CNC工作機械には一般的なものが十数種類ほどありますが、そのほとんどは 精密部品 加工は、マシニングセンター（フライス盤）、旋盤、およびこれら2つを組み合わせた機械のわずか3種類で行われます。それ以外のルーター、放電加工機、研削盤、レーザー・プラズマ・ウォータージェット切断機などは、特定の材料や形状、仕上げに対応しています。
このガイドでは、機械そのものを購入するのではなく、部品を購入する側の視点から、各CNC機械の種類について解説しています。
簡単な回答
簡単な答え：最も一般的なCNC工作機械の5種類は、CNCフライス盤（マシニングセンター）、CNC旋盤、CNCルーター、CNCプラズマ・レーザー切断機、そして放電加工機です。金属や プラスチック部品 ～と 厳しい公差、作業の大部分はフライス盤や旋盤が行い、工作機械の軸数によって、その部品に必要なセットアップの回数が決まります。
CNC工作機械の種類一覧
この表を参考に、お客様の部品に適した機械シリーズを一目で確認してください。
| 機械 | その最大の強み | 代表的な部品 |
|---|---|---|
| 立形マシニングセンター（VMC） | 上面からのフライス加工、3軸～5軸 | ブラケット、プレート、ハウジング |
| 横型マシニングセンター（HMC） | 側面からのフライス加工、複数の面 | 生産用ハウジング、マニホールド |
| CNC旋盤／旋削センター | 回転機能 | シャフト、ブッシング、継手 |
| スイス型旋盤 | 細長く、ほっそりとした旋盤加工部品 | ピン、医療用ネジ、コネクタ |
| ミル・ターン | 1回のセットアップで旋削とフライス加工を同時に行う | 複雑なシャフト、バルブ本体 |
| CNCルーター | シートや軟質材料の高速切断 | 木材、プラスチック、アルミニウムパネル |
| ワイヤ放電加工および沈下放電加工 | 硬質金属、鋭い内角 | 金型用インサート、パンチ、スプライン |
| CNC研削盤 | 非常に微細なサイズと表面仕上げ | 焼入れ処理済みのピン、軸受座 |
| レーザー、プラズマ、ウォータージェット | シートまたはプレートからの2D断面 | 平板ブランク、ガスケット、ブラケット |
CNCフライス盤（マシニングセンター）
フライス盤は、ワークを固定するか、テーブル上で移動させながら、回転する切削工具が材料を削り取ります。自動工具交換装置を備えた現代のCNCフライス盤は、マシニングセンターと呼ばれます。
立形マシニングセンター
立型マシニングセンターは、スピンドルが垂直に配置されており、多くの受注加工工場の主力機となっています。プレート、ブラケット、ハウジングなどの加工に適しており、以下の加工に対応しています。 試作品 本番環境と同じくらい簡単に。
横型マシニングセンター
横型マシニングセンターは、スピンドルが水平に配置されており、通常は回転テーブルを備えています。切りくずは切削面から離れて落下し、1回のセットアップで複数の面を加工できるため、大量生産に広く用いられています。
フライス加工では、平面、ポケット、溝、穴、および3D輪郭を加工します。
CNC旋盤および旋削センター
旋盤は、ワークピースを回転させながら、固定された工具で切削を行うため、円形の加工には最適な選択肢となります。CNC旋盤の種類は、基本的な2軸機から、ライブツーリングやサブスピンドルを備えた旋削センターまで多岐にわたります。ライブツーリングを使用すれば、ワークをフライス盤に移すことなく、回転する工具で平らな面や横穴の穴あけ・フライス加工を行うことができます。
スイス型旋盤では、棒材をガイドブッシングに通して送り出すため、切削は常に支持部の近くで行われます。そのため、従来の旋盤では曲がりやすい細長い部品の加工には、この旋盤が最適です。
多軸加工機：3軸、4軸、5軸の解説
軸の名称は標準化されています。ISO 841では、X、Y、Zを直線軸とし、A、B、Cをそれらを中心とする回転軸と定義しています。
3軸加工機
3軸加工機は、X、Y、Z軸に沿って工具を移動させます。通常、工作物の新しい面ごとに、新たなセットアップが必要となります。
4軸加工機
4軸加工機には回転軸が1つ追加されているため、ワークをインデックス移動させて複数の面を加工することができます。
5軸加工機
5軸加工機には、2つの回転軸が追加されています。3+2モードでは、角度を固定してから切削を行います。完全同時モードでは、5軸すべてが同時に動作し、ブレードやインペラー、有機的な形状の加工が可能です。
軸の数が多いからといって、必ずしもより良い部品ができるとは限りません。また、最も安価なCNC加工機は、多くの場合、あらゆる形状を加工できる最もシンプルな機種です。単純なブラケットであれば、3軸フライス盤で加工するのが最も安価な場合が多いです。
ミル・ターン加工機
ミルターン機は、旋盤センターにフライススピンドル、そして多くの場合サブスピンドルを組み合わせたものです。平部、貫通穴、および旋削加工された形状を持つシャフトを、旋盤とフライス盤の間を移動することなく、1回のサイクルで仕上げ加工することができます。
Axisの概要
| 斧 | その動き方 | こんな方に最適 |
|---|---|---|
| 3軸 | ツールはX、Y、Z方向に移動します | ほとんどの部品は、1回のセットアップにつき1面ずつ |
| 4軸 | ロータリー軸を1つ追加します | 部品の円周上の特徴 |
| 5軸、3+2 | 2つの回転軸。切削中は角度が固定される | 複雑な角度、深い穴 |
| 5軸、完全同時加工 | 5つの軸すべてが連動して動く | ブレード、インペラー、有機的な形状 |
CNCルーター、放電加工機、研削盤、切断機
残りの種類のCNC工作機械は、より専門性の高いものです。
CNCルーター
CNCルーターはフライス盤に似ていますが、剛性よりも速度を重視して設計されており、通常は大きなフラットベッドの上にガントリーが設置されています。木材の加工に特に優れており、 プラスチック、複合材料、および薄板アルミニウム。
EDM：ワイヤーとシンカー
EDM（放電加工）は、切削工具ではなく火花を用いて導電性金属を削り取ります。ワイヤ放電加工は、細いワイヤーを用いて貫通形状を切削します。沈め放電加工は、成形された電極をワークに焼き付けて成形します。どちらも焼入れ鋼に適用可能で、回転する切削工具では実現できない鋭い内角を形成することができます。
CNC研削盤
CNC研削盤は、焼入れ済みの部品の最終寸法と表面仕上げを行うために、砥石を使用します。平面研削盤は平面の仕上げを行い、円筒研削盤は軸や穴の仕上げを行います。
レーザー・プラズマ・ウォータージェット切断機
レーザー、プラズマ、ウォータージェットカッターは、平板や厚板の形状加工に使用されます。ファイバーレーザーは、薄い金属をきれいなエッジで切断します。プラズマは厚い鋼板の切断ではより高速ですが、切断面は粗くなります。ウォータージェットは、石やガラスを含め、ほぼあらゆる素材を熱影響域を生じさせることなく切断できます。
CNCルーターとCNCフライス盤の比較概要
| 特集 | CNCフライス盤 | CNCルーター |
|---|---|---|
| ビルド | 重くて堅い | 軽量かつ高速、大型ベッド上に設置されたガントリー |
| 最適な素材 | 鋼、チタン、アルミニウムの厳密な公差対応 | 木材、プラスチック、複合材料、および薄板アルミニウム |
| 強さ | 金属部品の厳しい公差 | 剛性よりもスピード |
| こんな方に最適 | 精密金属部品 | シートおよび柔らかい素材 |
レーザー、プラズマ、ウォータージェットの比較
| カッター | こんな方に最適 | トレードオフ |
|---|---|---|
| ファイバーレーザー | 縁が滑らかな薄い金属 | 薄い素材に最適 |
| プラズマ | 厚手の鋼材、高速切削 | レーザーよりもエッジが粗い |
| ウォータージェット | 石やガラスを含め、ほぼあらゆるもの | 熱影響部なし |
CNC工作機械の種類が部品コストに与える影響
購入者がCNC工作機械の種類を選ぶことはめったにありませんが、その選択は見積書に反映されます。その決定には3つの要因が影響しています。
セットアップ
部品を再クランプするたびに、誰かが時間を費やすことになり、各加工位置間の精度がずれてしまう可能性があります。セットアップ回数が少なければ少ないほど、通常はコストが抑えられ、各加工位置間の位置精度も向上します。
機械料金
5軸加工機やミルターン機は、3軸フライス盤に比べて1時間あたりのコストが高くなります。セットアップ回数を十分に削減して、そのコスト差を相殺できる場合にのみ、コスト面で有利になります。
プロセス・ミックス
旋削、フライス加工、研削が必要な部品は、3つの部門を経て加工されます。1台の機械で加工できるよう、円形や平面の形状を設計することで、実質的なコスト削減につながります。
余分な機械の使用を余儀なくさせる設計は避ける
よくある問題点は、EDMでしか作れない鋭い内角といった、ごくわずかな形状の特徴のために、わざわざ別の機械を1台追加せざるを得ないような設計です。代わりに丸みを付けるよう依頼すれば、その部品は1台のフライス盤で加工できる可能性があります。公差についても同様の理屈が当てはまります。当社の CNC加工の公差ガイド どのコールアウトによって、その部品がより低速で高精度な装置に送られるのかについて説明しています。
機械の性能は機種や工場によって大きく異なるため、公表されている精度数値はあくまで目安として扱い、サプライヤーが実際にどの程度の精度を実現できるかを確認してください。
よくある質問
最も一般的なCNC工作機械の5つの種類は何ですか？
最も一般的な5つは、CNCフライス盤またはマシニングセンター、CNC旋盤、CNCルーター、CNCプラズマ・レーザー切断機、そして放電加工機（EDM）です。精密な金属部品やプラスチック部品の加工では、フライス盤と旋盤が大部分の作業を担う一方、ルーター、切断機、放電加工機は、板材、平形材、および焼入れ鋼の加工に対応しています。
機械加工工場では、どのようなCNC工作機械が最も一般的ですか？
縦型マシニングセンターとCNC旋盤は、ほとんどの直方体部品や円筒形部品に対応できるため、受注加工工場では最も一般的に使用されています。量産工場では、段取り回数を減らすために、横型マシニングセンター、5軸加工機、ミルターンセンターが導入されています。放電加工機や研削盤は、通常、金型製作や焼入れ部品の加工に使用されます。
CNCルーターとCNCフライス盤の違いは何ですか？
CNCフライス盤は重く剛性が高く、鋼、チタン、アルミニウムを厳しい公差で切削できるように設計されています。一方、CNCルーターはより軽量で高速であり、通常は大きなベッドの上にガントリーが設置された構造で、木材、プラスチック、複合材料、薄いアルミニウム板の加工に適しています。精密な金属部品の加工には、フライス盤の方が適しています。
この部品には何軸必要ですか？
ほとんどの部品は3軸加工で済み、数回のセットアップで加工が完了します。部品の周囲に加工箇所が集中している場合は、4軸加工が役立ちます。5軸加工は、複雑な角度、深いキャビティ、曲面加工の場合や、セットアップ回数を減らすことで精度が向上する場合に効果を発揮します。担当の機械加工技術者が、要件を満たしつつ最もコスト効率の良い選択肢を提案してくれます。
部品を注文する際、CNC工作機械の種類を選択する必要がありますか？
いいえ。部品を注文する際に機械の種類を選ぶ必要はありませんが、CNC機械の種類を知っておくと、その作業に対応できる最も安価な機械に合わせて設計するのに役立ちます。円筒形の部品は旋盤、直方体の部品はフライス盤、複雑な角度のある部品は5軸加工機またはミルターン、焼入れ済みの部品は放電加工（EDM）または研削加工にそれぞれ適しています。
部品に適したCNC工作機械の種類の選び方
どの機械がお客様の部品に適しているか
| 部品の形状 | 使用する機械 |
|---|---|
| 丸形部品 | 旋盤 |
| プリズム形状の部品 | ミルズ |
| 複素角 | 5軸加工またはミルターン |
| 強化されたディテール | EDMまたは研削 |
部品を注文する際に機械の種類を指定する必要はありませんが、CNC機械の種類を知っておくと、その作業に対応できる最も安価な機械に合わせて設計を行うのに役立ちます。円筒形の部品は旋盤、直方体の部品はフライス盤、複雑な角度を持つ部品は5軸加工機またはミルターン、焼入れ済みの部品は放電加工（EDM）または研削加工にそれぞれ適しています。
プログラムの形式はISO 6983-1に準拠していますが、各工場の対応能力には依然として違いがあります。図面を以下の宛先までお送りください。 XY加工 また、お見積りをご提示する前に、お客様の部品にどの機械が必要か、またセットアップ作業をどのように削減できるかをご案内いたします。
