3 軸、4 軸、5 軸 CNC 加工とは何ですか?

CNC マシニングは、コンピュータ制御の工作機械を使用して部品を加工する技術です。の分野で CNC加工3 軸、4 軸、5 軸 CNC 加工などの用語をよく耳にしますが、これはマシニング センターの複雑さと、処理できる幾何学的形状の範囲を表しています。

では、3軸、4軸、5軸の違いは何でしょうか？利点は何ですか?加工に適した製品は何ですか?さらに関連情報については、読み続けてください。

3 軸 CNC 加工の概要

3 軸 CNC 加工は、最も単純な CNC 加工方法です。 3軸加工では、ワークを固定し、回転ツールがXY方向に移動します。Z方向は上下、前後、左右のXNUMX軸に沿って移動します。

3 軸では一度に 1 つの面しか処理できません。これは、複数の面に穴や溝を加工する必要がある多くの部品にとって制限となります。

4軸加工機や5軸加工機と比較して、3軸加工機は、2Dや2.5Dのパターン彫刻、スロットや表面のフライス加工など、単純な平面やXNUMX次元形状の加工に適しています。 ねじ込み 機械軸に合わせた穴あけ、ドリル加工など

3軸加工のメリットとデメリット

コストの観点から見ると、3軸CNCマシンは、高軸の代替品と比較して価格面で大きな優位性があります。中小企業や新興企業は、限られた予算内で効率的で信頼性の高い加工機器を入手できます。さらに、3軸加工は比較的シンプルなユーザーインターフェイスと制御ロジックを備えているため、 CNC機械オペレーター 広範囲で複雑なトレーニングなしでも始めることができます。3 軸 CNC に必要なプログラミングは簡単なので、生産担当者は必要に応じてプログラムをすばやく修正し、部品を変更することができます。機械の構造がシンプルなため、3 軸 CNC マシンのメンテナンス コストも比較的低く抑えられます。

ただし、3 軸 CNC 加工技術にはいくつかの制限があります。 3 軸 CNC 加工の速度は従来の製造方法よりも向上していますが、高軸 CNC 加工と比較すると大幅に遅くなります。モーション制御用の軸が 3 軸しかないため、3 軸 CNC マシンは複雑な形状の部品を製造するときに困難に直面します。 XNUMX 軸 CNC マシンは XNUMX 回のセットアップで部品の片面しか加工できないため、多くの場合、生産プロセス全体を通じて部品の頻繁な再調整が必要になります。これにより、生産速度が低下するだけでなく、部品の廃棄率も増加する可能性があります。

4 軸 CNC 加工の概要

4 軸加工は 3 軸加工よりも高度です。 4 軸 CNC 加工では、水平に 3 度回転できる 360 軸に x 軸回転 (a 軸とも呼ばれます) を追加します。 XYZ 平面上でのツールの移動に加えて、ワークピースを Z 軸上で回転させることもできます。これは、4 軸加工が、加工された治具や切削工具を必要とせずに、最大 4 つの面で作業できることを意味します。

4 軸 CNC 加工は、多面体部品、回転角のあるスパイラル線 (円筒状の油溝など)、スパイラル溝、円筒状のカムシャフト、サイクロイドなどの加工に適しています。部品の側面や側面に穴を開ける必要がある場合は、シリンダー表面の加工には4軸CNC加工が最適です。

4軸加工のメリットとデメリット

4 軸 CNC 加工は、多面加工や量産において大きなメリットをもたらします。 4 軸 CNC マシンはワークピースの 3 つの側面を加工できるため、複数のセットアップが不要になります。これにより、大量生産の全体的なコストが削減されます。 4 軸 CNC マシンと比較して、4 軸マシンは大量生産においてより競争力があります。さらに、XNUMX 軸 CNC 加工は、より厳しい公差要件を達成できます。これは、航空宇宙や自動車製造など、高精度部品を必要とする業界にとって非常に重要です。

ただし、4 軸 CNC 加工技術にはいくつかの欠点もあります。 4 軸 CNC 機械の機械コストは比較的高く、代替の 3 軸 CNC 機械のコストを上回ります。これにより、企業の初期投資コストが増加する可能性があります。 4 軸 CNC 機械に必要な治具も比較的高価です。片面加工のみが必要なワークの場合、4 軸加工機用の治具を使用するのは経済的に採算が合わない可能性があります。したがって、4 軸加工機を使用するかどうかを決定するときは、特定の加工ニーズを比較検討することが重要です。

5 軸 CNC 加工の概要

5軸加工 3軸の直線運動（X、Y。Z軸を基準に、XNUMXつの回転軸（A）が追加されています。B軸の運動。この多軸の回転とツールの移動能力） XNUMX 方向の機能は、これらのマシンが最も複雑なタスクを処理できるようにする XNUMX つの重要な特性です。

市場には 5 種類の 3 軸 CNC 加工機があります。 2+5軸加工と連続4軸加工。どちらもすべての平面で動作しますが、前者にはインデックス XNUMX 軸マシンと同じ制限と動作原理があります。

3+2 軸 CNC 加工では、回転を互いに独立させることができますが、5 つの座標平面の同時使用は制限されます。一方、連続XNUMX軸加工の場合はそのような制限はありません。したがって、優れた制御が実現され、最も複雑な幾何学的形状を簡単に加工できるようになります。

5軸加工のメリットとデメリット

5 軸 CNC マシンは、複雑な部品の加工にこれまでにない可能性をもたらします。独自の 5 軸モーション制御により、複雑な形状を生成し、連続フライス加工を実行できるため、生産速度が向上し、効率が向上します。切削工具は 5 つの軸に沿って移動できるため、より滑らかな表面とより正確な部品を作成できます。もう 5 つの注目すべき利点は、XNUMX 軸 CNC マシンでは頻繁に工具を交換する必要がないことです。単純な形状を扱う場合でも、複雑な表面を扱う場合でも、XNUMX 軸装置はさまざまな部品を製造できます。

ただし、5 軸 CNC マシンには多くの利点があるにもかかわらず、いくつかの重大な欠点があります。 3 軸 CNC マシンと比較して、5 軸マシンははるかに高価であるため、小規模企業にとっては手頃な価格ではありません。 5 軸 CNC マシンの操作とメンテナンスには、より専門的なトレーニングと専門知識が必要です。複雑なため、オペレーターはその利点を最大限に活用するために、特定のスキルと経験を持っている必要があります。さらに、これらの複雑な機械がスムーズに動作し、故障を防ぐためには、定期的なメンテナンスと修理が不可欠です。

3 軸、4 軸、5 軸 CNC 加工の違い

プロセスのコスト、時間、品質の最適なバランスを確保するには、CNC 加工の複雑さと制限を理解することが不可欠です。
5 軸、3 軸、4 軸 CNC 加工の 5 つの主な違いを次に示します。

軸の違い

3 軸加工機には X Y があります。Z の 4 つの直線軸が一緒になって、3 次元空間での工具の直線運動を制御します。一方、5 軸加工では 3 軸に回転軸 (通常は A 軸または B 軸) が追加され、工具またはワークピースが固定点の周りを回転できるようになります。 XNUMX 軸加工は、XNUMX 軸に XNUMX つの回転軸 (通常は A 軸と B 軸、または A 軸と C 軸) を追加することでさらに進化し、工具が任意の方向に加工できるようにします。加工機は軸数を増やすことでワークの自由度を高め、より複雑な加工を実現します。

概要: 3、4、5 軸加工の軸数と可動範囲:

• X Y Z 軸の 3 軸
• X、Y、Z、A軸の4軸
• X Y. Z、B、C 軸の 5 軸

費用

3軸の購入費と維持費 CNCマシン 工具は比較的少ないです。ただし、複数のクランプと位置決めが必要になる可能性があるため、複雑なワークピースには追加の治具やカスタマイズが必要になる場合があり、その結果全体のコストが増加します。
一方、4 軸および 5 軸加工技術はより高度であり、より優れた性能を持っています。したがって、当然価格も高くなります。しかし、単一の治具で複数平面の加工が可能になり、クランプコストが削減され、加工精度が向上します。

精度と正確さ

3 軸 CNC 加工は精密ですが、ワークを繰り返しクランプする必要があるため、寸法誤差が蓄積される可能性があります。ほとんどのアプリケーションではこの誤差は許容されますが、航空宇宙や自動車製造などの繊細なアプリケーションでは、より高い精度が必要になる場合があります。

4 軸および 5 軸 CNC 加工では、繰り返しのクランプが必要なく、単一の治具で複数の平面を加工できるため、蓄積される寸法誤差が減少し、より高い精度と精度が得られます。
再クランプの必要がない場合。したがって、理論的には、精度と精密さの点での全体的な品質は、3 軸、4 軸、5 軸の間で一貫しています。

配達時間

単一のマシニング センターの場合、5 軸 CNC マシニング センターはワークピースに複数の角度からアプローチできるため、ダウンタイムが短縮され、複雑な形状を加工する場合に最も高速です。

4 軸マシニング センターは XNUMX つの軸での回転が可能であり、一度に平面角度フィーチャのみを加工できるため、二次的なものとなります。
3 軸 CNC マシニング センターは通常、複数の段階での加工が必要なため、納期が長くなる場合があります。ただし、実際には、複数の 3 軸工作機械を並行して処理することで、高い全体効率を達成できます。

Applicationスコープ

3 軸 CNC 加工は、そのシンプルさと安定性により、フラット パネルや単純な XNUMX 次元構造などの単純な部品の製造によく使用されます。

4 軸および 5 軸 CNC 加工は、より複雑な表面や XNUMX 次元形状を加工できるため、医療機器、航空宇宙、その他の分野など、高い精度と表面品質が必要な加工シナリオに適しています。

3 軸加工、4 軸加工、5 軸加工のどれが優れていますか?

製造業では、これより優れた方法や万能のソリューションはありません。正しい選択は、プロジェクトの複雑さ、全体​​の予算、時間、品質の要件によって異なります。

3 軸、4 軸、5 軸、それぞれに独自の長所と短所があります。当然のことながら、5 軸ではより複雑な 3D 幾何学的形状を作成できますが、3 軸ではより単純な作品を迅速かつ一貫して作成できます。

どちらがより良い選択であるかという質問に対する答えはありません。コスト、時間、結果の完璧なバランスを達成できる処理方法は、特定のプロジェクトにとって理想的な選択です。

CNC 加工サービスの提供

ものづくりの高精度・効率化を追求する時代に、 ボーイ 精度は比類のない CNC機械加工サービス 高度な加工技術を備えています。当社の CNC 加工機は 3 軸から 5 軸まで幅広い構成を備えており、単純なものから複雑なものまで、さまざまな加工ニーズに対応します。お見積りについては、お気軽にお問い合わせください。

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