連動5軸加工と3＋2軸加工の違い

3+2軸とはCNC加工?

標準では3軸加工が可能な縦型フライス盤と、同じく標準では3軸加工が可能な横型フライス盤。しかし、ロータリーテーブルが取り付けられ、残りの2軸に沿った回転運動を提供する目的で傾斜スイベルトラニオンが取り付けられている。基本的には、3軸＋2軸の加工プロセスですね。

これは、第4軸と第5軸を使用して、加工中の部品を適切な位置に安定させるためである。これに続くのが標準的な3軸加工で、この工程で必要とされる連続的な移動のためのオプションとして用意されている。さらに、3+2軸マシニングセンタで使用される工具は、より堅牢で長さが短い。そのため、より優れた寸法安定性が保証されます。

3+2の加工配置は、標準的な3軸マシニングセンターの利点をさらに強化するもので、ワークの周囲360度を加工できることが大きな利点となっている。

3+2軸CNC加工の仕組みは？

実際、ある角度で3軸加工を達成することが目標であるかのようにCNC加工を位置決めする3プラス2方式の基本原理は、CNC加工機が特定の角度に回転しても、標準的な3軸加工機と同じように動作し続けることである。

連動5軸CNC加工とは？

5軸加工プロセスを同期させる際、切削工具は全方向に同時に動くことができ、必要なコンポーネントは3つの直線軸と2つの回転軸で同時に製造される。

軸移動範囲

X軸

左から右へ

Y軸

前から後ろから

Z軸

上下

A軸

X軸を中心に180°回転させる

B軸

Y軸を中心に180°回転させる

C軸

Z軸を中心に180°回転させる

同期5軸CNC加工

補助軸と呼ばれるものが2つあり、1つは傾斜テーブル軸（A）、もう1つは回転テーブル軸（B）です。これらの軸は動いているように見えますが、これは5軸加工中に工具スピンドルやテーブルの傾斜動作が追加で行われることを意味します。したがって、回転だけでなく、より多くの移動が行われ、標準的なCNC加工プログラムの性能向上につながります。

マシニストは、第4軸と第5軸の助けを借りて、一度に5つの異なるサーフェスを作成することができます。そのため、工程は正確かつ生産的です。さらに、複雑なディテールやフレームを作成するプロセスをスピードアップします。セットアップの手間が省けるため、この方法は費用対効果が高く、さまざまな実験に利用できる。

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3+2軸および5軸CNC加工

3+2軸加工は、3軸CNC工作機械とチルト＆ターン・トラニオンおよびロータリーテーブルの機能を組み合わせたものである。

3+2軸加工と5+軸加工が最適な企業は、製品のタイプによって異なる。3+2軸加工は平らな面に効果的で、5軸CNC加工は複雑な形状の面の加工に最適である。しかし、すべての部品に完全な5軸加工が必要なわけではなく、3+2のCNC加工の方が効率的な場合もあるようです。5軸加工の大きな利点のひとつは、幅広い部品や形状にCNC加工を施すことができることで、航空宇宙や軍事など、より要求の厳しい産業での使用に適している。

状況に応じて、それぞれのメリットとデメリットを認識し、どれを選ぶのが適切かを考える必要がある。

3+2処理の利点

3+2軸加工の主な利点は以下の通りである：

より複雑なフィーチャーを生成する

この技術により、短くて硬い切削工具を使用して、急勾配の壁やアンダーカットの空洞、その他多くの複雑な形状を形成することができる。さらに、切削面に特定の角度をつけることも可能です。

プログラミングコードの削減

同時5軸加工と比較して、3+2 CNC加工では空間軌跡が小さくなり、工具の移動距離が短いほど回転運動も小さくなるため、より利用しやすいプログラミングで自由曲面を加工することができる。

コスト削減とサイクルタイムの短縮

5つ以上の異種サーフェスを同時に加工できる3プラス2のCNC加工は、従来の3軸マシニングセンターにとっては大きな挑戦かもしれない。

3+2処理の欠点

3 と 2 を足して加工することは、一般的にスピンドルに対して一定の角度を設定することとみなされます。複雑な形状の部品は、表面全体をカバーするためにキャプション付きの多数のビューが必要になる可能性が高いが、その結果、ツールパスが重複し、加工時間が長くなる可能性がある。

5軸加工の利点

コストと時間の節約

部品加工用の5軸加工機は、1回の操作で大量生産が可能です。この1回の段取りで、時間とコストの削減に貢献します。さらに、短い金型を使用することで金型の寿命が延び、頻繁なメンテナンスや定期的な金型交換が不要になるため、生産コストとサイクルタイムをさらに削減できます。

優れた品質と精度

市場に出回っている新しい5軸CNCマシンは、切削中にワークピースの角度を調整する必要性をなくし、加工公差を大幅に改善します。このことは、5軸加工では人の介在が少ないことを示唆しており、部品品質を向上させる際のエラーの可能性を低減します。

複雑な幾何学的ディテール

あらゆる方向から工具がパーツにアプローチできる5軸マシニングセンター。複数のワークステーションを移動することなく、この機械だけでワークを完成させることができる。X軸、Y軸、Z軸の直線運動だけでなく、A軸とB軸の回転も可能で、回転を加えることで、より複雑な形状やスタイル、そう、句読点も可能になる。

生産性と再現性の向上

5軸加工では、切削工具は一般的に切削面に対して接線方向に配置される。この構成により、工具の回転に伴って追加の材料を除去することができるため、全体的な加工コストとサイクルタイムが削減され、機械のセットアップによっては、切削工具を短くすることができるため、工具寿命が向上し、繰り返し精度が確保される。

卓越した表面仕上げ

ワークピースを正しくアライメントするために使用される余分な軸は、それらを切削工具に近づけるので、所望の形状を作成するために短い軸を使用することができ、これらのツールは、最小限の振動で高速で切削することができ、振動が少ないと、最終製品に「びびり」マークが減少し、後処理のコストと時間を削減しながら、優れた表面仕上げを作成することが期待できます。後加工のコストと時間を削減しながら、優れた表面仕上げを作成することが期待できます。

5軸加工のデメリット

5軸CNC加工には多くのメリットがあるが、そのデメリットを理解することは価値がある。

プログラミングと運用への要求が高い

残りの回転軸と関連する空間の軌道は特殊で抽象的であるため、要求される精度、正確さ、表面品質を達成するためには、より多くのプログラミング作業が必要となる。

高いイニシャルコスト

5軸CNCマシンとそれに必要なソフトウェアの価格を、3軸や4軸のマシニングセンターに期待される要件をはるかに超える大幅なレベルまで引き上げると同時に、マシンのメンテナンスコストを従来の工作機械よりも高く、複雑なレベルまでさらに引き上げることは、5軸部品の加工コストに直接影響を与える要因である。

一部のアプリケーションでは使用不可

工具が短すぎたり、ハンドルの幅が広すぎたりすると、4軸や5軸の加工技術は使えない。そのため、傾斜角度の場合、振動を避けることができない。

3+2軸加工と5軸加工、どちらが優れていますか？

5軸加工と3+2軸加工は非常によく似た能力を持っており、どちらも工場の生産ラインをより効率的にするのに役立ちますが、適切な方法は、結果を意図する特定のアプリケーションによって異なります。平面の場合、3+2軸加工は非常に効率的ですが、5軸加工は複雑な輪郭を持つサーフェスに適しています。

3 + 2加工では、現在の3軸加工ユーザーは、フル5軸加工機のハイエンド機能の多くを提供し、フル5軸加工操作に迅速にアップグレードすることができますが、控えめな価格では、5軸加工機の高いセットアップとプログラミングコストを考えると、3 + 2加工の方が良い選択肢かもしれません。

一方、5軸マシニングセンタは、複雑な形状や厳しい公差規格を持つコンポーネントの生産性を向上させます。5軸マシニングセンタは、幅広い加工作業の効率と収益性を向上させます。その結果、セットアップに費やす時間が短縮され、完成品の精度が向上し、コンポーネントの5面すべてを同時に加工できるため、生産時間が短縮されます。