5 軸 CNC マシンとは何ですか? どのように機能しますか?

20 世紀初頭の機械工が部品や構造を製造することがどれほど困難であったか想像してみてください。当時彼らが利用できる最高の工作機械は、ノミ、ハンマー、および手動旋盤でした。しかし、Richard Kegg が 1952 年に最初のコンピューター数値制御 (CNC) マシンを開発した後、すべてが変わりました。

それ以来、CNC 加工技術は進化を続け、パンチカードで制御される単純な 3 軸マシンから、より洗練された 5 軸 CNC マシンへと進化してきました。

5 軸 CNC マシンは、製造できる部品のサイズと形状に関して無限の可能性を提供する加工技術です。それは高い精度と精度を提供し、あなたが思いついたほとんどすべての設計を製造するために一流の機械工場によって大きく依存しています.

この記事では、5 軸 CNC マシンの基本について説明します。従来のタイプの CNC マシンに対する利点について説明する前に、5 軸 CNC マシンとは何か、どのように機能するかを説明することから始めます。

5 軸 CNC マシンとは?

5 軸加工機とは何かを理解するために、CNC 加工における軸数の意味を説明することから始めましょう。

加工軸数は、CNC 切削工具 (またはワークピース) が移動して目的の加工部品を生成できる方向の数を表します。たとえば、従来の CNC マシンは通常 3 軸カウントを備えています。つまり、切削工具は X、Y、および Z 軸を横切って移動できます。 Z 軸 (図 1 を参照)。

5 軸 CNC マシンは、図 1 に示すように、ワークピースを保持するテーブルを傾斜 (および回転) できるようにすることで、これらの 3 つの直線軸に追加されます。これらの 2 つの新しい回転軸は通常、A 軸 (または傾斜テーブル) と呼ばれます。軸) および C 軸 (またはテーブル回転軸); 3 軸 CNC マシンよりも複雑な形状を加工できます。

図。 1 一般的な 5 軸 CNC フライス盤の 5 つの軸

5 軸 CNC マシンの仕組み

他のすべての CNC マシンと同様に、5 軸 CNC マシンはコンピューターの命令に依存して切削工具 (およびワークピース) の動きを制御し、目的のパーツを製造します。

5 軸 CNC 機械加工プロセスは、設計者が SolidWorks や Autodesk Inventor などの CAD ツールを使用して目的の部品の 3D CAD (コンピュータ支援設計) モデルを作成することから始まります。次に、機械工はこの CAD モデルを CAM (コンピューター支援製造) ソフトウェアにエクスポートします。CAM (コンピューター支援製造) ソフトウェアは、図面をコンピューター プログラム (G コードとも呼ばれます) に変換します。

G コードには、直線軸 (X、Y、および Z 軸) に沿った切削工具の動きと、回転軸 (A および C 軸) に沿った作業台の動きを制御して、目的の部品を製造する一連の命令が含まれています。 .

5 軸 – どこから来たのか

それはすべて、フランスの哲学者であり数学者であったルネ・デカルトに帰着します。この話は、ニュートンのリンゴの話とよく似ています。ある日、デカルトがベッドで横になっていると、ハエに気づきました。それを見たとき、彼は、変数 X、Y、Z で表される 3 つの数値を使用して、部屋の中での位置を説明できることに気付きました。これは、現在デカルト座標系と呼ばれるものであり、現在でも使用されています。デカルトが亡くなってから 300 年以上が経過したという事実。

さて、他の 2 つはどこから来たのか疑問に思われるかもしれません。空間内のハエの位置を記述するだけでなく、その向きを記述することもできます。したがって、X の周りを回転するハエは 4 番目の軸になり、5 番目の軸は Y の周りを回転するハエになります。また、Z 軸の周りを回転する 6 番目の軸があると主張する人もいます。

5 軸 – 可能な構成

5 軸 CNC フライス盤で選択した構成によって、3 つの回転軸のどれが使用されるかが決まります。 2 つの主な構成があります。トラニオン式の機械とスイベル回転式の機械です。

トラニオン式 5 軸 CNC フライス盤は X 軸を中心に回転する A 軸と Z 軸を中心に回転する C 軸を使用し、スイベル回転式の 5 軸 CNC フライス盤は B- Y 軸を中心に回転する軸と、Z 軸を中心に回転する C 軸。

2 つの主な違いは、回転軸の表現方法です。トラニオン スタイルでは、テーブルの動きによって行われますが、5 軸 CNC フライス盤のスイベル回転スタイルでは、テーブルの動きによって行われます。スピンドルの回転。どちらにも独自の利点があるため、どちらを使用するかは、主に何を行う必要があるかによって異なります。

5 軸 CNC マシンの利点は何ですか?

CNC で製造された部品の半分以上が 5 面加工を必要とするため、5 面加工をサービスに含めるメーカーが増えています。さらに、5 軸 CNC 加工には、たとえば 3 軸加工と比較して、次のような多くの利点があります。

利点 #1 シングル セットアップ

5 軸があるため、5 軸 CNC マシンではワークピースを 1 回セットアップするだけで済みます。その後、マシンは、目的の部品を作成するために必要なすべての機械加工操作を処理します。これは、複雑なジオメトリを製造するために複数のマシン設定が必要になる従来の 3 軸マシンとはまったく異なります。

5 軸 CNC マシンの単一セットアップの性質により、コストを削減し、従来の CNC マシンで一般的なエラーを軽減しながら、複雑な部品を迅速に加工できます。

利点 #2 短い切削工具と優れた表面仕上げ

5 軸 CNC マシンの 4 番目と 5 番目の軸により、ワークピースを切削工具に近づけることができます。これは、振動の影響を受けにくく、より優れた表面仕上げを実現できる、より短い切削工具を使用できることを意味します。

利点 #3 精度の向上

動きの柔軟性により、5 軸 CNC マシンは 3 軸マシンよりもはるかに正確です。そのため、より滑らかな部品を製造するだけでなく、3 軸マシンには複雑すぎる部品も製造できます。

利点 #4 ビジネスの拡大

5 軸 CNC 機械加工は、3 軸機械加工が適していない多くの部品の製造に使用できます。

5 軸 CNC 機械加工の使用に関連する利点は他にもありますが、これらは最も重要なものです。

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5 軸 CNC 加工 – 一般的な用途

5 軸 CNC 機械加工は、その効率性と複雑な形状を製造する能力により、さまざまな業界で使用される部品の製造に使用できます。このテクノロジーを最も一般的に活用している業界の例をいくつか紹介します:

• 航空宇宙 – この業界では、形状が非常に複雑で独特であるため、非常に精密な機械が必要です。
• 医療 – 5 軸 CNC 機械加工は、厳格になりがちな医療基準を満たすために特別な精度で作成する必要があるデバイス、インプラント、およびその他の機器の製造において、医療機器のメーカーを支援します (当然のことです)。 .
• 軍隊 – 必要な部品を製造するために 5 軸 CNC 機械加工を使用する別の業界。考えられる用途には、潜水艦部品、高性能エンジン部品、タービンおよびコンプレッサー ブレード、スマート兵器、センサー、ステルス アプリケーション、場合によっては核兵器などがあります。
• エネルギー機器 – エネルギー機器の部品の製造では、扱いにくい材料を使用する必要があることがよくあります。 5 軸 CNC 機械加工を使用すると、プロセス全体をより簡単かつ効率的に行うことができます。

5 軸 CNC 加工:Gensun がお手伝いします

5 軸 CNC 機械加工について少なくともある程度理解できたので、5 軸 CNC 機械を使用して思いついたほぼすべての設計を製造することができますよね?絶対にありません!

間違いなく、5 軸 CNC マシンは複雑な部品の製造を簡素化します。ただし、すべての設計が 5 軸加工機を使用して作成する価値があるわけではありません。たとえば、3 軸または 4 軸の CNC マシンを使用して、高精度の穴、カットアウト、キャビティを製造した方がよい場合があります。そのため、製造に取り掛かる前に、CNC 機械加工の専門家に相談することを常にお勧めしています。

Gensun Precision Machining は、アジアおよび世界中の一流の CNC 機械加工サービス プロバイダーです。 CNC 機械加工の専門家とエンジニアだけでなく、3 軸、4 軸、5 軸の CNC 機械など、幅広い高度な CNC 機械加工技術も備えています。

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