CNC マシンの種類は?

CNC 機械加工は、従来の機械加工プロセスと比較してコストを大幅に削減しながら、コンピューター制御のプロセスを迅速かつ正確に実行できるため、製造業界で部品やコンポーネントを切断および製造する最も一般的な方法の 1 つになりました。ただし、CNC マシンには、フライス加工、ドリル加工、旋削加工を行う機械など、さまざまな種類があります。これらの機械の中には、ツール、レーザー、プラズマ、放電など、使用される切断方法の種類に基づいているものもあります。ショップ オーナーや製造業者にとって、特定の業界にどの CNC マシンを使用すべきかを判断するのは難しい場合があります。

この記事では、各タイプの CNC マシンのアプリケーションと制限について説明し、機械加工の要件に最適なマシンを決定するのに役立ててください。

CNC マシンの種類

CNC マシンは、3 軸 CNC マシンと多軸 CNC マシンの 2 つの主なカテゴリに分類できます。

3 軸 CNC マシンはフライス加工または旋盤加工に使用できますが、多軸 CNC マシンには 3 つの異なる分類があります。

• インデックス付き CNC 加工 3+2 軸
• 連続 5 軸 CNC マシン
• 旋盤加工

3 軸 CNC マシン

これらは、ワークショップで見られる最も一般的な種類の CNC マシンです。これらの機械では、X、Y、Z 軸の 3 つの異なる方向に工具を工作物に対して移動させることができます。これらの軸の基本的な命名法は次のとおりです:

• X 軸: 左右
• Y 軸: 前後
• Z 軸: アップダウン

3 軸 CNC マシンには、フライス盤と旋盤の 2 種類があります。

CNC フライス盤

この場合、ワークピースは万力の上に固定され、特別な切削工具を使用して材料が取り除かれます。これらの切削工具は、X、Y、Z の 3 つの直線軸に沿って非常に高速で回転するスピンドルに取り付けられています。

メリット:

• プログラミングが比較的簡単
• 他の構成よりも優れた動作
• 低コスト

アプリケーション:

• 標準形状の作成に適しています

制限:

• 必要な形状を生成するために軸の 2 つ以上の組み合わせが必要なアプリケーションには適していません

CNC 旋盤 (旋盤)

CNC 旋盤は、フライス盤よりも少ないコストでより多くの作業量を生産できます。この場合、工作物はスピンドル上で固定された状態で保持され、切削工具は必要な形状を達成するためにその外周と内周を機械加工します。旋盤機は、センタードリルと内部切削工具を使用して、ワークピースの中心に穴を開けることもできます.

メリット:

• 単位あたりの低コスト
• 優れた精度

アプリケーション:

• ねじ山、平面、または 3 次元の複雑な製品の製造に役立ちます

制限:

• 円筒形の部品しか製造できない

5 軸 CNC マシン

5 軸 CNC マシンは、CNC 旋盤の限界を容易に克服します。名前が示すように、この CNC タイプは 5 方向に回転します。 X、Y、Z、A、および B。A 軸は 4 番目の軸と呼ばれ、ベッドの周りの回転、つまり X 軸を表します。同様に、B 軸は 5 番目の軸であり、ツール ヘッドの周りの回転、または Y 軸を表します。

メリット:

• 複合角度ポジショニングにより、複雑な形状をより速く簡単に設計
• 加工コストを最適化するためのサイクル タイムの短縮
• 寸法安定性の向上

アプリケーション:

• インペラ、タービン、吸気ポートなど、複雑な形状と微細なクリアランスを伴う部品

制限:

• 費用のかかるセットアップと専門のオペレーターが必要

5 軸 CNC マシンには、割り出しタイプと連続タイプの 2 つのタイプがあることを知っておく価値があります。連続タイプは 5 軸すべてを同時に動かすことができますが、インデックスタイプは A 軸と B 軸の周りに連続接触することはできません。それらの周りを回転し、動作中は静止したままで、新しい切断位置に再び向きを変えます.

ミル ターニング CNC センター

ミルターニング CNC センターは、CNC ターニングマシンと同等でありながら、フライス加工機能を備えています。したがって、工作物からの材料の除去が比較的容易になります。スピンドルはワークを保持し、旋盤のように回転して、より高い生産性を実現します。ミルターニング CNC センターは、5 軸 CNC フライス盤のように複雑な形状の柔軟性を目指すことができます。

メリット:

• クランプ時間を短縮
• 調達コストの削減
• 工具交換の時間を節約
• プロセスの効率を高める

アプリケーション:

• フライス加工やドリル加工が必要な丸いパーツの作成に便利

制限:

• Z 軸を中心とした回転はできません

7 軸 CNC マシン

航空宇宙および軍用部品の複雑なトポグラフィを設計するには、ワークピースの周りを回転させたり、ツール ヘッドを回転させたりする必要があります。これらの機能は、5 軸 CNC マシンでは使用できません。ここで、7 軸 CNC マシンが不可欠になります。 5 軸マシンのすべての軸に加えて、Z 軸に沿った動きとアームの回転を提供し、ワークピースを別のマシンに移す時間を節約します。

メリット:

• 工作物の周りの回転
• マシンの変更にかかる時間を節約
• 処理速度の向上

アプリケーション:

• 複雑な航空宇宙および軍事コンポーネントの設計に使用

制限:

• 5 軸機よりも高価

12 軸 CNC マシン

利用可能なすべての種類の CNC マシンの中で、12 軸 CNC マシンが最も高度です。これらの機械は、人間の介入を必要とせずに優れた機械加工の自律性を提供します。アルミニウムなどの軽合金のフライス加工、穴あけ、切削加工を行うことができます。最高の部分は、これらの CNC マシンには 2 つのヘッドが付属していることです。垂直マシニング センター (VMC) と水平マシニング センター (HMC) です。したがって、下の図に示すように、12 の異なる角度で精度を達成できます。

メリット:

• 比類のない設計の柔軟性
• 簡単な設定変更

アプリケーション:

• 最も困難な機械加工プロセスに最適

制限:

• 高度なセットアップと熟練したオペレーターが必要

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