正しいCNCフライス盤の選択：3軸、4軸、それとも5軸？

はじめに現代製造業におけるCNCフライス加工の重要性を理解する

精度の世界 加工CNC（コンピュータ数値制御）フライス盤の適切なタイプを選択することは、メーカーが直面する最も重要な決定の一つです。そのプロセスは CNCフライス加工 は、プロトタイプの作成から大規模な生産まで、さまざまな用途に広く使用されている。しかし、さまざまなタイプの CNCフライス加工 機械-3軸、4軸、5軸は、部品の複雑さ、材料、要求精度、生産量によって異なる。

エンジニア、OEMバイヤー、調達マネージャーにとって、3軸、4軸、5軸の主な違いを理解することは重要である。 CNCフライス加工 が重要です。この決定は、部品の品質や精度だけでなく、生産コスト、リードタイム、金型の複雑さといった要素にも影響します。この詳細な記事では、各タイプの能力、限界、および実際のシナリオを探ります。 CNCフライス盤.この記事を読み終わる頃には、あなたはどのようなサッカーが必要なのか、包括的に理解できるようになるだろう。 CNCフライス盤 は、迅速なプロトタイプから大量生産ソリューションまで、お客様の特定のニーズに最適です。

CNCフライス加工とは？

3軸、4軸、5軸フライス加工の違いに入る前に、まずCNCフライス加工の基本原理を理解しましょう。

CNCフライス加工は減算法である。 加工 回転する切削工具を使用して、切削工具の動きを決定するコンピュータ・プログラムによって誘導されながら、被加工物から材料を除去するプロセス。 CNCフライス盤 この軸は、工具とワークピースが動くことができる方向です。軸は、X、Y、Z方向に沿った切削工具の動きを表し、さらに高度なものでは回転軸も追加される。 機械.

• 3軸加工:切削工具は3軸（X、Y、Z）に沿って移動する。
• 4軸加工:3つの直線軸に加え、ワークピースは1つの軸（通常はA軸）を中心に回転することができる。
• 5軸加工:これは、2つの回転軸（AとB）を追加し、切削工具を同時に5方向に動かすことを可能にします。

それぞれのタイプ CNCフライス盤 は、複雑さ、正確さ、柔軟性のレベルが異なる。その違いを詳しく説明し、それぞれのタイプ特有の能力と制限を検証してみよう。

3軸CNCフライス加工：CNC加工の基礎

3軸CNCフライス加工の仕組み

A 3軸 CNCフライス盤 X、Y、Zの3つの主軸で動作する。 マシンの 三次元空間での動き：

• X軸:左から右への動き（水平）
• Y軸:前後の動き（水平）
• Z軸:上下の動き（垂直）

3軸の場合 CNCマシンワークピースは所定の位置に固定され、切削工具はこの3軸に沿って移動して材料を除去する。切削工具の動きはこの3方向に限定されるため、複雑な形状や複数の角度を必要としない部品に適している。

3軸CNCフライスの実世界でのアプリケーション

3軸 CNCマシン は通常、以下のような用途に使われる：

• シンプルな部品:ブラケット、ベース、プレートなど、平らで比較的単純な形状の部品。
• プロトタイピング:3軸加工機はプロトタイピング、特に少量生産や初期段階の設計に最適です。
• 基本的なフライス加工:ドリル、タッピング、スロット、フェーシングなどの作業。

一方、3軸 機械 は、単純な部品から中程度に複雑な部品まで多用途に使用できるが、複雑な角度、深い空洞、複数の工具アプローチが必要な形状を持つ部品の加工に関しては限界がある。

3軸CNCフライス加工の利点

• 低コスト:3軸加工機は、シンプルで可動部品が少ないため、一般的に4軸加工機や5軸加工機よりも安価です。
• 使いやすさ:これらのマシンは、より高度なものに比べて操作やプログラムが簡単です。 機械.
• 基本的な作業には十分:簡単な部品であれば、3軸フライス加工で十分な精度が得られます。

3軸CNCフライスの限界

• 限られた部品の複雑さ:3軸加工機では、マルチアングルを必要とする部品に容易に対応できない。 加工 または複雑な形状。
• 長いサイクルタイム:多面部品では、より多くのセットアップが必要となり、労働時間の増加やミスアライメントのリスクにつながります。

4軸CNCフライス加工：柔軟性と精度の向上

4軸CNCフライス加工の仕組み

A 4軸CNCフライス盤 は3軸の基礎の上に成り立っている。 機械 と呼ばれるワークピースの回転軸を追加する。 A軸.この追加回転により、部品はX軸（場合によってはY軸）の周りに回転させることができ、機械はワークピースを再配置することなく、1回のセットアップで部品の複数の面を加工することができる。

この自由度の高さによって、特に、以下のような部品に高い精度と効率がもたらされます。 加工 複数の面や複雑な輪郭を描く。

4軸CNCフライス加工の実世界でのアプリケーション

4軸CNCマシンは理想的です：

• より複雑な部品:複数の面を必要とする部品 機械加工 複数のセットアップなしで。
• 複数の面に沿って伸びる特徴を持つ部品:例えば、自動車部品や、異なる面にカットする必要がある溝のあるハウジングなど。
• 短期生産:フル5軸加工まではいかないが、比較的高度な複雑さが必要な場合。

4軸CNCフライス加工の利点

• 柔軟性の向上:ワークピースを回転させることができるため、より速く、より効率的に作業を行うことができます。 加工 多面部品の
• 部品ハンドリングの軽減:セットアップの回数が少なくて済むため、ミスアライメントのリスクが減り、ワークの再位置決めに費やす時間が短縮されます。
• 精度の向上:すべての 加工 が1回のセットアップで行われるなら、再ポジショニングによるエラーのリスクは低くなる。

4軸CNCフライスの限界

• 限られた角度の動き:A軸は回転させることができるが、同時に複数の角度からカットする能力には制限がある。
• マシンの複雑化:4軸機は3軸機より複雑で高価である。 機械そのため、より高度なプログラミング・スキルが要求される。

5軸CNCフライス加工：高度な能力を引き出す

5軸CNCフライス加工の仕組み

A 5軸CNCフライス盤 は、さらに2つの回転軸を追加することで、4軸システムを一歩進めます。 B軸 そして C軸-これは、完全な動きの自由を提供する。これにより、切削工具は事実上あらゆる角度から被削材にアプローチすることができ、複雑な形状やアンダーカット形状も可能になります。 機械加工 一回のセットアップで。

B軸は通常Y軸を中心に回転し、C軸はZ軸を中心に回転するため、切削工具は同時に5つの異なる方向（X、Y、Z、A、B）に動くことができる。これにより、特に非常に複雑で精密な部品の加工において、精度、速度、汎用性が大幅に向上する。

5軸CNCフライス加工の実世界でのアプリケーション

5軸CNCマシンは理想的です：

• 複雑な高精度部品:航空宇宙部品 メディカル 複雑な形状や厳しい公差を必要とするインプラント、金型、ダイ。
• アンダーカットのある部品:不可能な形状の部品 機械 角度が複雑なため、3軸または4軸加工機を使用する。
• シングルセットアップ加工:能力 機械 1回のセットアップで部品のすべての面を処理することで、再配置の必要性を最小限に抑え、最大限の効果を得ることができます。 加工 効率的だ。

5軸CNCフライス加工の利点

• 精度の向上:複数の角度から部品にアプローチできるため、複数回のセットアップや再位置決めによる誤差が少なくなります。
• 部品の複雑化:5軸加工機は、最も複雑な形状やアンダーカットを簡単に処理できます。
• 納期の短縮:通常は複数回のセットアップが必要な部品も、1回で加工できるため、リードタイムを大幅に短縮できます。
• より高い品質:ヒューマンエラーの低減と、より厳しい公差を達成する能力により、5軸加工は高精度産業に最適です。

5軸CNCフライスの限界

• より高いコスト:5軸 機械 は、その複雑さと精密さゆえに、購入、運用、維持にコストがかかる。
• プログラミングの複雑化:プログラミング5軸 機械 機械工やプログラマーには、より専門的な知識と経験が要求される。
• ツール・アクセシビリティ:切削工具の可動域は、以下の条件によって制限されることがある。 マシンの デザインにより、特定の機能へのアクセスが難しくなっている。

CNCフライス加工における実世界での意思決定

3軸、4軸、5軸のいずれかを選択する場合 CNCフライス加工しかし、エンジニアは、生産決定に影響するいくつかの要因を考慮しなければならない：

1.部品の複雑さ

• 3軸:より単純で平坦、または中程度に複雑な部品に最適。
• 4軸:1回のセットアップで複数の面を加工する必要がある部品に最適。
• 5軸:航空宇宙産業や自動車産業など、非常に複雑で詳細な部品に必要。 メディカル アンダーカット、厳しい公差、複雑な形状を必要とする部品。

2.生産量

• 3軸:少量から中量の生産、特にプロトタイプや単純な部品の生産に効果的です。
• 4軸:多面加工が必要な中量生産に適している。 加工 が必要である。
• 5軸:セットアップ時間の短縮と高精度が重要な、複雑な部品の大量生産に最適。

3.精度と公差

• 3軸:精度は高いが、複雑な形状で公差が厳しくなると苦戦する可能性がある。
• 4軸:多面を必要とする部品の精度向上 加工.
• 5軸:複雑な形状や厳しい公差に対して最高の精度を提供し、ヒューマンエラーやセットアップのズレを最小限に抑えます。

4.材料と工具の要件

• 3軸:複雑なツールパスを必要としない柔らかい素材に適しています。
• 4軸:多面カットが必要な素材や、中程度から複雑なツールパスに適しています。
• 5軸:航空宇宙用途のチタンなど、複雑なカットを必要とする硬い素材に最適。

結論フライス加工のニーズに合った正しい選択

3軸、4軸、5軸の選択 CNCフライス盤 は、部品の複雑さ、生産量、要求精度、材料の種類など、さまざまな要因によって異なります。各機械タイプの長所と限界を理解することで、メーカーは生産ニーズに沿った情報に基づいた決定を下すことができ、効率と費用対効果を確保することができます。

これらの要素を慎重に評価し、実際の用途を理解することで、エンジニア、OEMバイヤー、調達マネージャーは、自分たちの仕事を最適化することができる。 CNCフライス加工 最高の品質と最高の投資収益率を実現するための戦略。

3軸と4軸と5軸のCNCフライス加工に関するFAQ