June 4, 2025
[ウェビナー録画] CNC設計と図面の高度なヒント
CNC機械加工は、精度、一貫性、設計のインテリジェンスによって推進されています。ツールパス生成と機械パラメータは重要ですが、CNCプロジェクトの成功は、最適化された設計と技術図面から始まります。リードタイムの短縮、製造エラーの回避、コスト効率の向上を目指すエンジニア、設計者、製造業者にとって、効果的なCNC対応設計の作成方法を理解することは不可欠です。この記事では、「CNC設計と図面の高度なヒント」というタイトルのウェビナー録画から得られた重要なポイントを深く掘り下げ、基本を超える実践的で現実的な戦略を提供します。
製造可能性のための設計（DFM）から始める
最も成功するCNC設計は、DFMの原則を念頭に置いて開始されます。つまり、設計段階の最初から機械加工プロセスを考慮することです。設計者は、CNCツールで何が可能で、何が製造上の問題を引き起こす可能性があるかを理解する必要があります。
複数のセットアップやカスタムツーリングを必要とする過度に複雑な形状を避けてください。深いポケット、アンダーカット、または極薄の壁などの機能は、CADでは印象的に見えるかもしれませんが、工具のたわみ、過剰なサイクル時間、または部品の不良率の増加につながる可能性があります。代わりに、シンプルさとアクセシビリティを目指してください。これは、機能を犠牲にすることを意味するのではなく、部品の目的を達成するための最も効率的な方法を見つけることを意味します。
可能な限り標準サイズと公差を使用する
カスタム寸法は、多くの場合、特殊なツーリングと手動測定を必要とし、コストと複雑さを増加させる可能性があります。技術図面で寸法をドラフティングする際は、標準のドリルとエンドミルのサイズに依存してください。たとえば、3 mm、6 mm、10 mmなどの穴径を、非標準の3.25 mmや9.8 mmの代わりにしてください。
また、不必要な厳しい公差を避けてください。CNC機械は高精度を実現できますが、部品のすべての機能にそれが必要なわけではありません。フィットまたは機能に不可欠な機能にのみ、±0.01 mm以下の公差を適用してください。よくある間違いは、部品全体に厳しい公差を使用することで、検査時間とコストが増加することです。
穴とねじ機能を改善する
穴の形状はCNC設計の基本ですが、不適切な仕様はツーリングの問題や表面仕上げの悪化につながる可能性があります。これらのヒントを念頭に置いてください。
穴は直径の4倍以下の深さに設計してください。
深さ制御が重要な場合は、止まり穴の代わりに皿穴を検討してください。
タップ穴をコールアウト（例：M6 x 1.0 - 6H）で明確に指定し、穴とねじの両方の深さを記載してください。
ねじは、CAD図面で誤って表現されることがよくあります。ファイルと2D図面が正確なねじ規格を反映していることを確認してください。内ねじの場合は、ねじクラスとピッチを指定します。外ねじの場合は、直径に影響を与える可能性のある表面処理に注意してください。
不必要な詳細を最小限に抑える
最新の3D CADソフトウェアは広範な詳細を可能にしますが、CNC機械は、機械的機能を提供しない限り、過度に複雑な機能から必ずしも恩恵を受けるわけではありません。フィレット、溝、ローレット加工、表面テクスチャは、意図的に設計し、価値を追加する場合にのみ使用する必要があります。
識別またはブランド化に必要な場合を除き、装飾的または非常に小さな文字の彫刻を避けてください。テキストが不可欠な場合は、シンプルなフォントを使用し、読みやすさと機械加工性を確保するために、最小ストローク幅を0.5 mmに維持してください。
ツールのアクセスを考慮して設計する
CNCツールは通常円筒形であり、内部機能へのアクセスと機械加工を制限します。スロット、ポケット、またはその他の内部形状を設計する場合は、ツールの半径に対応するようにしてください。
鋭い内角は、エンドミルが完全な90°の角度を生成できないため、問題があります。代わりに、標準ツール（例：6 mmツールには3 mmの半径）の直径に一致するコーナー半径を追加します。これにより、切削がスムーズになり、工具寿命が延び、チャタリングのリスクが軽減されます。
また、部品の高さにも注意してください。高くて薄い機能は振動を起こしやすく、表面仕上げと寸法精度が低下します。高い構造が必要な場合は、サポート機能を追加するか、複数のセットアップで機械加工することを検討してください。
図面を通じて明確に伝える
ウェビナー全体で共通のテーマは、明確さの重要性でした。最もよく設計されたモデルでも、付属の図面があいまいまたは乱雑な場合、問題が発生する可能性があります。CNC機械工は、機械での意思決定を行うために、明確で簡潔なドキュメントに依存しています。
以下にヒントを示します。
すべての重要な機能を明確に示すビューを常に含めてください。
穴のサイズ、表面仕上げ、ねじ情報については、コールアウトを使用してください。
必要な場合にのみ公差を定義し、それ以外の場合は一般的な公差を使用してください。
材料仕様と、関連する熱処理または表面仕上げの要件を追加してください。
安全性または組み立てにデバリまたは面取りが必要な場合は、その旨を記載してください。これにより、設計者と製造業者間のやり取りが減り、生産プロセスが加速されます。
CAD/CAMの統合を効率的に使用する
ウェビナーからのもう1つの高度なヒントは、設計とCAMソフトウェア間の統合を強調しました。CADソフトウェアがCAMプラットフォームと連携している場合、3Dモデルで直接機械加工操作をシミュレーションできます。
これにより、工具の衝突を検出し、ツールパスの効率を検証し、部品がショップフロアに到達する前にエラーを減らすことができます。CAMシミュレーションは、複雑な表面または多軸機械を使用する場合に特に役立ちます。CAMオペレーターが部品の向きを正確に再現できるように、設計にセットアップ参照と位置合わせ機能を含めてください。
適切な材料を選択し、それらを明確に記載する
材料の選択は、コストだけでなく、機械加工性、仕上げ、工具寿命にも影響します。6061アルミニウムや303ステンレス鋼などの一部の材料は、機械加工が容易であることが知られています。チタンやインコネルなどの他の材料は、工具への負担が大きく、特別な考慮が必要です。
図面では、7075-T6アルミニウムや316Lステンレス鋼などの材料グレードを明確に指定し、生材または特定の表面仕上げが必要かどうかを記載してください。熱処理または硬度レベルが重要な場合は、設計ファイルの早い段階でそれらの仕様を含めてください。
後処理と仕上げのニーズを理解する
最終部品には、正確な切削以上のものが必要な場合があります。陽極酸化処理、研磨、ビードブラスト、コーティングなどの後処理手順は、寸法とフィットに影響を与える可能性があります。設計と図面では、必要に応じて材料を追加または減算することにより、これらの手順を考慮してください。
また、工具マークや傷がない必要がある化粧面を明確にマークしてください。これにより、CNCオペレーターは仕上げ作業を優先し、不必要な手直しを回避できます。
機械工と早期に協力する
ウェビナーからの最高のヒントの1つは、設計プロセスにCNCの専門家を早期に巻き込むことでした。簡単な相談は、設計に関する質問を解決し、材料の選択を改善し、公差を洗練するのに役立ちます。機械工は、ショップフロアで何が機能するかについて実践的な洞察を持っており、彼らのフィードバックを組み込むことで、コストのかかる設計の繰り返しを防ぐことができます。
CNC設計を単独で行うと、見落としがちな問題が発生することがよくあります。共同ワークフローはコミュニケーションを合理化し、エラーの少ないより速い生産につながります。
結論
CNC機械加工は、機械がオンになるずっと前から始まります。それは図面と設計から始まります。「CNC設計と図面の高度なヒント」に関するウェビナー録画では、慎重な計画、インテリジェントな設計、明確なコミュニケーションが、機械加工の結果を大幅に改善できる方法が強調されました。DFM、標準化、ツールのアクセス性、効果的なドキュメントなどの原則を適用することにより、設計者はリードタイムを短縮し、部品の品質を向上させ、製造コストを削減できます。
製造業の状況がますます競争力を増すにつれて、設計チームは革新するだけでなく、最適化することも必要です。CNCアプリケーションの高度な設計技術を習得することは、もはやオプションではなく、機能的で手頃な価格で、生産準備が整った精密部品を提供する上で不可欠です。
