CNC加工軸
CNC 機械加工軸は、コンピューター数値制御マシンが使用できる多くの軸の 1 つです。
理解を深めるために、CNC マシンは、ワークピースを製造するために作成されたプログラムに基づいて、ワークピースに対してさまざまな切削操作を実行することを思い出してください。プログラムによって与えられる命令には、通常、次のものが含まれます。
したがって、上記の最後の点については参照が必要であり、ここで CNC 加工軸が関連します。ほとんどの機械は、XYZ 平面の 3 つの軸 (垂直、水平、深さ) に沿って移動します。これは、単純な操作のためにツールを配置する最も明白な方法です。ただし、X 軸を中心とした回転と Y 軸を中心とした回転のように、それぞれ軸番号 4 と軸番号 5 を導入する一部の操作では、より複雑な動きが必要になります。
明らかに、CNC マシンが使用できる軸が多ければ多いほど、より多くのことを達成できます。これにより、作業の種類、詳細の量、および処理できる場所が決まります。
現在、最も革新的で強力な CNC マシンには、以下で説明する 6 軸、さらには 7 軸が含まれています。
4軸CNC加工
前述のように、4 軸 CNC 加工には X 軸を中心とした回転が含まれ、この追加された軸は A 軸として知られています。
これにより、4 軸 CNC 機械加工は、円弧に沿って、または円筒形の部品の表面で操作が必要な場合に適したソリューションになります。また、4 軸 CNC 機械加工では、通常、動作中にワークピースを回転させることができるため、フライス盤と旋盤として同時に作業することができます。
4 軸 CNC 加工は、2 つのモードのいずれかで実行できます。これらのモードは次のとおりです。
- 索引付け: 操作は、第 4 軸の回転運動が停止し、機械のブレーキ システムによって固定されたときに行われます。これは一般に歯車や同様の部品に適用され、同じ操作が円弧または円柱に沿って高精度で必要とされます。
- 連続: 作品が一定の回転運動をしている間に操作が行われます。これは、カムシャフト ローブなど、シリンダーの表面全体をカバーするフィーチャの場合により便利です。
X 軸の回転をカバーする可能性とは別に、4 軸 CNC 機械加工は、プロセス速度やセットアップの削減などの重要な利点を提供し、生産性と収益性の向上につながります。
5軸CNC加工
4 軸 CNC 加工と同様に、 5軸CNC加工 マシンの機能に新しい回転運動を導入します。この場合、前述のように、回転は Y 軸を中心に行われます。
新たに追加された軸は、通常 B 軸として知られ、他の 4 つの軸と共に、手動の機械加工リソースを使用して作成することは不可能な機能を備えた、さらに複雑な形状を実現する可能性を可能にします。
5 軸 CNC 加工の場合、3 種類の機械があります。回転軸の配置によって分類されます。これらは次の 3 つのタイプです。
- ヘッドヘッド: このタイプの 5 軸 CNC マシンには、ツールを保持するヘッドに両方の回転軸が含まれています。したがって、ワークはテーブルに固定され、ツールは 5 軸で移動および回転しながら作業が行われます。
- テーブルヘッド: 名前が示すように、回転軸は 1 つがヘッドに、もう 1 つがテーブルに配置されています。このタイプには、通常、テーブル上のワークピースを無制限に回転できるという利点があります。
- テーブルテーブル: 明らかに、両方の回転軸がテーブルにあります。これは最も一般的な配置ではなく、通常は少数のアプリケーション グループに限定されます。
強調できる 5 軸 CNC 加工によって提供される 5 つの利点は次のとおりです。
- セットアップの削減
- 高い回転精度
- 複雑な形状の可能性
- 素早い材料除去
- 高品質な表面仕上げ
6軸CNCマシニング
ご想像のとおり、6 軸 CNC 加工とは、この製造プロセスに新しい軸が追加されたことを意味します。はい、それは別の回転軸です。
今回はZ軸まわりの回転が加わり、5軸CNC加工に比べて大幅な加工スピードアップを実現。一部の専門家は、6 軸 CNC 機械加工により切削時間を 75% 短縮できると主張しています。
さらに、大型の 6 軸 CNC 機械を使用すると、大きなワークピースをスムーズかつ高精度に加工することが非常に簡単になります。そのため、6 軸 CNC 機械加工は、たとえばエンジン ブロックやタービンの製造に適したソリューションです。
前のポイントに加えて、革新的な 6 軸 CNC マシンには、1 つまたは複数のタレットが付属しており、工具交換を自動化する可能性があります。
では、これが完璧に聞こえるなら、誰が以前のタイプの機械加工を気にするでしょうか?さて、6 軸 CNC 加工には欠点があり、非常に高価です。複雑さのレベルにより、これらの機械は、単純な作業要件を持つワークショップでは高価になります。そのため、6 軸 CNC 機械加工は、費用を正当化できる航空宇宙産業などの要求の厳しい分野でのみ使用されます。
7軸CNCマシニング
6 軸 CNC 機械加工は製造にとって非常に複雑な構成であり、通常はコストを正当化できる業界に限られていることは既に確認しましたが、CNC 機械加工の複雑さのもう 1 つのステップである 7 軸 CNC 機械加工があります。
これまで、6 つの軸、3 つの直線軸、3 つの回転軸について説明してきました。
- X軸（上下移動）
- Y軸（水平移動）
- Z軸（奥行き移動）
- A 軸 (X 軸を中心に回転)
- B 軸 (Y 軸を中心に回転)
- C 軸 (Z 軸を中心に回転)
7 軸 CNC 加工用に、E 軸と呼ばれる新しいものを追加します。この新しい軸により、マシンのアームをひねる動きで自由に動かすことができます。
7 軸 CNC 加工の主な利点は次のとおりです。
- 高効率
- 最も複雑で詳細な形状を達成する可能性
- 後処理不要
- 最高のプロセス速度
ただし、いくつかの制限もあります。そしてそれらの最大のものは、それがさらに高価であることです.繰り返しますが、これは、高コストを正当化するアプリケーションにのみ使用されることを意味します.
CNC加工医療機器
CNC加工医療機器 非常に高い精度と、生体適合性材料と呼ばれるものを含む特殊な材料を使用する必要があります。これは、アメリカ合衆国の食品医薬品局や FDA によって確立された基準など、最も厳しい基準に準拠するために重要です。
CNC 機械加工によって製造される一般的な医療機器には、次のものが含まれますが、これらに限定されません。
- 手術器具
- 股関節およびその他のタイプのインプラント
- デバイス コンポーネントの監視
- 整形外科用デバイス
- ステント
- カテーテル
要求される精度のレベルにより、この分野では 5 軸加工、6 軸加工、7 軸加工が一般的です。
しかし、最近の発展と医療上の要求により、手術プロセスで使用される手術器具やその他のタイプのデバイスは、非常に小さくなければならず、時には微視的レベルにまで達し、これらの手術を可能な限り侵襲を最小限に抑えるために非常に厳しい公差が必要です。
この微視的な要件の一般的な例は次のとおりです。
- 埋め込み型サージカルプレート
- 外科および骨ねじ
- ドリルとリーマー
これらの要件を達成するには、専用の CNC 加工ソリューションを使用する必要があります。 0.0125 mm (0.0005 インチ) の範囲の公差で微細加工を実現できるため、ここで CNC スイス スクリュー加工および同様のオプションが重要になります。
CNCスイススクリュー加工
CNCスイススクリュー加工について最初に言及することは、機械がスイス旋盤としても知られていることです。これは、旋盤の一種であることを意味します。通常の旋盤との主な違いは、CNC スイス スクリュー加工では、非常に詳細で複雑な形状の非常に小さな部品を製造できることです。
CNC スイス スクリュー マシニングはネジの製造に限定されませんが、スイスの時計メーカーが時計用の非常に小さくて正確なネジを製造するためにこれらの機械を作成したという事実にちなんで名付けられました。
CNC スイス スクリュー加工は、工作物を保持して (旋盤のように) 回転させることで機能しますが、さまざまなツールがさまざまな角度から加工しますが、そのような回転はツールが作業を行うために必要ではない場合があります。
標準的な旋盤とのもう 1 つの違いは、スイス旋盤は Z 軸でワークピースを移動できるため、ツールはピースに沿って移動するのではなく、同じ位置にとどまることができることです。
CNC スイス スクリュー加工によって提供される主な利点は次のとおりです。
- 効率の最大化
- 最高レベルの精度
- 0.0002 ～ 0.0005 インチの範囲で可能な限り厳しい公差
- セットアップ後の連続運転。大規模な実行でも 24 時間年中無休の運用
一般的なアプリケーションは次のとおりです。
- 自動車産業
- IT コンポーネント
- 農業用小物部品
- 電子部品
- 航空宇宙産業
- 医療機器
ガラスCNC加工
形状が単純な場合にきれいなカットを得るのに役立つ単純なガラス カッターがあります。ただし、複雑な形状でガラスを切断する必要があるアプリケーションがいくつかあり、それらはガラスの CNC 機械加工を使用するものです。
たとえば、ガラスやその他の特殊な材料は、複雑な形状の光学部品によく使用されます。これは、ガラス CNC 加工を使用することで確実に恩恵を受ける業界です。
ガラス CNC 機械加工により、ガラスを完全に壊すことなく、望ましい結果を得ることができます。達成できる一般的なジオメトリには次のものがあります。
- 特殊ざぐり
- ベベル
- 面取り
- 手順
- スロット
高い精度と再現性とは別に、ガラス CNC 加工には次の利点があります。
- 複雑な形状が可能
- 監督要件が軽減されます
- 連続運転
- 高速処理
繰り返しになりますが、ガラスの CNC 機械加工に見られる唯一の制限はコストです。たとえば、単純な球面レンズを製造するのは投資に値しないかもしれませんが、高精度と厳しい公差を必要とするより複雑なコンポーネントになると、間違いなくカットされます.
光学産業以外にも、ガラス CNC 加工の恩恵を受ける他の産業には次のようなものがあります。
- 防衛および航空宇宙
- バイオテクノロジー
- 半導体
- 医療機器
航空宇宙 CNC 加工
航空宇宙用 CNC 機械加工により、この業界で見られる最高水準への準拠が可能になります。コンポーネントが飛行中に故障しないようにするためには、特殊な材料と非常に厳しい公差の両方が要求されるため、標準的な製造プロセスではこれらの厳しい要件に対応できません。
航空宇宙用 CNC 機械加工は、単純な欠陥が災害につながる可能性があるこの業界向けの高精度コンポーネントを製造しながら、ヒューマン エラーのリスクを低減または排除するための非常に高度なソリューションに進化したことを強調することが重要です。
航空宇宙用 CNC 機械加工で処理される一般的な材料は次のとおりです。
- アルミやステンレスなどの軽量金属
- 高機能プラスチック
- 異なる複合材
航空宇宙 CNC 機械加工は、そのような材料を処理することができます。これには、材料の処理が自然に困難な場合や、アプリケーションで薄い壁や変形しやすい形状の表面などの機能が必要な場合が含まれます。
航空宇宙産業が得た主な利点は次のとおりです。
- 高品質の素材と優れた表面仕上げを備えたコンポーネント
- カスタムデザインの製造が可能
- 生産速度の向上
- 高精度レベル
- 再現性の向上
航空宇宙用 CNC 機械加工で製造される一般的なコンポーネントには、次のようなものがあります。
- 飛行機エンジン
- 油圧マニホールド
- トランスミッション
- 燃料体
- 着陸装置
- 電気コネクタ
- ハウジング
CNCプラスチック加工
プラスチックがさまざまな用途で非常に人気のある素材になっていることはよく知られています。その結果、この材料を使用するためにさまざまな製造プロセスが開発されており、その 1 つが CNC プラスチック加工です。
CNC プラスチック加工は、プラスチック部品を直接成形することが困難な場合や、高精度で複雑な機能が必要な場合に最適なソリューションです。
CNC プラスチック加工のもう 1 つの重要な側面は、他のプラスチック製造プロセスでは不可能な、高品質で鏡のような表面仕上げを実現できることです。
ただし、望ましい結果を得るために CNC プラスチック加工を実行する際に考慮すべき点がいくつかあります。ここにあるいくつかの：
- 切削工具: 通常は超硬工具が推奨されますが、高速度鋼も使用できます。
- 切削パラメータ: 切りくずが部品や工具で溶けないように、工具を動かし続けることが重要です。そのため、通常、送りは大きく、回転速度は高くする必要があります。
- 部品のセットアップ: プロセス中に破損する可能性があるため、部品を保持するために高圧を避けてください。いくつかのパディングをお勧めします。