4 軸マシニング センター: 4 番目の軸がどのように精密加工を向上させるか

4 軸マシニング センターは依然として本質的にはフライス盤 (X、Y、Z を移動するカッター) ですが、1 つのセットアップで可能なことを変える追加のモーションが 1 つあります。通常、その 4 番目の軸はワークピースを回転させる回転テーブルまたはトラニオンであるため、部品のクランプを解除したり、再指示したり、最初からやり直すことなく、部品を新しい面に割り出して加工することができます。

For the people who buy machined parts 、その詳細は最初に聞こえるよりも重要です。再固定の各ステップには時間がかかり、それぞれのステップで公差が新しい方向に移動します。ショップが 1 つのプログラムで部品の 4 つの側面に到達できる場合、価格と再現性の両方が向上する傾向があります。そのため、私たちはこの機能を専門サービスとして扱うのではなく、日常業務の近くに置いています。

4 番目の軸が本当に追加するもの

ほとんどのマシンでは、追加の軸には A というラベルが付けられ、X 軸を中心に回転します。工具が新しい面に到達する代わりに、部品自体が回転してその面が工具に提示されます。 2 つの動作モードでほぼすべての生産作業をカバーします。

Indexed machining (3 1)

テーブルは固定角度に回転してロックされ、機械は 3 軸操作と同様に切断します。 4 つの側面に穴がある部品は、4 つの個別の治具ではなく、4 つのインデックスを使用する 1 つのプログラムで完了できます。これは 4 番目の軸を使用する最も一般的で最も経済的な方法であり、ほとんどの製造部品に適しています。

Continuous machining

直線軸が切削中に回転軸が回転するため、工具は部品の周囲に巻き付けられたパスをたどります。これにより、旋盤やカスタム治具が必要となる円筒形状、螺旋スロット、カム プロファイル、放射状パターンを処理できます。プログラミングはより要求が厳しく、サイクルタイムが長くなるため、本当に同時動作が必要なジオメトリ用に予約しておきます。

3 軸、4 軸、5 軸: 簡単な比較

軸数だけでは、パーツをどのマシンで実行するかは決まりません。通常、機械加工が必要な面の数、関係する角度、ロットサイズの方が重要です。以下の表は、図面をレビューするときに使用する略記です。

4 つの軸が維持される場所

十分な作業を繰り返すと、パターンが慣れてきます。通常、以下のいくつかが当てはまる場合、部品は 4 軸マシニング センターに適しています。

• フィーチャは 3 つまたは 4 つの面、特に等間隔の放射状の穴またはスロットに配置されます。
• この部品は、フライス加工された平面、十字穴、またはキー溝を備えた旋削形状であり、通常は 2 台の機械が必要です。
• 長くて細いパーツは、フィーチャーが長さに沿って切断される間、心押し台のサポートが必要です。
• 面間の実際の位置は非常に狭いため、再固定すると公差予算が消費されてしまいます。
• ロットサイズが大きいため、部品ごとの処理時間が見積もりに反映され始めます。

逆のこともはっきりと言う価値があります。すべての機能が 1 つの面に存在する場合、単純な治具を備えた 3 軸加工機の方が高速で安価であることがよくあります。軸を追加しても、自動的に価値が追加されるわけではありません。機能が追加されるため、ジオメトリがそれを必要とする場合にのみ機能が効果を発揮します。

私たちがよく目にする部品

当社独自の製造現場では、多面加工を処理するマシニング センターを備えたスイス式旋削、フライス加工、研削を組み合わせて稼働しています。それを通過する部品は、いくつかのファミリーに分類される傾向があります。

CNC精密機械加工自動車部品 シャフト、バルブ スプール、位置決めピンなどの OEM およびカスタマイズされた自動車部品は、多機能部品向けのスイスの旋削、フライス加工、研削によってサポートされています。 製品を見る→

自動車部品は、センサー ハウジング、ショックアブソーバー スリーブ、ドライブ シャフト、ギア シャフトなど、十字穴、平面、穴がすべて整列する必要があるため、絶え間なく生産されています。多くの場合、パーツを再固定するのではなくインデックスを付けることが、これらのフィーチャー間の位置を保持する唯一の実用的な方法です。

CNC 精密機械加工された液体冷却コンポーネント AI サーバー、データセンター、ハイパフォーマンス コンピューティング冷却システム用のバルブ コア、ノズル、流体コネクタ、クイック ディスコネクト カップリングなどの OEM 液冷部品。 製品を見る→

液体冷却の作業では、マニホールド、ノズル アセンブリ、流体コネクタが必要になりますが、それらの多くは複数の面にポートがあり、ツール マークを許容できないシール面を備えています。これらの部品は小型になる傾向があるため、機械の移動量よりも治具のクリアランスが制限要因となります。

CNC 精密機械加工電動工具部品 遊星ギア シャフト、モーター シャフト、ラチェット、偏心シャフトなどの OEM トランスミッションおよび出力コンポーネント。カスタマイズされた生産のための材料と仕上げのオプションがあります。 製品を見る→

電動工具の駆動コンポーネントは、その中間に位置します。コンパクトなハウジングとラジアル機能を備えたシャフトは、通常、プロセスのセットアップを省略するだけで請求書に記載されるほど大量に生産されます。

知っておく価値のある実際的な制限

4 番目の軸は非常に便利ですが、制約がないわけではなく、そのうちのいくつかの軸によって部品の設計方法が決まります。

治具と工具のクリアランス

パーツを回転すると、コーナーが空間を通過します。平面図では簡単に見えるフィーチャでも、部品が回転治具にクランプされると、到達できなくなることがあります。ブランクの外側にある余分な在庫が、1 段取りジョブと 2 段取りジョブの違いとなる場合があります。

回転位置決め精度

インデックス付きの位置はテーブルと同じくらい優れています。ほとんどの商用作業では、再現性は部品公差の範囲内に十分収まりますが、回転の反対側から機械加工されたフィーチャは、工場が検証方法を計画できるように図面にメモする価値があります。

切りくずの排出とアクセス

テーブルに面した深いポケットには切りくずが溜まる可能性があります。その可能性がある場合は、開いた側が最後に切断されるように操作の順序を調整するか、プロセスのレビュー中にその周りの冷却戦略を計画します。

Programming effort

連続 4 軸パスは、インデックス付きパスよりもプログラムと検証に時間がかかります。その時間は現実であり、静かに没頭するのではなく、引用の中に含まれます。

この種の仕事への私たちの取り組み方

当社は 1990 年以来部品の機械加工を行っており、仕事を予測可能にし続ける習慣はあまり変わっていません。図面は、床に到達する前にレビューされます。どの面を切断する必要があるか、どのデータムに公差があるか、部品がそもそもマシニング センターに属するか、それとも旋盤や研削盤の方がよく動作するかなどです。

多面部品の場合、 マシニングセンタの能力 インデックス付けされた作業を処理しますが、 CNCフライス加工と旋削加工 旋削加工されたボディとフライス加工されたフィーチャを組み合わせた部品をカバーします。細いシャフトは多くの場合、スイス型の機械で開始され、グラインダーで仕上げられるため、長さと直径の比率が問題になることはありません。検査は機械加工と同じロジックに従います。つまり、ドリフトした場合に回復するのが最も困難な形状をチェックし、部品が治具から離れる前にチェックします。

迅速な見積もりに役立つもの

4 軸作業のために部品を発送する場合、問い合わせの詳細をいくつか説明することで、やり取りが大幅に短縮されます。

1. データム、公差、ねじ寸法コールアウトを含む 2D 図面、および 3D モデル (存在する場合)。
2. 真鍮、アルミニウム、ステンレス鋼は、切断時の挙動がまったく異なるため、素材と状態が異なります。
3. どの面が機能的で、どの面が表面的なものであるかによって、操作の順序が変わります。
4. 推定の年間ボリュームと一般的なバッチ サイズ。これにより、専用フィクスチャを構築する価値があるかどうかが決まります。
5. 作業間の取り扱いに影響を与える表面仕上げ、マーキング、または洗浄の要件。

これらがあれば、通常、その部品が 4 軸マシニング センター、旋盤、またはその組み合わせに適しているかどうかを短時間で判断できます。また、よりシンプルなセットアップでも同様に機能する場合には、正直な答えが得られます。

4 番目の軸は、劇的な改善ではなく、静かな改善です。これにより、取り扱いが不要になり、公差スタックが保護され、ショップはこれまで 2 台の機械とその間の治具の変更が必要だったジオメトリに到達できるようになります。適切な部品に使用すると、コストと一貫性に目に見える違いが生じます。間違ったものに使用すると、単なる余分な動きになります。どれがどれかを知ることが機械工の仕事です。