、溝、穴、複雑な曲面、輪郭などの加工に適している。

形状の特徴：金型や部品上の複雑な曲面・溝など、複雑な幾何学的形状の加工に広く用いられる。

3. 工具の種類

CNC旋盤加工：

一般的な切削工具：主に旋削工具が使用され、外径用旋削工具、内径用旋削工具、溝入れ工具、ねじ切り工具などが含まれる。

工具の固定方法：工具は一般的にツールホルダーに固定されます。ツールホルダーは交換可能であり、または自動工具交換装置を使用することができます。

CNCフライス加工：

一般的な工具：エンドミル、フェイスミル、ボールノーズミル、角ミルなど、さまざまなフライスカッターを活用します。

工具の固定方法：工具は主軸に固定されます。通常、ツールホルダーでクランプされ、ツールマガジンを通じて自動交換が可能です。

4. 加工精度および表面品質

CNC旋盤加工：

精度：高精度の回転体部品の加工に適しており、通常非常に高い寸法精度を達成できます。

表面品質：切削条件を最適化することにより、優れた表面粗さを実現できます。

CNCフライス加工：

精度：複雑な形状の部品の精密加工に適しており、特に三次元曲面加工において優れた性能を発揮します。

表面品質：適切なフライス加工条件および工具を選択することにより、高品質な表面仕上げが得られます。ただし、極めて詳細な表面処理においては、旋盤加工にやや劣る場合があります。

5. 加工効率

CNC旋盤加工：

効率：回転体部品の場合、旋削加工の機械加工効率は比較的高いです。特に長尺シャフト部品では、旋削の利点が顕著です。

生産サイクル：回転体部品の大量生産に適しています。工具交換や機械調整にかかる時間は比較的短いです。

CNCフライス加工：

効率：さまざまな幾何学的形状の加工に適しており、特に複数の工具交換と複数工程を要する複雑な部品に適しています。

生産サイクル：複雑な部品の場合、フライス加工にはより長いセットアップおよびプログラミング時間が必要となる場合がありますが、多軸連動フライス加工により加工効率を向上できます。

6. 機器構成

CNC旋盤：

主な構成部品：ベッド、スピンドルボックス、ツールホルダー、タレット（またはセンターレスト）、数値制御システムなどが含まれます。

設計特徴：被削材の回転運動と切削工具の直線送り運動を強調しています。

CNCフライス盤：

主な構成部品：ベッド、スピンドル、工作台、ツールマガジン、CNCシステムなどが含まれます。

設計特徴：切削工具の回転と、工作台（または切削工具）の多軸連動動作を強調しています。

7. 適用範囲

CNC旋盤加工：

適用産業：自動車、航空宇宙、機械製造などの分野におけるシャフト系および円盤系部品の加工に広く使用されています。

代表的な部品：エンジンシャフト、車輪、フランジ、シャフトスリーブなど。

CNCフライス加工：

適用産業：金型製造、複雑形状部品の加工、医療機器、航空宇宙などの分野に適用されます。

代表的な部品：金型キャビティ、複雑な曲面を持つ部品、電子製品の外装、医療機器部品など。

要約すると、CNC旋盤加工とCNCフライス加工はそれぞれ独自の利点と適用範囲を持っています。どちらの加工方法を選ぶかは、特定の部品の形状、サイズ、精度要求および生産ロットに応じて決まります。これらの2つの方法は、複雑な部品の包括的な加工ニーズに対応するために併用されることがよくあります。