4軸および5軸CNC加工とは何ですか？

CNC加工に関連する製品製造では、CNC加工軸について知っておくべきことがたくさんあります。これは、その重要性と、最新のCNCマシンのほとんどが4軸および5軸のCNC加工を使用して動作する傾向があるためです。

この記事では、4軸および5軸CNC加工について理解します。これには、それらの基本原理、それらの違い、および機械加工プロジェクトで1つを選択する方法の紹介が含まれますか？

3軸CNC加工とは何ですか？

4軸および5軸CNC加工の動作メカニズムを理解するには、現在でも最も広く使用されているCNC加工の形式である3軸加工を明確に把握する必要があります。

典型的な3軸CNC機械加工プロセスには、部品作成に3つのメカニズムが含まれます。 1つはスピンドルの上下運動で、もう1つはスピンドルを左右および前後に動かすことです。

3軸CNC加工の制限

3軸CNC加工は、3軸（XYZ）に沿って行われます。これは適切な作業方法ですが、いくつかの厳しい制限があります。

1つは、切削工具の角度が均一なままであるため、ワークピースの届きにくい部分の材料の一部を切り取るのが難しくなることです。また、生産性が大幅に低下する部品については、複数回のセットアップが必要になる場合があります。これらの制限は、4軸および5軸CNC加工のより一般的な使用の原因です。

4軸CNC加工とは何ですか？

上で説明した3軸の制限に基づいて、4軸および5軸CNC加工がより一般的になりました。 4軸CNC機械加工プロセスには、同じ作用メカニズムが含まれます。ただし、その名前から、追加の軸が含まれています。

4軸CNCマシンでは、スピンドルは3つの軸に沿って移動します。上下、左右、前後に移動しますが、ワークピースはマシンテーブル上で静止したままです。 4軸CNC加工は、A軸とも呼ばれるX軸に沿ってさらに回転します。この追加の軸により、4軸CNC加工は、穴あけや切り欠きを伴う状況で機能することができます。

一般に、4軸CNC加工は、製造プロセスの速度と精度を向上させるため、3軸CNC加工よりも好まれます。

5軸CNC加工とは何ですか？

5軸CNC機械加工プロセスも、3軸CNC機械加工プロセスによく似ています。ただし、これらの2つの追加軸と、はるかに優れた切断の柔軟性を提供するいくつかの非常に重要な機能が付属しています。

5軸CNC加工では、スピンドルと切削工具が3軸に沿って移動します。ただし、X軸（A軸と呼ばれる）、Y軸（B軸と呼ばれる）、およびZ軸（C軸と呼ばれる）の周りには他の回転があります。 5軸マシンは、構成に応じて、これらの回転軸のいずれか2つを利用できます。

この特徴に基づいて、5軸CNC加工がさまざまな能力で採用されています。フライス盤、旋盤加工などが可能です。したがって、1台の機械で複数の部品を処理できます。

・ 3+2軸CNC加工

3 + 2軸加工プロセスは、5軸加工プロセスのサブタイプであり、その名前によれば、3軸と5軸の中間の一種です。それにもかかわらず、それは5軸加工の迅速で非常に効果的な形式です。位置5軸加工とも呼ばれます。

3 + 2軸加工では、スピンドルまたはテーブルが2つの追加軸を中心に回転しても、切削工具の角度は変化しません。その結果、切削工具は必ずしも部品に対して垂直であるとは限らず、完全な切削が常に作成されるとは限りません。

ただし、インデックス付きと呼ばれる3+2軸加工の形式があります 3+2軸加工。このフォームでは、切削工具の角度を切削間で手動で調整できます。

・同時5軸CNC加工

5軸加工では、切削工具を常に部品に対して垂直に保つことができる場合、連続または同時の5軸加工があります。このプロセスは、優れた表面仕上げを提供し、手の届きにくい領域へのアクセスを可能にします。ただし、3+2軸加工よりも低速です。

4軸と5軸のCNC加工の違い

4軸CNC加工と5軸CNC加工の主な違いは、それらが持つ余分な軸に集中しており、これはさらに他の微妙な違いにつながります。

• 軸の違い

4軸CNC加工には、A軸という追加の軸がありますが、5軸CNC加工には、構成に応じてA軸、B軸、またはC軸の2つの追加軸があります。

• 軸の回転

4軸CNC加工では、A軸での回転が可能ですが、5軸では、3つの軸のうちの2つ（A軸、B軸、およびC軸）での回転が可能です。

• 柔軟性

5軸CNC加工には、4軸CNC加工よりも余分な軸があります。それは余分なだけでなく、ローカライズされていません。このコンテキストでローカライズされているということは、4軸CNC加工の追加軸が常にX軸上にあることを意味します。 5軸CNC加工は、XYZ軸の2つで行うことができます。この余分でローカライズされていないプロパティにより、柔軟性の点で4軸CNC加工よりも5軸CNC加工に余分なエッジが与えられます。

• コスト

5軸CNC加工の特徴と機能により、4軸CNC加工よりもコストがかかります。

特定の構成に関係なく、すべての4軸および5軸の機械は、3軸の機械よりもさまざまな方法で、より多くの角度から切削工具を動かすことができます。これにより、より複雑な機械加工操作と精度の向上が可能になり、複数のセットアップが不要になります。

・4軸および5軸CNC加工を使用する利点

4軸および5軸CNC加工には、適切なものを決定できる多くの利点があります。これには、精度の向上、セットアップ時間の短縮、より複雑な部品の可能性が含まれます。

その他の具体的な利点は、マシンの構成、または3+2軸または連続5軸のどちらを使用するかによって異なります。

一般に、3+2軸加工には次のような利点があります。

• 高速加工。
• 簡単なセットアップ。
• 工具干渉の可能性が低い。

連続5軸加工には、次のような利点があります。

• 優れた表面仕上げ。
• パーツへのアクセスを改善します。
• 工具の摩耗が少ない。

4軸および5軸CNC加工のアプリケーション

4軸および5軸CNC加工は、製品製造に関連する多くのシナリオで重要です。必要なものに基づいて、深いキャビティを備えた金型の作成、複雑な3D形状の作成、および精度を損なうことなく部品の傾斜面での機械加工に役立ちます。

2つのうち、5軸CNC加工はさまざまな部品に使用できます。たとえば、インペラやタービンブレードなど、3軸加工に適さない輪郭のある部品の製造で特に支配的になっています。

選択方法 4軸および5軸CNC加工

プロジェクトで4軸CNC加工と5軸CNC加工のどちらかを選択するには、1つか2つのことを理解する必要があります。両方を選択する際に考慮しなければならない3つの重要なことは次のとおりです。

・あなたの予算

予算規模では、5軸は4軸よりもコストが高く、3軸よりもコストがかかります。その理由は、3から4、5に移行するにつれて、機能、機能、および機能が向上するためです。

・要件

複雑な部品の場合は、5軸CNC加工を行う必要があります。ただし、小さくて単純な部品の製造を目的としたプロジェクトでは、3軸と4軸が理想的です。

・操作手順

軸番号が大きいほど、操作が複雑になります。簡単な操作手順が必要な状況では、3軸が最も簡単で、次に4軸CNC加工が続きます。

結論

初心者として、4軸CNC加工と5軸CNC加工の違いを知ることは、適切な製品を作るための第一歩です。これは、ほとんどのCNCマシンが、3軸、4軸、および5軸のCNC加工プロセスを利用しているためです。したがって、この記事では3つの違いについて説明します。

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