CNC 加工における 5 つの軸を理解する:各軸が重要な理由

5 軸加工の軸とは何ですか?それぞれが必要な理由は何ですか?

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CNC 加工は、固体ブロックから材料を除去して高精度の部品を製造する、精密なサブトラクティブ プロセスです。従来の 3 軸機械は X、Y、Z に沿って移動しますが、5 軸 CNC では 2 つの回転軸 (A と B) が追加され、5 方向への同時移動が可能になります。この機能により、3 軸機械では実現できない設計の柔軟性と生産効率が実現します。

5 軸加工の歴史

3 軸加工は数十年にわたって製造業の主流を占めていましたが、5 軸の概念は GoldenE.Herrin による 1995 年の論文で初めて登場しました。彼はそのルーツを 1958 年の数値制御実験にまで遡りました。先駆的な機械であるシンシナティミラクロンの電動トレース垂直ミルは、米国空軍向けに構築され、最新の多軸テクノロジーの基礎を築きました。

当初は不可能だと思われていた 5 軸加工のビジョンは、コンピューター ハードウェアと設計ソフトウェアの進歩のおかげで現実になりました。現在、AutodeskFusion などの CAM ツールによりコード生成が簡素化され、設計者は 5 つの軸すべてに沿ってスムーズに移動するツールパスを作成できます。その結果、セットアップが高速化され、手動編集が減り、一貫性が向上します。

軸についてのすべて

CNC 加工における 5 つの軸は、工具またはワークピースが同時にたどることができる経路です。

• X、Y、Z: ルネ・デカルトによって紹介された古典的なデカルト座標。これらの軸は、3 次元空間における主な直線運動を定義します。
• A: X 軸を中心に回転し、ワークピースの X 方向に対するツールの向きを変更します。
• B: Y 軸を中心に回転し、Y 方向に沿って方向を変更します。

Cですが 軸 (Z 軸を中心とした回転) は理論上存在しますが、標準的な CNC 加工ではほとんど使用されません。使用する回転軸に応じて、機械はさまざまなスタイルで構成されます。たとえば、トラニオン スタイルの機械は A と C を使用し、スイベル回転機械は B と C を使用します。それぞれが特定の部品形状に対して独自の利点を提供します。

5 軸システムの利点

A 軸と B 軸を追加すると、製造の可能性が劇的に広がります。

• 無制限のツールアプローチ: 切削工具はあらゆる角度から複雑な形状に到達できるため、ワークピースの位置を変更することなく真のアンダーカットが可能になります。
• 処理の軽減: 材料の移動が減ることでサイクル タイムが短縮され、人件費が削減され、人的ミスが減少します。
• 表面仕上げの向上: ツールの位置を近づけると振動が減少し、より滑らかな表面が得られるため、後処理の必要性が少なくなります。
• 生産性の向上: 単純な 3 軸ジョブであっても、5 軸加工機ではツールが各パスを通じて切削面に接した状態を維持するため、より高速に実行されます。

AutodeskFusion のようなソフトウェアは、広範なツールパス ライブラリ、リアルタイムの最適化、最小限の手動研磨を提供することで、これらの利点をさらに拡大し、すべての部品が最高水準で製造されることを保証します。