CNC旋削加工とCNCフライス加工
部品開発の際に、多くのお客様から同じ質問が寄せられます。「この部品はCNC旋削加工にするべきか、それともCNCフライス加工にするべきか？」
これは非常に重要な問題です。間違ったプロセスを選択すると、多くの場合、次のような事態が発生します。
- コストが高い
- 処理サイクルが長くなる
- 精度は制御がより困難です
- サプライチェーンはより複雑です
製造エンジニアリングチームとして、私たちは通常、まず部品の構造を決定し、次に旋削加工、フライス加工、または両方の組み合わせのいずれを使用するかを決定します。
CNC旋盤加工とは何ですか？
CNC旋削加工の基本原理は、工作物が回転し、工具が移動するというものである。
原材料はスピンドルチャックに固定され、高速回転する。切削工具はX軸とZ軸に沿って材料を切削し、徐々に目標サイズに成形していく。
旋削加工は、次のような回転対称部品の加工に最適です。
- シャフトタイプの部品
- スリーブタイプの部品
- ねじ込み式コネクタ
- 配管継手
- 円筒形の外殻
- フランジ部品
一般的な処理アクションには以下が含まれます。
- 外旋
- 内穴加工
- 端面加工
- グルーヴ
- 切り落とす
- ねじ加工
加工対象物が回転するため、旋削加工は円形部品の加工において非常に効率的である。
CNCフライス加工とは何ですか？
CNCフライス加工の基本原理は、工作物が固定されているか移動している間に、工具が回転するというものである。
フライス盤の切削刃は高速回転し、多軸運動によって材料を除去し、平面、曲面、空洞、穴、複雑な輪郭などを加工します。
粉砕は特に以下の用途に適しています。
- 正方形の構造部材
- 板状部品
- ブラケットタイプの部品
- キャビティ部品
- 非対称部分
- 多面的で複雑な部分
一般的な処理アクションには以下が含まれます。
- 平面フライス加工
- 掘削
- キャビティ加工
- 表面加工
- タップ
- 多面的な処理
部品が円形でない場合は、通常、フライス加工の方が適しています。
それは簡単に次のように理解できます。
| プロセス | 回転体 | 構造に最も優れている |
| CNC旋盤加工 | ワークピースの回転 | 円形、軸、ねじ付き部品 |
| CNCフライス加工 | 工具回転 | 正方形、不規則な形状、複雑な曲面を持つ部品 |
なぜ多くのプロジェクトで旋削加工とフライス加工の両方が用いられるのでしょうか？
現代の部品はますます複雑化しており、単一の工程では不十分な場合がある。
例えば、部品は円筒形の本体を持つ場合があるが、さらに以下のような要件も必要とする可能性がある。
- 側面穴あけ
- 飛行機をフライス加工する
- 六角形の位置
- キーウェイ
- 偏心穴
こうした部品は通常、旋削加工を先に行い、次にフライス加工を行うか、あるいは旋削加工とフライス加工を一度の工程で行うことで加工されます。これにより、段取り回数が減り、寸法精度が向上します。
卓華ハードウェアの実際の製造能力
当社は長年にわたり、海外のお客様にサービスを提供してまいりました。
- CNC旋盤（約100台）
- CNCフライス加工（300台以上）
- 3軸/5軸加工
- 複合材製造サポートのフライス加工および旋削加工
- 試作品から量産まで
つまり、お客様は複雑な製造工程を自ら決定する必要がなく、図面に基づいてより優れた製造ソリューションを直接提供できるということです。
機械加工に適した部品の種類
旋削加工とフライス加工のどちらを選ぶかの決め手は、加工方法の名前ではなく、部品の形状である。
構造評価が正確であれば、クライアントは通常、以下のものを得ることができます。
- 処理コストの削減
- より迅速な配送時間
- より安定した品質
- 職場復帰のリスクが低い
以下は、最も実用的な判断方法です。
CNC旋削加工に適した部品の種類
部品が中心軸を中心に展開する場合、または主要寸法が外径、内径、長さから導き出される場合は、一般的に旋削加工に適しています。
代表的な部品は以下のとおりです。
1. シャフト型部品
- モーターシャフト
- ドライブシャフト
- 位置決め軸
- ガイドシャフト
これらの部品は高い同心度と安定した外径寸法が求められるため、機械加工が最も効率的である。
2. スリーブ型部品
- ブッシング
- ブッシング
- スペーサースリーブ
- 連結キット
内円と外円の同軸性が通常求められ、旋削加工の方が多くの利点がある。
3. ねじと継手
- 配管継手
- 油圧ジョイント
- 真鍮製コネクタ
- ナットとネジ
旋削加工は、様々なねじ規格を迅速かつ確実に加工できる。
4. 丸殻型
- アルミニウム製ケース
- カメラハウジング
- ランプハウジング
物体が円形の場合、一般的に旋削加工はフライス加工よりも優れている。
CNCフライス加工に適した部品の種類
部品が主に平面、正方形、多面体、または複雑な輪郭を持つ場合は、通常、フライス加工が適しています。
1. 板状構造部材
- 取付プレート
- サポートプレート
- パネル
2. ブラケットタイプの部品
- L字型ブラケット
- ロボットサポートフレーム
- 備品
3. キャビティ型部品
- アルミニウム合金製ケース
- バッテリーボックス
- モジュラーボックス
4. 複雑な曲面部品
- 医療用部品
- 航空機部品
- 非標準構造部品
5軸フライス加工は、複雑な曲面加工に特に適しています。
旋削加工とフライス加工の両方に適した部品
多くの高価値部品はモジュール構造になっており、例えば以下のようなものがある。
- 円筒形の本体＋側面の穴
- シャフト＋キー溝
- スリーブ＋平面位置決め面
- 外側の円筒形シェル＋複数の穿孔
このような部品の場合、旋削加工＋二次フライス加工、または旋削加工とフライス加工を組み合わせた複合加工を行うことが推奨されます。これにより、誤差の蓄積を低減できます。
コスト対納期
調達担当者にとって、旋削加工とフライス加工のどちらを選ぶかは、最終的には「費用はいくらか？」「納期はどれくらいかかるか？」という2つの重要な問いに集約されます。これらは、判断を下す上で最も実用的な基準でもあります。たとえ部品を機械加工できたとしても、費用が高すぎたり納期が長すぎたりする場合は、プロジェクトの実施には適していません。
CNC旋削加工とCNCフライス加工は、コスト構造と生産サイクル時間において大きく異なります。これらの違いを理解することで、より合理的な購買決定を下すことができます。
CNC旋削は通常、より費用対効果が高い
例えば、部品が典型的な回転構造である場合：
- シャフト型部品
- スリーブコンポーネント
- コネクタ部品
- ねじ込み部品
- 円筒形の外殻
CNC旋盤加工は通常、単価が低い。
理由としては以下のようなものがある。
- よりシンプルな加工経路
旋削加工は主に外径、内径、端面を中心に行われます。加工動作が比較的集中しているため、プログラム効率が高くなります。 - 自動バー供給により、単品生産サイクルタイムが短縮され
、連続生産が可能となり、大量生産時にその利点が顕著に現れます。 - 工具コストは比較的安定している。
標準的な切削工具は広く使用されており、その保守・交換コストは比較的管理しやすい。 - 人的介入が少ない
成熟した旋削加工プロジェクトは、通常、長期間安定して稼働できる。
CNCフライス加工は通常より高価です
フライス加工は、多軸移動、多面加工、複雑な工具経路を伴うため、以下のような状況ではコストが高くなる可能性があります。
- 多孔質構造
- キャビティ加工
- 曲面部品
- 部品の複数箇所をクランプする
- 精密多面体構造部品
理由としては以下のようなものがある。
- プログラミング時間の延長：
複雑な部品のCAMプログラミング時間は、通常の旋削加工部品よりもはるかに長くなる可能性があります。 - 加工時間が長くなる。
切削工具は材料を徐々に除去するため、特に大量の材料を除去する場合、サイクルタイムは比較的遅くなる。 - クランプサイクルが増える
多面加工では、反転や複数の工程が必要になることがよくあります。 - 工具摩耗の増加
これは、ステンレス鋼やチタン合金を加工する際に特に顕著です。
配送時間の比較：どちらが速い？
旋回速度が速くなるのは、次のような場合です。
- 標準シャフト部品
- コネクタ部品
- 大量リピート注文
- 棒材の連続生産プロジェクト
以下のような状況では、フライス加工がより速く行えます。
- 単体サンプリング
- 非円形構造部品
- 追加の旋削加工を必要としない板金部品
「旋削加工が常に安く、フライス加工が常に高い」というわけではなく、最も適切な加工方法は、総コストが最も低いものであるということだ。
例えば、円筒形の部品をフライス加工だけで完全に加工する場合、単価が通常高すぎる。一方、複雑な正方形の空洞を無理やり旋盤加工するのは非現実的である。
Zhuohua Hardwareが顧客のコストと納期管理をどのように支援するか
私たちは以下を支援します：
- CNC旋盤（約100台）
- CNCフライス加工（300台以上）
- フライス加工および旋削加工
- ラピッドプロトタイピング
- 大量注文の生産スケジュール
- 納期は5営業日以内（プロジェクト内容によります）
当社はお客様に対し、見積もりを提供するだけでなく、より合理的な製造方法に関する提案も行っています。
精度比較
見積もりを依頼する際に、多くのお客様から以下のような質問が寄せられます。
- ±0.02mmの公差でできますか？
- 穴の同軸性を確保するにはどうすればよいでしょうか？
- 複数の表面間で寸法の一貫性を維持することは可能か？
CNC旋削加工とCNCフライス加工はどちらも高精度な加工を実現できるが、それぞれ異なる構造において異なる利点を持つ。
CNC旋盤加工の精度上の利点
回転構造を扱う場合、一般的に旋削の方が有利です。特に以下のような場合です。
- 外径
- 内穴サイズ
- 同心
- 円形ジャンプ
- 肩の位置寸法
加工対象物がスピンドル内で回転するため、自然と中心軸に沿って加工され、軸方向の一貫性を維持しやすくなる。
高精度プロジェクトに適しています。
- モーターシャフト
- 医療用シャフト部品
- シールされた嵌合部品
- 高速回転部品
- 精密コネクタ
CNCフライス加工の精密な利点
フライス加工は、以下の制御に適しています。
- 平坦性
- 垂直性
- 穴の位置座標寸法
- 多面的な相対位置精度
- 複雑な輪郭寸法
特に3軸および5軸装置は、複雑な形状の加工に対応できる。
高精度プロジェクトに適しています。
- 備品および設備
- ロボットの構造部品
- アルミニウム合金製ケース
- 医療用外科器具部品
- 航空宇宙用の複雑な構造部品
卓華ハードウェアの精密制御機能
当社は精密部品製造のサポートにおいて長い歴史を持ち、以下のような能力を備えています。
- 標準精度は±0.02mm（構造による）に制御されています。
- 入荷資材検査
- 最初のアイテムが確定しました
- 工程検査
- 出荷前の最終検査
- バッチの一貫性制御
要求水準の高いプロジェクトの場合、図面に基づいて専門的な試験計画を作成することも可能です。
適切なプロセスを選択する方法
多くの顧客にとって、本当の難しさは加工工場を見つけることではなく、部品をCNC旋削加工するかCNCフライス加工するかを決めることにある。
正しいプロセスが選択された場合、通常は次のことを意味します。
- 単価が下がりました
- より迅速な配送時間
- より安定した精度
- 通信コストの削減
- その後の量産はよりスムーズに進んだ。
製造工程を誤ると、たとえ部品を製造できたとしても、追加費用が発生する可能性があります。したがって、適切な製造工程を選択する鍵は、サプライヤーの推奨する工程を見るのではなく、部品の構造、数量、精度要件、およびプロジェクトの目標を検討することです。
1. まず、構成要素の構造を調べます。これは判断において最も重要な基準です。
部品が主に円形で軸対称である場合、通常はCNC旋盤加工が第一の選択肢となります。
例えば：
- シャフトタイプの部品
- スリーブタイプの部品
- ねじ込み式コネクタ
- 円筒形の外殻
- フランジ型部品
旋削加工は、外径、内穴、ねじ山、同心構造の加工に本来適しており、より効率的である。
部品が主に平面、多面体、または不規則な形状である場合、通常はCNCフライス加工が好ましい方法となる。
例えば：
- ステント
- パネル
- キャビティシェル
- 取り付けベース
- 複雑な構造部品
フライス加工は、平面、穴、輪郭、および複数の面を加工するのに適しています。
2. その部品が複合構造であるかどうかを確認します。
部品は、単に円形や四角形ではなく、複合構造のものが増えつつある。
例えば：
- 円筒形の本体＋側面の穴
- シャフト＋キー溝
- スリーブ＋フライス
- コネクタ + 六角ソケット
このような部品の場合、旋削加工の後に二次フライス加工を行うか、旋削加工とフライス加工を1回の工程で行うことが一般的に推奨されます。これにより、クランプ誤差を低減し、効率を向上させることができます。
3. 注文数量を確認する
小ロット生産／サンプリング段階
- 迅速な応答時間
- 高いプログラミング効率
- プロセスルートの調整が容易
この段階では、プロのサプライヤーの技術力は、単価よりも重要になる。
中～大量注文
- 単一のビート
- 自動化機能
- 生産能力の安定性
- 長期的な一貫性
例えば、多数のシャフト部品の場合、旋削加工は通常、コスト面で大きな優位性を持つ。
4. 精度要件を確認する。
構造が異なれば、異なる精密制御方法が必要となる。
回転用途における高精度要件：
- 外径公差
- 内穴の嵌合
- 同心
- ジャンプの要件
方向転換の方が通常は合理的だ。
多面構造に対する高精度要求：
- 穴の位置座標
- 平坦性
- 垂直性
- 多面的な組み立て寸法
通常は、製粉の方が費用対効果が高い。
5．納期要件を確認してください。
プロジェクトのスケジュールがタイトな場合、適切なプロセス経路を選択することが極めて重要となる。
例えば：
- 一般的に、円筒形の部品の場合、旋削加工の方が速い。
- 板状の構造部品は、直接加工する方が速い。
- 複合加工法を用いることで、複雑な部品の加工工程を削減できる。
多くのプロジェクトが遅延するのは、設備の性能が低いからではなく、プロセスの初期段階における判断ミスが原因である。
Zhuohua Hardwareが顧客に最適なプロセス選択を支援する方法
お客様が図面をお送りいただく際に、どのように進めればよいか分からないのはよくあることです。
お客様の図面を迅速に評価いたします。
- 旋削加工とフライス加工、どちらがより適しているでしょうか？
- 複合材の複合加工において、ミルターン加工は推奨されますか？
- どちらの選択肢がより費用対効果が高いですか？
- どちらのルートの方が配達時間が短いですか？
- その後の大量生産にはどちらの方法がより適していますか？
当社は以下を保有しています。
- CNC旋盤（約100台）
- CNCフライス加工（300台以上）
- 3軸/5軸加工機能
- 精度は±0.02mmまで
- 試作品から量産までのサポート
部品の加工にCNC旋盤加工とCNCフライス加工のどちらを用いるべきか検討されている場合、Zhuohua Hardwareは加工方法の選択、コスト最適化、迅速な見積もり作成をお手伝いいたします。