4軸CNC加工の完全ガイド:利点、アプリケーション、および機能

現代製造業の急速に進化する世界では、精度と効率が最も重要です。産業がますます複雑な形状を要求するにつれて、従来の加工プロセスの限界が明らかになっています。3軸CNCマシンは数十年にわたって産業の主力でしたが、4軸CNC加工への飛躍は新しい可能性の領域を開きます。

この包括的なガイドでは、4軸加工とは何か、その仕組み、3軸システムに対する明確な利点、およびEMARの次のプロジェクトに最適なソリューションである理由について説明します。

CNC加工とは何ですか?コンピュータ数値制御(CNC)加工は、事前にプログラムされたソフトウェアが工場の機械や工具の動きを指示する減算製造過程です。これにより、金属、プラスチック、木材、複合材料など、さまざまな材料から部品を正確かつ自動的に作成することができます。標準的なセットアップは重要な機能を提供しますが、部品の複雑さによって必要な機械のレベルが決まります。

4軸CNCマシンとは何ですか?4軸CNCマシンは、同時に4つの軸で動作するマシニングセンターです。X（左/右）、Y（前/後ろ）、Z（上/下）の3つの標準的な直線軸と、追加の回転軸が含まれています。

この第4軸は通常A軸と呼ばれ、X軸を中心に回転します。この回転は通常、ワークピースがクランプされる回転テーブルまたはトラニオンテーブルによって容易に行われます。この回転運動を加えることで、機械は手動で再配置することなく、切削工具に部品の異なる側面を提示することができます。

4軸機械の主な動作モードは2つあります。

インデックス4軸加工:このモードでは、機械が切断していないときにのみ回転軸が回転します。部品が正しい位置に回転すると、ブレーキが軸をロックし、加工が再開されます。これは、部品の複数の面に特徴を加工するのに最適です。

連続4軸加工:ここでは、A軸が同時に回転しながら機械が材料を切断します。これにより、カムローブやタービンブレードに見られるような複雑なアーク、螺旋パス、輪郭を作成することができます。

4軸加工と3軸加工:違いを理解する3軸加工と4軸加工の主な違いは、動きの複雑さと結果として生じる部品の形状にあります。

3軸加工:これはCNCフライス加工の最も簡単な形式です。ワークピースは1つの位置に固定され、切削工具はX、Y、Zの直線軸に沿って移動します。2 Dおよび2.5 Dプロファイルの作成、ドリル加工、タッピングには非常に効果的ですが、重要な制限があります。部品の異なる側面を加工するには、オペレーターは手動で機械を停止し、ワークピースを解除して新しい治具にリセットする必要があります。これにより、セットアップ時間、労働コスト、人為的ミスの可能性が増加します。

4軸加工: A軸を追加することで、4軸加工機はワークピースを回転させることができます。これは、部品の複数の側面にアクセスして1つのセットアップで加工できることを意味します。角度がある機能やラジアル加工が必要な機能は、標準の3軸加工機では不可能ですが、実現可能になります。

4軸CNC機械加工の利点4軸CNC機械へのアップグレードまたは利用は、従来の3軸方法に比べていくつかの具体的な利点を提供します。

効率の向上とセットアップ時間の短縮。最も重要な利点は、部品の複数の面を1回の操作で加工できることです。複数の手動再クランプおよび再固定ステップの必要性を排除することにより、非切削時間を大幅に短縮できます。EMARの加工専門家が指摘するように、3軸マシンで2つまたは3つのユニーク(かつ高価な)固定具が必要な部品は、4軸マシンで1つの固定具だけで完了できるため、時間とお金の両方を節約できます。

複雑な形状を扱う4軸加工は、複雑な設計の部品を製造するのに優れています。角度のついた穴、曲面、複雑なプロファイル(タービンブレード、インペラ、カムシャフトなど)などの特徴を高精度で製造することができます。これにより、「角度のついた特徴」(1軸に対する角度の特徴)や、場合によっては「複合角度特徴」(2軸に対する角度の特徴)の加工が可能になり、3軸機械では不可能です。

3.精度と一貫性の向上部品が新しい治具に移動されるたびに、精度が低下するミスアラインメントのリスクがあります。部品を単一の回転テーブルに保持することで、過程全体で一貫した基準点(基準)を維持できます。これにより、部品の異なる側面の特徴間の公差がより厳密になり、複数のセットアップによって引き起こされるエラーが排除されます。

4.表面仕上げの改善連続4軸加工により、よりスムーズな工具経路が可能になります。「Sturz Milling」と呼ばれる賢い技術は、ボールノーズカッターが材料を遅い先端ではなく側面に係合させるように、ワークピースをわずかに傾けることを含みます。これにより、より速い送り速度、より良い表面仕上げ、および工具寿命の延長が得られます。

5.サイクルごとにより多くの部品を加工する能力「墓石」フィクスチャーを使用することで、第4軸に取り付けられた多面ブロックを使用することで、1サイクルで加工される部品の数を劇的に増やすことができます。部品は墓石のすべての側面に取り付けることができ、機械の作業面積を効果的に増やし、長時間無人で運転することができます。

主な用途と産業4軸加工の精度と柔軟性は、幅広い産業に不可欠です。EMARは、高性能コンポーネントを必要とするセクター向けに、フルサービスのCNC加工を提供しています。

航空宇宙:複数の面で加工が必要なタービンブレード、エンジン部品、着陸装置部品などの複雑な部品を製造しています。

医療:複雑な手術ツール、整形外科インプラント（膝、股関節）、およびカスタマイズされた解剖学的フィットを持つ義肢を作成する。

自動車:エンジンブロック、シリンダーヘッド、トランスミッション部品、シャフト、燃料噴射部品を製造しています。

石油・ガス:耐久性のあるバルブ、油圧アクチュエータ、および極端な条件に耐えなければならないその他の部品の加工。

防衛・軍事:様々な防衛用途のための信頼性の高い、性能に優れたコンポーネントを製造する。

一般産業:高精度の歯車、軸受、ソレノイド、およびカスタムプロトタイプの製造。

4軸加工を成功させるためのワークホールディングとフィクスチャリング効果的なワークホールディングは、4軸加工に不可欠です。一般的な方法は次のとおりです。

旋盤チャック: 3ジョー、4ジョー、またはコレットチャックは、丸いまたは六角形のストックを保持するために優れています。

4番目の軸バイス:標準的なフライスバイスを回転テーブルに取り付けることで、プリズム部品を簡単に固定できます。

墓石:前述のように、これらは多面的な固定プレートであり、部品の量を最大限に活用し、複数の側面にアクセスできるようにします。

カスタムフィクスチャー:複雑または奇妙な形状の部品に対して、Jergens Ball Locksのようなクイックチェンジシステムを備えたカスタムフィクスチャーは、セットアップ時間を大幅に短縮することができます。

EMARの4軸CNC加工サービスEMARでは、すべてのプロジェクトに固有の要件があることを理解しています。高度な4軸垂直CNCマシニングセンターを活用して、最も要求の厳しい仕様を満たす高精度部品を提供しています。私たちの能力には以下が含まれます:

高度な機械:当社のフリートには、MAZAK NEXUS 510 CやNXVシリーズなどの高性能モデルが含まれており、幅広い部品サイズと複雑さに対応できます。

比類のない精度:当社のCNCミルは、重要な寸法と非常に厳しい公差を保持し、正確な仕様が満たされるようにします。

品質保証: 20年以上の経験、ISO 9001認証プロセス、高度なCMM測定技術により、正確で高品質な部品を保証します。

汎用性:プロトタイピングから大量生産まで、お客様のボリュームニーズに合わせてサービスをカスタマイズできます。アルミニウムやスチールからエキゾチックな合金やプラスチックまで、幅広い素材を取り扱っています。

熟練したプログラミング:当社の革新的なプログラミングソフトウェアと経験豊富な機械工は、インデックス作成または連続4軸作業の効率的なツールパスと完璧な実行を保証します。

結論4軸CNC加工は、3軸技術に比べて大幅な進歩を表し、比類のない効率性、精度、および非常に複雑な部品を生産する能力を提供します。セットアップ時間を短縮し、より複雑な設計を可能にすることにより、メーカーは革新の限界を押し広げることができます。

お客様のプロジェクトに複雑な形状、多面加工、または単により効率的な生産過程が必要な場合、EMARにはお客様の設計を実現するための専門知識と技術があります。

次のプロジェクトを開始する準備はできましたか?お客様の特定のニーズについては、今すぐEMARにお問い合わせください。当社の製造スペシャリストチームは、お客様のCNCプロセスのパフォーマンスを最大限に引き出すお手伝いをいたします。

メールアドレス:sales8@sjt-ic.com

ファックス:+86 1866 434206 6

高度な製造の複雑さをナビゲートし、お客様の期待を超えるprecision-engineeredコンポーネントを提供するお手伝いをいたします。