5 軸 CNC 加工は常に 3 軸加工より優れていますか?

製品チームには、3 軸から 5 軸、さらには 9 軸まで、多軸加工用の多くのオプションがあります。各タイプの違いは何ですか？この記事では、CNC 加工の 2 つの一般的なタイプ (3 軸と 5 軸) の主な類似点と相違点を分析し、どちらか一方を使用する方が適切な場合について説明します。

3 軸 CNC 加工とは?

オペレーターがフライス加工の指示をコンピューターに入力すると、3 軸 CNC 工作機械が自動的にタスクを完了し、ツールを使用して 3 軸 (X、Y、Z、または左から右、前から後ろ、および上下。 CNC フライス加工 と CNC 旋削 3 軸加工のカテゴリに属します。ただし、その機能は少し異なります。

3 軸フライス加工は、回転やすりの実践から開発されました。 X軸とY軸で行うフライス加工です。 3 軸加工では、工具が 3 軸に沿って移動してパーツをフライス加工する間、ワークピースは静止したままです。 3 軸機械加工は、自動化された/対話型操作、スロット フライス加工、ドリル加工、シャープ エッジの切断用の機械部品の製造に最も広く使用されている技術の 1 つです。 3軸加工は3軸のみの加工なので比較的シンプルで、前後左右上下上下の3軸で材料を削ることができます。これは最も基本的な CNC 旋盤プロセスですが、生産規模のワークピースの要件によって異なります。

対照的に、CNC 旋削では、工作物が回転する主軸に取り付けられ、旋盤が部品を加工します。スピンドルがワークピースを保持して回転させると、センタードリルまたは切削工具がアセンブリの内周と外周を追跡するか、中心軸に沿って穴を開けます。 CNC フライス盤と比較して、CNC 旋盤は部品をより速く、より低い単価で生産するため、大量生産に役立ちます。

5 軸 CNC 加工とは?

5 軸工作機械は、5 つの異なる方向 (X、Y、Z、A および B) に移動する工具に依存しています。 ツールがその周りを回転します。 5 軸 CNC マシンを使用すると、オペレータは 1 回の操作であらゆる方向から部品にアプローチできるため、次の操作まで手動でワークピースを再配置する必要がなくなります。 5 軸 CNC 機械加工は時間を節約し、医療、石油およびガス、航空宇宙産業で見られるような複雑で精密な部品の製造に最適です。インデックス 5 軸 CNC マシン、連続 5 軸 CNC マシン、フライス加工 CNC センターなど、製品チームが知っておくべき 5 軸工作機械にはいくつかの種類があります。

3 軸 CNC フライス加工と同様に、インデックス付き 5 軸 CNC 加工では工具は 3 軸のみに沿って移動し、ワークピースとの連続的な接触を維持しません。ただし、ワークテーブルとカッターヘッドは両方向に自動的に回転できます。割り出し 5 軸加工は、ハウジング、クランプ、治具の製造に最適です。速度、精度、および複雑な幾何学的形状を処理する能力の点で、3 軸 CNC フライス加工と連続 5 軸 CNC 機械加工の中間に位置します。

連続 5 軸 CNC 機械加工では、ツールとワークピースが操作中に同時に回転および移動できるため、時間が節約され、オペレーターは有機的な表面で複雑な幾何学的形状を作成できます。連続 5 軸 CNC 機械加工は、表面仕上げ、速度、および寸法安定性を向上させますが、部品あたりのコストが最も高くなります。

5 軸と 3 軸の比較

5 軸 CNC 工作機械の精度は 3 軸 CNC 工作機械よりも高いですが、これは完全に仮説です。ハイエンドの 3 軸工作機械は、通常の 5 軸工作機械よりも製造精度が数段高い可能性があります。 3 軸工作機械 X/Y/Z の 3 つの直線軸を含むため、構造は比較的シンプルです。 3 軸マシニング センターが加工している場合、工具軸の方向は変化せず、移動モードも制限され、プログラミングは比較的簡単です。

図中の「垂れ下がっている」とは、回転軸が3軸の直線軸に対して直角ではない回転軸が存在することを意味し、これは比較的まれです。その運動関係はより複雑ですが、構造は比較的コンパクトで、動的剛性と静的剛性は良好です。

5 軸の主な利点 機械加工

• クランプ交換の時間を短縮

5軸工作機械は回転軸が2軸あるため、どの方向からでも工具をワークに近づけることができ、取付面以外は1回のクランプで加工できます。 「クランプ回数を減らす 高能率・高精度加工の追求に一石二鳥。一方では、クランプ回数を減らすことで、時間を節約し、労働者の労働集約度を減らし、処理効率を向上させることができます。

• 工具の最適な切削状態を維持し、加工条件を改善する

5軸工作機械の機能により、どの方向からも工具をワークに近づけることができ、最適な角度でワークを切削することができます。また、処理効率と処理品質を向上させることもできます。

• 干渉を効果的に回避

5 軸加工機には 2 つの回転軸があるため、工具はどの方向からでもワークピースにアプローチでき、加工パスを柔軟かつ変更可能にします。処理中の干渉の問題を効果的に回避できます。開発サイクルを短縮しました。これは、品質と効率が改善された後に達成される自然な効果でもあります。

結論

つまり、3 軸と 5 軸の主な違いは主に処理能力に反映されます。 5 軸加工機は 3 軸加工機の仕事をすることができますが、逆に機能しません。 2 つの回転軸が存在することで、5 軸工作機械の処理能力が向上することがわかります。

どちらも非常に汎用性が高く、自動化された複製可能な生産プロセスであり、正確なコンポーネントを迅速かつ費用対効果の高い方法で作成できますが、さまざまな理由で、それらの間で 1 つを使用することを選択できます。

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