Design Tip

CNC切削加工のための最適なパーツ設計法

6つの重要ポイントを考慮!

試作や量産パーツをスピーディーかつ費用効率よく製造するためには、加工方法に応じた最適なパーツ設計をしなければなりません。プロトラブズのマシニング加工や旋盤加工向けにパーツを設計する際に検討すべき重要な点がいくつかあります。これらの点を考慮することで、製作にかかる時間の短縮やコストの削減が可能になります。

切削加工に適したパーツを設計するには、以下の6つのポイントを考慮してください。

1:穴の深さと直径
2:ねじのサイズと種類
3:パーツ上の文字

4:壁の高さとフィーチャの幅
5:回転工具付きのCNC旋盤
6:多軸加工

1. 「穴」の加工方法

短時間でも工場を訪れたことがある人ならば、ドリルがどのようなもので、何のためのツールであるか、ご存知だと思います。ですが、プロトラブズでは、穴はドリル加工ではなく、エンドミルで開けられます。この切削加工法ならば、1つのツールでさまざまなサイズの穴を開けられるだけでなく、ドリルよりも表面がきれいに仕上がります。また、同じツールを使ってスロットやポケットも切削できるため、パーツの加工時間やコストを抑えることができます。唯一の欠点は、エンドミルの長さには制限があるため、穴が深くて片側だけだと工具が届かない場合、パーツの両側から切削しなければならない可能性があるということです。

2. 適切にねじ切りする

穴開けとねじ切りは密接に連動しています。多くの工場では、「タップ」を使って雌ねじを切ります。タップとは、歯付きのねじのような工具で、すでにドリルで開けた穴の内側に「ねじを切る」ための工具です。プロトラブズでは、最新のスレッドミルと呼ばれる工具を使ってねじ山の形状を切るねじ切り法を導入しています。この手法によって、ねじを正確に仕上げられるだけでなく、ピッチ(ねじ山の間隔)が同じであれば、同じ切削工具でどんなサイズのねじを切ることもできるため、製作や準備の時間を短縮できます。また、1つのツールセットで、# 2から最大1/2インチのユニファイ並目ねじ/ユニファイ細目ねじや、M2からM12までのメートルねじをすべて製作できるようになります。こちらをクリックいただきますとネジ穴のガイドラインを表示いたします。

3. 文字入れ時の注意

パーツに部品番号、説 �、ロゴを施したいのであれば、プロトラブズのツールセットは、文字の切削加工にも対応します。凹文字の場合の文字の太さ、及び凸文字の場合の文字の隙間は、文字の形状にもよりますが、樹脂・軟質金属で0.5mm以上、硬質金属で0.9~1.1mm 以上必要になります。

4. 高い壁と極小フィーチャ

プロトラブズのツールセットは全て超硬素材を使用し、それぞれのパーツ形状によって、ツールの径、長さを使い分けています。たとえば、プロトラブズでは材料によりますが最小厚み0.5mm程度から最大深さ50mmのフィーチャに対応しています。

5. 回転工具付き旋盤

プロトラブズは、切削加工オプションが豊富であるだけでなく、回転工具付きCNC旋盤加工にも対応しています。旋盤加工に使用される回転工具は、マシニングセンターのものと似ています。旋盤加工パーツの軸方向に平行か垂直(軸上または放射状)に、座グリ穴、スロット、平面などのフィーチャを切削することができます。

 

6. 3軸と5軸の切削加工

プロトラブズのマシニング加工には3軸加工と5軸加工の2種類があります。3軸加工では直交する6方向からしか加工できませんが、5軸加工では多少の制限はあるもののさまざまな角度からの切削加工が可能です。

本件に限らず、ご質問やご不明な点につきまして、カスタマーサービスエンジニアまでお気軽にお問い合わせください。
電話:0120-2610-25または046-259-9821
Email:customerservice@protolabs.co.jp 

上の写真は、回転工具も用いてCNC旋盤で製作されたパーツです。

上図は、5軸加工において、円筒の材料ブロックから幅51mm、高さ51mmのパーツを切り出す方法を示しています。

関連項目: CNC 切削加工月刊Design Tips