CNC複合旋盤加工 といった複数の工程を統合する製造技術である。 回転, ミーリングと穴あけ加工を同じ工作機械上で行い、1回の段取りで加工を完了させることができる。複雑な構造で高い精度が要求される部品に特に適しており、加工精度と生産効率を大幅に向上させることができる。
ターンミル複合加工の利点
クランプ時間の短縮：外径加工を含め、1つのパーツを同じ複合旋盤で加工できます、 内孔 加工、 スロット加工平面の穴あけ、フライス加工。これにより、複数のピックアンドプレース作業や位置決めエラーを回避できます。
高い加工精度：位置決め誤差が減少し、工作機械の剛性が向上するため、幾何公差の制御が容易になります。
プロセスチェーンの短縮：複合旋盤加工は、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工までの工程を短縮し、短納期を実現します。
複雑な形状や難削材への適応性：複雑な形状、不規則な穴、薄肉構造の部品には、複合旋盤は、従来の旋盤/フライス盤よりも大きな利点を提供します。
ケーススタディWELDO PTFE + 15% グラファイト継手
以下は、WELDO Machining (WELDO)による、異種複合材料部品における複合旋盤加工の実用的価値を示す典型的な応用事例である。
フィッティング素材/仕様
素材： PTFE マトリックス＋15% グラファイト フィラー（耐摩耗性/摺動性を高める）
部品の種類外径、内孔、溝、フライス加工面などの特徴を含む、ブッシングとディスクの複合構造
数量から プロトタイプ バッチ生産(約10,000個)
加工方法
ウェルド は、複合旋盤マシニングセンターを使用して、1回のセットアップで以下の工程を完了する：
外径荒加工（旋盤加工）
外径フライス加工と溝加工
表面フライス加工とドリル加工
表面仕上げ 検査
結果
セットアップ回数を3回から1回に減らし、位置決め誤差を約30%減少させた。
加工サイクルタイムは約40%短縮された。
完成部品の公差は±0.02mm以内、表面粗さRaは1.6μm以下に管理されている。
素材（PTFE＋15%グラファイト）は複雑な摺動特性と熱膨張特性を持つため、フライス加工により変形のリスクを低減している。
フライス加工を選ぶ理由
この部品はプラスチックとグラファイトの複合フィラーでできているため、加工中に熱変形や切削振動、微小変位が発生しやすい。フライス盤・旋盤の高剛性、1工程完結、多工程連携の利点により、熱膨張や切削変形などのリスクをコントロールしやすくなります。 ウェルド エンジニアはこう指摘する：「1回の段取りで複数のフライス加工と旋盤加工のステップを完了させることで、効率が向上するだけでなく、加工の一貫性も大幅に向上します」。
代表的な適用部品の種類：
シャフト部品:自動車のドライブシャフト、工作機械のスピンドル、モーターのローターシャフトなど。これらの部品は、外径、ねじ、平面の加工を必要とすることが多い。フライス加工と旋盤加工は、1回のセットアップで複数の工程を完了することができ、同軸性と精度を保証します。
ディスクパーツ:フライホイール、フランジ、バルブカバーなどを含む。端面旋削、溝加工、穴あけ加工を同一機械で行うことができ、段取り替え時間を短縮。
スリーブとリング状部品油圧シリンダーライナー、ベアリングスリーブ、メカニカルシールリングなど。フライス加工と旋盤加工は、内輪、外輪、油溝、ねじ山の加工を一度に行うことができ、高い同心度を保証します。
不規則な形状の部品航空宇宙構造部品、医療部品、ロボット関節など。傾斜穴や曲面など複雑な形状のため、多軸加工が要求され、フライス加工と旋盤加工が効果的に高精度加工を実現します。
ねじ切りまたはスプラインシャフトギアシャフトや油圧制御棒など。従来の方法では複数の工作機械が必要であったが、フライス旋盤加工技術では1回で成形できるため、効率が大幅に向上する。
CNC複合旋盤加工の産業用途
航空宇宙:タービンシャフトやコネクターなどの高精度部品。
自動車製造:ドライブシャフト、フランジ、コネクティングロッドなど、一貫性を必要とする部品。
医療機器:バルブコアやインプラントなどの高表面品質部品。
産業機器:バルブボディやシリンダーライナーなど、内径と外径の同心度を必要とする部品。
操作上の注意
ターンミルの複合加工をスムーズ、安定、効率的に行うために、オペレーターは以下の点に注意する必要がある：
工作機械のキャリブレーションと治具設計:優れた工作機械の幾何学的精度、高い治具剛性、優れた位置決め再現性を確保。
プログラムの最適化:複合旋盤加工では、一般的に多軸・多動力工具を使用するため、工具補正、切削パラメータ、工具マガジンの管理に高い要求がある。事前にプログラムの検証やシミュレーションを行う必要があります。
材料特性の理解:上記のPTFE+グラファイトの場合と同様に、熱膨張、切削熱、靭性が金属とは異なるため、適切な工具コーティングと切削条件を選択する必要がある。
切削パラメータ設定:同じワークに対して旋盤加工とフライス加工を切り替える場合、異なる切削条件、切削方向、工具の出入りがワークの変形に与える影響を考慮しなければならない。
冷却／潤滑管理:特に複合材料やフィラー強化プラスチックの切断では、潤滑と冷却の条件が表面品質と変形に直接影響します。
ワークの温度と変形のモニタリング:連続加工中は、ワークの温度上昇や変形の傾向に注意し、必要に応じて中間測定制御やオンライン測定制御を行う。
安全性と工作機械の保護:フライス加工や旋盤加工では、工具の交換、スピンドルの方向転換、電動工具の介入など、多くの動作があります。オペレータは、安全保護、自動工具交換状態、衝突防止に注意を払う必要があります。
問題と解決策
| 問題点 | ソリューション |
| 複数の操作やツールの切り替えは、複雑なプログラミングと高いエラーリスクにつながる。 | 旋盤加工に対応した専用CAMソフトを活用し、シミュレーション検証を行い、安全な衝突回避経路を設定する。 |
| 1回のクランプ操作でワークが変形／熱膨張し、精度が低下する。 | 治具設計の最適化（変形低減治具、冷却治具）、切削温度の制御、分割加工の実行、オンライン測定フィードバックの提供。 |
| 材料特性（複合プラスチック、フィラー強化材料など）は、工具の摩耗や不安定な加工を引き起こす。 | 材料に適した工具を選択し、切削速度と送りを調整し、潤滑を増やすか冷却媒体を使用し、工具の摩耗を監視する。 |
| ワーク形状が複雑で、フライス加工エリアへのアクセスが困難。 | 活用する 5軸 または電動工具の構成により、工具が加工しにくい位置に直接届くようになり、工具/クランプの交換を減らすことができます。 |
| 高い設備投資と人材育成コスト。 | ROIモデルを開発し、最初は典型的な部品で試験的に行い、オペレーターとプログラマーを訓練し、経験を積んだ後にプログラムを拡大する。 |
概要
ターンミル複合加工は、現代の加工技術の重要なトレンドとして、加工効率、精度、複雑な部品への対応能力を大幅に向上させることができる。複合加工では ウェルド 上記のPTFE+グラファイト・コンポーネントのケーススタディでは、シングル・セットアップ、マルチ・プロセス・コーディネート・オペレーションがもたらす価値を見ることができる。
機械加工が必要な類似部品があり、現在、加工速度、品質、コストに重点を置いている場合は、次のことが可能です。 お問い合わせ をご覧ください。
複合旋盤加工のFAQ
複合旋盤加工にはどのような部品が適していますか？
回転する外径/内径形状、平面形状、スロット形状、穴形状、フライス加工形状を同時に持つ部品。特に、不規則な形状の部品、薄肉構造、加工が困難な材料、1回のセットアップで複数の加工が必要な用途に適しています。
複合旋盤加工では、どのようなコスト削減が可能ですか？
主な節約には、セットアップの回数削減、手作業と工具/クランプ交換時間の削減、加工時間の削減、治具の削減などがあります。さらに、精度が向上することで、再加工やスクラップの発生率が減り、品質管理コストが削減されます。
従来の旋盤加工とフライス加工を別々に行う場合に比べ、最大のリスクは何でしょうか？
最大のリスクは、1回のセットアップの失敗や不適切な治具／プログラム設計によるワークの変形や寸法の不一致である。工具の切り替え、機械の剛性、振動の制御不良も品質の変動につながる。
複合旋盤加工において、オペレーターはどのようなパラメーターのモニタリングに重点を置くべきか？
工具の状態（摩耗、破損）、ワークの温度/熱膨張、工作機械の振動、主軸の負荷、切削力/送り、治具の位置決めの安定性、オンライン計測のフィードバックなどを監視する必要があります。温度上昇や変形の傾向がある場合は、直ちに校正を一時停止する必要があります。
