CNC (Computer Numeric Controlled の略) 加工は、製造業界では新しいプロセスではありません。実際、それは産業の発展を前進させる上で重要な役割を果たし、私たちが知っている世界の構築に極めて重要な役割を果たしてきました。

しかし、テクノロジーは進化し続けています。それに伴い、航空宇宙産業や自動車産業で使用されるような、非常に複雑で複雑な部品の需要も増加しています。あなたの伝統的な CNC機械加工プロセス このように部品の複雑さが増すと、効率が低下します。

ここで 5 軸 CNC 加工が登場します。

5軸CNC加工 これは部品製造の世界における驚くべき革新です。このタイプの加工には、一般的な 3 軸および 4 軸 CNC 加工に比べて多くの利点があります。

5 軸加工と 3 軸および 4 軸加工の主な違いは何ですか?このブログでは、このことやその他のことについてお答えします。

CNC 加工を理解する

CNC 加工の世界に慣れていない場合は、多軸プロセスの複雑さに踏み込む前に、プロセスがどのようなもので、どのように機能するかを理解するために時間を費やす価値があるかもしれません。

CNC 加工は、プラスチック、金属、複合材料などの材料を使用して、さまざまな幾何学的形状、サイズ、機能の部品やコンポーネントを作成するために使用されるプロセスです。これは、鋭利な切削工具を使用して、原材料、たとえば金属のブロックから材料を除去することによって行われます。

切削工具または部品が設計に従って移動し、部品を適切な場所に加工し、必要な設計を作成します。

これが、CNC 加工が固体原料のブロックから材料を除去するため、サブトラクティブ製造プロセスとも呼ばれる理由です。

切削工具はどのようにしてどこを切削するかを知るのでしょうか?ここでCNCパーツが登場します。

機械は何をすべきか、どこでどのようにコンピュータプログラムを実行するかを指示されます。設計者はプログラムをマシンのコンピューターにコーディングします。このコンピューターはツールやその他のコンポーネントを制御し、必要な部品を作成します。

プロセスの大部分はコンピュータによって制御および実行されるため、CNC 加工はデフォルトで高い精度と加工精度を約束します。ただし、精度と正確さは、関係する軸の数に応じて増減する可能性があります。これについては後ほど詳しく説明します。

3 軸、4 軸、5 軸 CNC 加工について理解する

CNC 加工の世界が初期の頃からどのように大幅に進化したかについてはすでに説明しました。現在、部品の仕上げと精度をさらに向上させるために、複数の軸をまたがって切断できる機械があります。

CNC マシンは、基本的な 2 軸旋盤から非常に複雑な 9 軸マシンまで多岐にわたります。ただし、3 軸、4 軸、5 軸 CNC マシンを中心に会話を続けていきます。

3 つの加工プロセスの主な違いやその他の小さな違いについて詳しく説明する前に、時間をかけてそれぞれがどのように機能するかを理解しましょう。

3軸CNC加工

名前が示すように、3 軸 CNC 加工では、切削工具またはワークピースを 3 つの直線軸、つまり X、Y、Z 軸に沿って移動させることができます。言い換えれば、切削工具または部品は、XNUMX 軸加工プロセス中に左右、上下、内外に移動する可能性があります。

機械加工プロセスでは 3 つの直線軸に沿ってのみ切断できるため、複雑な部品や角度のある部品を製造する場合には限界があります。ただし、制限があるため、単純な部品の場合は XNUMX 軸加工プロセスの方が経済的であるように見える場合があります。ただし、複雑なものについてはそれほどではありません。

4軸CNC加工

4 軸 CNC 加工は、工具が 3 つの直線軸 (X、Y、Z 軸) に沿って移動できるという点で XNUMX 軸加工と似ています。ここでの唯一の違いは、A 軸と呼ばれる別の軸が追加されていることです。これにより、パーツが直線軸の XNUMX つ (通常は X 軸) に沿って回転できるようになります。

この一見小さな違いは、複雑な部品製造プロジェクトを処理するプロセスの能力に大きな影響を与えます。

4 軸 CNC 加工プロセスは、3 軸加工と比較して、角度のある複雑な部品をより簡単に製造できます。

5軸CNC加工

5 軸 CNC 加工プロセスは 4 軸プロセスにもう XNUMX つの回転軸を追加し、非常に複雑で精密な加工を必要とする非常に複雑な部品を処理する機械の能力を高めます。

5 つの直線軸 (X、Y、Z 軸) に加えて、XNUMX つの回転軸も追加され、ツールまたは部品 (XNUMX 軸加工のタイプに応じて) が XNUMX つの直線軸に沿って回転できるようになります。

3 軸、4 軸と 5 軸 CNC 加工の主な違い

5 軸加工により、ツールの新たな寸法が解放され、比類のない精度と正確さで複雑な部品を加工および作成できます。これは、5 軸加工を従来の 3 軸および 4 軸加工と区別する最も重要な要素です。

工具またはワークピースの回転に A 軸と B 軸を利用できることにより、3 軸および 4 軸加工プロセスを使用して製造するのはまったく不可能またはまったく非現実的な部品の製造の新たな可能性も開かれます。

工具やワークの移動に利用可能な軸の数のこの単純な違いが、先進的な 5 軸プロセスと従来の 3 軸または 4 軸プロセスとの間の他の多くの違いにつながります。

これらの違いには次のようなものがあります。

経済

確かに、5 軸加工機には気が遠くなるような値段が付く場合があります。特に 5 軸マシンの初期費用のみを従来の 3 軸および 4 軸マシンと比較すると、マシンはより高価に見えるかもしれません。しかし、より大きな視野で見ると、特に複雑な部品を加工する場合に、5 軸フライスがどのようにコスト削減に役立つかがわかります。

3 軸および 4 軸機械を使用すると、一定レベルの複雑さだけで部品を製造できますが、これには特定の高価な治具が追加されます。これにより、運営コストが増加し、ショップの生産能力が制限されます。

これとは対照的に、5 軸プロセスを使用すると、高価な治具を追加することなく、ますます複雑な部品を作成できるため、より経済的に実行可能になります。これらの部品は高価格で販売される可能性もあり、結果として ROI が増加します。

サイクルタイム

5 軸加工機は、複雑な部品を加工する場合でも連続フライス加工を行うことができますが、同様の部品を加工する場合、従来の 3 軸および 4 軸加工機には備わっていない機能です。

さらに、5 軸加工機では 5 つの異なる軸に沿って回転できるため、部品を取り外したり向きを変えたりすることなく、ワークピースのさまざまな側面やさまざまな角度でフライス加工を行うことができます。

3 軸または 4 軸機械で同様の加工操作を実行する場合、ワークピースを機械から取り外して方向を変える必要がある場合があります。これによりサイクル時間が長くなり、設計の不正確さが生じる可能性があります。

5 軸機械は、パスごとにより多くの材料を除去します。これも納期の短縮と業務効率の向上につながるもう XNUMX つの機能です。

スクラップと廃棄物

5 軸加工機が連続動作を可能にし、部品を何度もセットアップする必要がないことはご存知でしょう。これにより、人的ミスの可能性が減り、部品の無駄やスクラップが削減されます。

肉体労働の必要性の削減

部品の向きを常に変更する必要がある場合、追加の人手が必要になります。 5 軸加工機はあらゆる面に沿って加工できるため、人間の介入が不要になります。これにより、人間の作業への依存が軽減され、人間の介入に伴う避けられない人的エラーも最小限に抑えることができます。

まとめ

CNC 加工は数十年もの歴史のあるプロセスで、最初の CNC マシンは 1952 年に製造されました。

CNC 加工の世界は大幅に進化し、主に複雑な部品の製造をより効率的にすることを目的とした数多くの革新により、長い道のりを歩んできました。

これらの革新の 5 つは XNUMX 軸 CNC 加工です。これは、CNC 加工の初期には機械工が夢見ることしかできなかったエンジニアリングの偉業です。

5 軸 CNC 加工は、非常に複雑で複雑な部品の製造において、特に同じ設計を製造するための 3 軸および 4 軸加工機のパフォーマンスと比較した場合、より有能で効率的でコスト効率が優れています。

5 軸加工機は、その利点により、複雑でない部品の加工にも使用できる可能性があります。ただし、5 軸マシンと 3 軸マシンまたは 4 軸マシンのどちらに投資するかの決定は、結局のところ、ショップの要件によって決まります。