4 軸および 5 軸 CNC 加工とは何ですか?

現代の製造業は絶えず進化しています。4軸や5軸CNC加工などの技術により、複雑な設計要件を満たし、製造プロセスを簡素化し、 コストを削減しながら高品質を確保するこれらの技術は生産効率を向上させるだけでなく、製品の精度と一貫性を大幅に向上させます。この記事では、Yonglihao Machineryが4軸CNC加工と5軸CNC加工の主な違い、利点、一般的な用途を解説し、適切なCNC加工の選び方について解説します。 加工技術.

適切なCNC加工技術を選択することは、製品品質の確保と生産コストの抑制に不可欠です。4軸および5軸CNC加工の特性と用途を理解することで、メーカーは変化する市場ニーズへの対応力を高め、生産効率を向上させ、競争優位性を獲得することができます。

3軸CNC加工とは何ですか？

4軸および5軸CNC工作機械の仕組みを理解する前に、3軸CNC工作機械の基礎を理解する必要があります。これは、3軸CNC工作機械が今日でも最も一般的なCNC加工方法であるためです。これらはすべて、 多軸加工.

標準的な3軸CNC加工では、部品製造には通常3つの機構が関与します。1つ目はスピンドルの上下運動です。他の2つは、スピンドルの前後運動と左右運動です。

3軸CNC加工の限界

3軸CNC工作機械は、X軸、Y軸、Z軸の3方向で動作します。これは優れた作業方法ですが、いくつか重大な問題も抱えています。

一つの問題は、切削工具の角度が一定のままであることです。そのため、物体の届きにくい部分から材料を除去するのが難しくなります。さらに、部品を複数回セットアップする必要がある場合があります。これは非常に時間がかかり、生産性を低下させます。これらの問題は、4軸および5軸CNC加工によって簡単に解決できます。

4軸CNC加工とは何ですか？

上記の問題は3軸CNC加工でよく見られる問題です。そのため、4軸CNC加工や5軸CNC加工がますます普及しつつあります。4軸CNC加工は3軸CNC加工と同じ動作原理ですが、その名前からもわかるように、3軸CNC加工よりも軸が1つ多くなっています。

4軸CNC工作機械は、上下、左右、前後の3方向に移動できます。ワークピースは工作機械のテーブル上で固定されたままです。さらに、4軸CNC工作機械はX軸（A軸とも呼ばれます）に沿って回転できます。この追加軸により、4軸CNC工作機械は切断や穴あけ加工においてより多くの作業を行うことができます。

多くの場合、4軸CNC加工は3軸CNC加工よりも優れており、生産プロセスをより高速かつ高精度にします。

5軸CNC加工とは何ですか？

の原則 5軸CNCマシン 3軸CNC工作機械と非常によく似ています。しかし、非常に実用的な機能もいくつか備えています。5軸CNC工作機械には、さらに2つの軸が追加され、より多くの切削オプションが用意されています。

5軸CNC工作機械では、スピンドルと切削工具は3つの軸に沿って移動します。ただし、X軸（A軸）、Y軸（B軸）、Z軸（C軸）には追加の回転軸があります。設定に応じて、5軸工作機械はこれらの回転軸のいずれか2つを使用できます。

この特徴により、5軸CNC加工は幅広い用途に使用できます。研削、旋削、その他の加工に使用でき、5軸CNC工作機械で複数の部品を加工できます。

3+2軸CNC加工

3+2軸加工は5軸加工の一種です。その名の通り、3軸加工と5軸加工の中間的な位置づけにあります。いずれにせよ、5軸加工の中でも高速かつ効率的な加工方法です。このタイプの加工は、位置5軸加工とも呼ばれます。

3+2軸加工では、切削工具の角度は一定のままです。研削砥石またはテーブルは、2つの追加軸を中心に選択されます。つまり、切削工具は常にワークに対して垂直とは限らず、必ずしも完璧な切削結果が得られるとは限りません。

しかし、インデックス3+2軸加工と呼ばれる3+2軸加工プロセスがあります。この方法では、切削と切削の間に切削工具の角度を手動で変更できます。

5軸同時CNC加工

切削工具が常に部品に対して垂直に加工する場合、連続5軸加工または同時5軸加工と呼ばれます。この加工方法では、より滑らかな表面が得られ、届きにくい箇所の加工も容易になります。ただし、3軸+2軸加工よりも加工時間は長くなります。

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4軸CNC加工と5軸CNC加工の違い

5軸CNC加工の導入により、加工の柔軟性が大幅に向上し、加工可能な部品の複雑さが増しました。この技術は、1回のセットアップで複数の面を加工できるため、ワークの再配置やクランプの必要性が減り、生産性が向上し、エラー率も低減します。高精度が求められる複雑な形状の部品の場合、5軸加工は最適な選択肢です。

4軸CNC加工の利点

効率と精度：4軸CNC加工では、回転軸（通常はA軸）が追加され、ワークピースをX軸を中心に回転させることができます。この設計により、1回のセットアップで複数の面を加工できるため、再配置やクランプの必要性が減り、生産効率と精度が向上します。例えば、航空宇宙産業では、4軸CNC加工は、複数の角度からの精密加工が求められる複雑なエンジン部品やプロペラの製造に広く使用されています。

コスト削減： 4軸CNC加工は、1回のセットアップで複数の面を加工できるため、加工時間と手作業の介入を削減し、生産コストを削減します。民生用電子機器では、4軸CNC加工は金属製の携帯電話やノートパソコンのケースの製造に使用され、効率的で低コストの大量生産を実現しています。

汎用性：4軸CNC加工は、金型製作や試作において広く応用されており、複雑な形状や多面加工のニーズにも対応できます。そのため、高精度かつ多面加工が求められる分野において、4軸CNC加工は重要な技術となっています。

5軸CNC加工の利点

極めて高い柔軟性と複雑な処理5軸CNC加工では、2つの回転軸（通常はA軸とB軸）が追加され、切削工具がワークにあらゆる角度からアプローチできるようになります。この柔軟性により、5軸加工機は複雑な表面や微細構造の加工など、より複雑なタスクを実行できます。航空宇宙産業では、5軸CNC加工は、厳しい公差要件を満たすために複数の角度からの精密加工が求められるタービンブレードや構造部品の製造に広く使用されています。

効率と精度： 5軸CNC加工は、1回のセットアップで複数の面を加工できるため、再配置やクランプの必要性が減り、生産効率が向上し、エラー率も低減します。医療機器製造においては、極めて高い精度と複雑な形状が求められるインプラントや手術器具の製造に5軸CNC加工が用いられています。

工具の摩耗とコストの削減5軸CNC加工は、切削工具とワーク表面間の接触角を最適に維持できるため、工具の振動と摩耗を低減し、工具寿命を延ばし、生産コストを削減します。自動車業界では、高精度で複雑な形状が求められる複雑なエンジン部品やボディ構造の製造に5軸CNC加工が使用されています。

生産効率の向上5軸CNC加工は、1回のセットアップで多面加工を完了できるため、再配置とセットアップ時間を短縮し、生産効率を大幅に向上させます。例えば、ハイテク産業では、5軸CNC加工は複雑な金型や高精度部品の製造に使用され、効率的で高精度な生産を実現しています。

アプリケーションシナリオ

4 軸および 5 軸 CNC 加工技術は独自の機能を備えており、多くの業界で広く使用されており、製造の機能を大幅に拡張しています。

4軸CNC加工のアプリケーションシナリオ

航空宇宙産業: 4軸CNC加工は、複数の面を加工する必要があるものの、形状が比較的単純な部品によく使用されます。例えば、航空宇宙産業では、複雑なエンジン部品やプロペラの製造に4軸加工が頻繁に使用されています。4軸CNC加工では回転軸が追加されるため、1回のセットアップで複数の面を加工できるため、生産効率と精度が向上します。

家電： 4軸CNC加工は、金属製の携帯電話やノートパソコンのケースの製造にも用いられています。これらの製品は、美観と機能の要求を満たすために、高精度で滑らかな表面仕上げが求められます。4軸CNC加工技術は、迅速かつ正確な大量生産を可能にし、製品の一貫性と高品質を保証します。

5軸CNC加工のアプリケーションシナリオ

航空宇宙産業: 5軸 CNC加工 4軸CNC加工のアップグレード版であり、曲面や届きにくい角部など、より複雑な形状の部品を加工できます。この技術により、複雑な部品を加工することができます。 鋭利な内角のCNC加工航空宇宙業界では、性能と耐久性を確保するために複数の角度からの精密な加工を必要とするタービンブレードや構造部品などの軽量で複雑な部品の製造に、5軸加工が広く使用されています。

自動車産業: 自動車業界では、複雑なエンジン部品や車体構造の製造に5軸CNC加工が用いられています。この技術により、1回のセットアップで多面加工が可能になり、再配置の必要性が減り、生産効率と精度が向上します。

医療機器: 5軸CNC加工は医療機器製造においても同様に重要です。高精度で複雑な形状が求められる複雑な整形外科用インプラントや手術器具の製造に広く用いられています。この技術は、これらの医療機器の品質と性能を保証し、厳格な医療基準を満たしています。

金型製作： 5軸CNC加工は金型製造において重要な役割を果たし、複雑な金型や高精度部品の製造を可能にします。この技術は、金型の製造精度を向上させるだけでなく、生産サイクルを大幅に短縮し、生産効率を高めます。

4軸と5軸CNC加工の選び方

4軸CNC加工と5軸CNC加工のどちらを選択するかは、いくつかの重要な要素によって決まります。部品の複雑さ、生産量、そして予算です。これらの要素が意思決定プロセスにどのような影響を与えるかを理解することが重要です。これは、生産性と費用対効果を最大化するための鍵となります。

部品の複雑さ: 多くの場合、5軸CNC加工の方が優れています。部品の形状が複雑な場合、多面加工が必要な場合、またはアクセスが困難な箇所がある場合に適しています。5軸加工機は、1回のセットアップでほぼあらゆる角度から加工できるため、部品を手動で再配置する頻度が減り、高い精度を維持できます。一方、部品が単純な場合や加工要件がそれほど厳しくない場合は、4軸加工で十分な場合もあります。

生産量: 大量生産の場合、ランニングコストが低いため、3軸または4軸CNC加工が適している場合があります。しかし、精密部品の中小ロット生産には、5軸加工の方が柔軟性が高く、手作業も削減できるため、時間とコストを大幅に削減できます。

予算： 5軸加工機は通常、4軸加工機よりも購入と維持にコストがかかります。予算が限られている場合は、5軸加工機の追加機能が必要かどうかを検討する必要があるかもしれません。しかし、5軸加工は長期的なコスト削減と生産性向上をもたらします。用途によっては、初期投資を多めにすることで、より高い収益を得られる場合もあります。

4軸CNC加工と5軸CNC加工のどちらを選ぶかは、プロジェクトのニーズを評価する必要があります。これには、部品の複雑さ、ロットサイズ、予算などが含まれます。適切な選択は、高品質の製品を保証するだけでなく、生産性と費用対効果の向上にもつながります。

結論

4軸および5軸CNC加工のメリットについて説明しました。それぞれの適用分野と、それぞれの選択方法についても説明しました。これらの高度なCNC技術は不可欠です。現代の製造業が求める精度、効率性、そして複雑さを満たすだけでなく、複雑な形状にも対応し、コストを増やすことなく生産性を向上させることができます。4軸および5軸CNC加工は、製造業にとって比類のないソリューションを提供します。

4桁または5桁の番号の使用方法についてご質問がある場合は、 5軸CNC加工サービス プロジェクトの目標達成、あるいは詳細なお見積もりが必要な場合は、Yonglihao Machineryのチームが喜んでお手伝いいたします。ぜひお気軽にご相談ください。お客様の設計に基づき、製造目標の達成に尽力いたします。

よくある質問

CNC加工とは何ですか？

CNCはコンピュータ数値制御（Computer Numerical Control）の略で、コンピュータを用いて工作機械を自動化することを指します。つまり、旋盤、フライス盤、研削盤などの工作機械をコンピュータプログラムで制御するプロセスを指します。この技術は、部品や製品の製造における精度、効率、そして一貫性を向上させます。

3+2軸CNC加工とは何ですか？

3+2軸CNC加工は特別な CNC加工の種類3軸加工機と5軸加工機の両方の機能を組み合わせたものです。3+2軸加工では、まず2つの追加軸（通常はA軸とB軸）を用いてワークを所定の角度に位置決めします。次に、残りの3軸（X軸、Y軸、Z軸）を用いて、この固定位置で加工を行います。この手法により、加工の柔軟性が向上し、連続5軸加工の複雑さとコストを回避できます。

4 軸または 5 軸フライス加工を使用しないほうがよいのはどのような場合ですか?

場合によっては、4軸または5軸フライス加工が最適な選択肢ではない場合があります。部品の形状が単純で、複雑な傾斜角やアクセスが困難な箇所の加工を必要としない場合、3軸加工で十分な場合があります。これにより、コストと時間を節約できます。また、量産プロジェクトでは、シンプルな設計であれば従来の切削加工が効果的です。工程の簡素化と設備コストの削減により、生産性の向上を実現できます。