4軸の機械加工に関するすべてを知っています

活況を呈している自動化の時代には、4軸の機械加工がさまざまな製造プロセスへの道を開いています。この自動化の驚異の複雑さを理解することは興味深く、複雑ですが、不可欠です。

4軸の機械加工とは何ですか？

多くの場合、4軸CNC加工と呼ばれ、4軸機械加工は、追加の回転軸を装備したCNCマシンを利用する多軸機械加工プロセスです。

このプロセスには、4つの異なる軸を同時に移動するCNCマシンが含まれます。通常、x、y、z（3つの線形軸）とx軸の周りの回転軸であるA軸であるA軸が含まれます。このユニークな機能により、3軸の機械加工では不可能な奇妙な角度で複雑な部品の機械加工を可能にします。

CNCは、コンピューターの数値制御の略です。

x、y、z軸は、相互に垂直な3つの方向です。

A軸は、X軸の周りでワークを回転させる機能を提供します。

4軸CNC加工プロセス

4軸CNC加工のプロセスを理解するには、CNCマシンの動きと機能に焦点を当てる必要があります。これらのマシンはシームレスに動作し、A軸に沿ってワークピースを回転させながら、X、Y、Z軸に沿って切削工具を移動します。この追加軸により、マシンはさまざまな角度からワークを操作し、複雑な部品を正確に製造するのに役立ちます。

4軸CNC加工のステップ

CAD設計：この製品は、コンピューター支援設計（CAD）ソフトウェアを使用して最初に設計されています。設計者は通常、Windows PCを使用してこのプロセスを完了します。

CAM PATH：設計が完了すると、コンピューター支援製造（CAM）ソフトウェアがCNCマシンが従うツールパスを作成します。

セットアップ：部品はCNCマシンにマウントされ、マシンは適切な切削工具でセットアップされます。

機械加工：その後、マシンは機械加工プロセスを開始します。マウントされたワークピースがA軸で回転している間、X、Y、Zの方向に移動し、異なる角度で連続機械加工を可能にします。

仕上げ：加工プロセスが完了したら、清掃や討論など、必要な仕上げ操作が実行されます

どのタイプの4軸CNC工作機械が利用できますか？

4軸CNCマシンにはいくつかのタイプがあり、それぞれにユニークな機能があり、さまざまなアプリケーションに適しています。

ミリング機

これらはおそらく最も一般的に使用される4軸CNCマシンです。彼らは、斜めの切り抜きや穴などの機能を備えた複雑な部品を作成するのに最適です。追加のA軸により、切削工具は角度でワークに近づくことができ、任意の角度でスロットや穴を粉砕する機能を可能にします。

旋盤

4軸CNC旋盤は、操作を回すために使用されます。追加された軸により、旋盤ツールは任意の角度でワークにアプローチすることができ、複雑なジオメトリを作成できるようにします。旋盤は、金属、木材、プラスチックなどの幅広い材料で動作し、幅広い製造の可能性を提供します。

ルーター

主に木工業界で使用される4軸CNCルーターは、精度と大きな部品を機械加工する能力を提供します。彼らの堅牢な構造とシンプルなセットアップにより、それらはあらゆる生産ラインにとって貴重な資産になります。

4軸CNC工作機械のアプリケーション

4軸CNCマシンには、複雑な部品とコンポーネントを製造する能力があるため、幅広い用途があります。これらのマシンが大きな影響を与えたいくつかの領域を次に示します。

航空宇宙産業： 4軸CNCマシンは、航空宇宙産業で広く使用されています。これは、正確さが高く、複雑なジオメトリを処理する能力があるためです。高精度と速度で、タービンコンポーネントや機体部品などの複雑な部品を製造できます。

自動車：エンジンのコンポーネントから体の部分まで、自動車産業は、生産用の4軸CNC加工に大きく依存しています。奇妙な角度で作業し、複雑な部分を効率的に生産する能力は、この業界で定番となります。

エレクトロニクス業界：電子部品の製造には、高度な精度が必要です。 4軸CNCマシンは、回路基板やハウジングなどのコンポーネントを作成することでこれを実現できます。

石油およびガス産業：石油およびガス産業には、極端な条件に耐えることができる部品が必要です。 4軸CNCマシンは、高品質で耐久性のあるコンポーネントを作成することでこれを実現できます。

4軸CNC加工の利点

4軸CNC加工は、効率を高め、さまざまな製造業に費用対効果の高いソリューションを提供するさまざまな利点を提供します。ここに注目すべき利点がいくつかあります。

機能の強化：追加のA軸により、3軸で達成が困難な、より複雑な部分を作成できます。これにより、設計と製造の新しい可能性が開かれます。

効率の向上：ワークを手動で調整する必要なく、さまざまな角度から連続機械加工を許可することにより、4軸CNC加工は生産時間を大幅に短縮できます。

より高い精度：追加の軸により、機械加工プロセスをより適切に制御できるため、精度と精度が向上します。

汎用性：小さな電子部品から大規模な航空宇宙コンポーネントまで、4軸CNCマシンは幅広い材料とパーツサイズを処理し、製造セットアップで汎用性の高いツールになります。

4軸CNC加工の短所

4軸CNC加工の利点は明らかですが、その制限の一部を認めることが重要です。

高セットアップコスト： 4軸CNCマシンの購入とセットアップは非常に高価な場合があります。これは、あらゆるビジネスにとって大きな投資です。ただし、提供する効率と機能を考慮すると、この投資は長期的には報われる可能性があります。

熟練したオペレーターが必要です：CNCマシンはほとんどのタスクを自動化できますが、それらをセットアップ、プログラム、監督するために熟練したオペレーターが依然として必要です。これにより、操作のコストと複雑さが追加されます。

ジオメトリによる制限：追加のA軸はより大きな柔軟性を提供しますが、4軸マシンは依然としていくつかのジオメトリと角度を処理するのに苦労する可能性があります。この場合、5軸CNCマシンがより適切なオプションになる場合があります。

結論

結論として、4軸CNC加工は、3軸加工よりも効率、汎用性、精度を提供する複雑なプロセスです。いくつかの制限がありますが、通常、利点はこれらを上回ります。

この技術は、高精度と速度で複雑な部品を作成することにより、航空宇宙と自動車から電子機器と石油とガスに至るまで、産業に革命をもたらしました。テクノロジーが進歩し続けるにつれて、これらのマシンの能力は増加するだけで、現代の製造における不可欠な役割をさらに強化します。