金型製作用の5軸CNCミルの選択方法
これまで、5軸CNCミルは、航空宇宙および発電メーカーのドメイン向けに構築および販売されていました。しかし、近年、金型メーカーでは5軸マシニングセンターの採用が進んでいます。では、金型製作用の5軸CNCミルを購入するときは、何を探す必要がありますか？
5軸CNCの利点
金型製作に5軸加工を実装することには多くの利点がありますが、より一般的なもののいくつかは次のとおりです。
使用するセットアップを少なくする
5軸加工では、機械、スピンドル、および工具に対応するために、1つのセットアップで複雑な形状をフライス盤することができます。これにより、特に複合角度にある穴やフィーチャーの場合、フィーチャー間の公差が厳しくなります。
これにより、全体的なセットアップ時間も短縮できます。マシンの向きをすばやく変更するのにかかる時間はわずか数秒ですが、セットアップの切り替えにはかなり長い時間がかかる場合があります。複雑さと部品の要件によっては、数時間程度になります。 5軸機械は貴重な時間を節約し、作業時間を短縮し、より多くのビジネスを獲得できます。
短いカッターで終了
完全な5軸機能により、部品の周りで工具軸を傾けることができ、カッターを短くし、L / D（長さ対直径）の比率を小さくすることができます。これにより、工具の振動とたわみが減少し、優れた表面仕上げが得られます。
ミルディープエリア
多くの場合、Z軸の直線から到達するのが難しい部品の深い領域は、工具軸を回転させて3+2を実行することでフライス盤加工できます。または同時5軸操作。
時間とお金を節約
短いカッターを使用すると、たわみと振動が減少するため、多くの場合、送り速度が速くなります。深い領域とリブの5軸CNCフライス盤は、低速のEDM操作の必要性を減らし、出荷までの時間を短縮します。これらを組み合わせることで、金型製作の時間と費用を節約できます。
全体として、5軸加工は、主要な機能全体でより厳しい公差を備えた優れた部品を短時間で提供できるため、ビジネスの競争力を維持できます。
3+2と同時5軸
5軸加工について説明する場合、3+2軸と同時5軸加工の違いを区別することが重要です。通常、5軸CNCミルには、X、Y、Zの3つの直線軸があります。また、A＆B、A＆C、またはB＆Cの2つの回転軸もあります。回転軸は直線軸に対応します。たとえば、回転A軸は線形X軸を中心に回転します。 B軸はYを中心に回転し、C軸はZを中心に回転します。金型製作に使用されるほとんどの5軸ミルは、構成がA＆CまたはB＆Cのいずれかです。
3+2軸加工
マシンは、2つの回転軸を使用して所定の位置に回転し、従来の3軸カットを実行します。最初に回転し、次に切断しますが、同時には回転しません。これは、一時的な作業平面のツールベクトルを設定し、そこから3軸カットを実行することと考えてください。職場を設定しているため、通常、3 + 2軸加工では、穴あけなどの従来の缶詰サイクルを使用できます。
3 + 2軸加工には、プログラミングが簡単であるという利点があります。 Fusion 360を使用すると、3 + 2操作が特に簡単になります。すべてのフライス盤操作にチェックボックスがあり、ジオメトリの選択、グラフィカルハンドル、または現在のビューへの位置合わせを使用してツールの向きを変えることができます。この合理化されたプログラミングアプローチにより、マシンを最大限に活用することが容易になります。
5軸同時加工
このモードでは、回転軸を直線軸と同時に使用できます。つまり、5つの軸すべてを同時に使用できます。回転とフライス盤を同時に。継続的な動きとは、ツールがパーツと接触したままであり、リトラクトやブレンドする領域が少ない可能性があることを意味します。
Fusion 360は、同時に5軸操作を提供して、複雑な部品の容量を増やし、マシンを最大限に活用します。
ほとんどの5軸機械は、実際には金型内で約80％（またはそれ以上！）の時間で3+2軸フライス盤を実行していることに注意してください。作る。同時加工は、特定の固有のアプリケーション用に予約されています。通常、3+2では切断されません。
5軸CNCミルの設計にはさまざまなスタイルがあります。この記事では、2つの主要なグループに簡略化します。回転テーブルまたは回転ヘッド。
回転テーブルの設計では、通常はC軸の動きで回転するテーブルにパーツを取り付けます。トラニオンの場合のように、テーブルが他の回転を実行するか、スピンドルに1つの回転軸があり、5軸の機械を完成させます。
回転ヘッドの設計では、通常、スピンドルが取り付けられているナックルを使用します。ナックルは通常、2つの回転軸、通常はA＆C、または場合によってはB＆Cを可能にします。
- 回転ヘッドの設計よりも高い剛性
- 回転ヘッドの設計よりも優れた速度とパフォーマンス
回転ヘッド設計のいくつかの利点は次のとおりです。
- 回転テーブルのデザインよりも大きな作業範囲と重い部品
- 回転テーブルの設計よりも、固定具と複数の部品でより多様性があります
使用する構成に関係なく、Fusion 360はそれぞれ同じ方法でプログラミングを行い、プログラミングを簡単にします。高速で無料の完全にカスタマイズ可能なポストプロセッサのライブラリも提供しているため、Gコードをニーズに合わせて調整し、部品を正しく完成させることができます。
5軸CNCミルを購入する際の最大の考慮事項の1つは、作業用封筒のサイズです。よくある間違いの1つは、最初に小さすぎる工場を購入することです。
3軸加工の場合と同様に、キャビティを加工する場合は、機械のZ移動が重要になります。パーツを取り付けるのに十分なZトラベルと、パーツから引き込むための長いツールが必要です。工具を引っ込めるために、5軸マシンに追加のクリアランスが必要です。
買い物をするとき、5軸機械を検討するときは、機械で使用する最大の部品を検討し、最長の工具をすべての寸法に追加します。パーツの周り。これは、十分なクリアランスのあるミルを確実に購入するのに役立ちます。
5軸ミルを検討するときは、回転軸の制限を考慮に入れてください。回転の制限により、5軸でミリングできるパーツの量が制限されます。バックドラフト条件で部品をフライス加工する必要がある場合は、5軸CNCミルがこれを達成するのに十分な回転能力を備えていることを確認してください。
また、一般的な5軸ミルを使用している場合は、C軸に制限があるかどうかを確認します。無制限のC軸により、フライス盤でパーツを連続的に回転させることができます。ソーダの瓶のようなものを考えてください。連続したC軸を使用すると、ボトルを上から下、バックドラフト領域などに粉砕しながら、ボトルを回転させ続けることができます。
C軸の回転が制限されている機械は、強制的に部品から引き離し、軸を巻き戻し、部品に再度アプローチして、フライス盤を続行します。 。これらの巻き戻しの動きは、制限のために空中での動きで貴重な粉砕時間を浪費する可能性があります。
フライス盤コントローラーがなければ、高価な金属の大きな塊しかありません。その仕事は、直線軸と回転軸のエンコーダーからデータを取得し、モーターが次に何をするかを制御することです。
同時5軸では、コントローラーはX、Y、Zの線形運動を正確に同期する必要があるだけでなく、回転を管理する必要があります。軸も同様です。コンポーネントが回転の中心から遠くに移動すると速度が上がるため、これはより困難になります。
5軸CNCミルを購入する際に考慮すべきもう一つのことは、コントローラーが3+2軸加工の作業場をどれだけうまく設定できるかということです。すべての缶詰サイクルはどのような傾斜でも利用できますか？シンを管理するために後処理された出力には何が必要ですか？
もう1つの考慮事項は、コントローラーにRTCP、回転ツールの中心点を設定する方法があるかどうかです。これは、コントローラーが回転の中心に関連するパーツの原点を認識し、プログラムされたパーツに必要な動きを正確に計算できる場所です。ある形式のRTCP（TCPMと呼ばれることもあります）は、通常、5軸を同時に使用して金型部品を仕上げます。
高性能スピンドルと工具を使用する場合、工具ホルダーシステムは全体の剛性にプラスまたはマイナスの影響を与える可能性があります。一部のツールホルダークランプシステムは、ホルダーの外側から内向きの圧力でクランプします。他のシステムは、ホルダーの内側から外向きの力でクランプします。後者のシステムは、外側の力で内側から保持し、高速スピンドルからの回転の求心力によって支援されます。
ほとんどのCNCフライス盤は、摩擦を減らすためにボールベアリングを含むボールねじを使用して動きを制御します。 CNCマシンの最近の開発のいくつかは、モーターとボールねじをリニアモーターに置き換えることです。リニアモーターを搭載した機械のコストは通常高くなります。ただし、平均して、より高い加速レベル、より高い精度、およびよりスムーズな操作を提供できます。
これらの利点は中級レベルの5軸CNCミルと比較されていることに注意することが重要です。より堅牢なエンコーダー、スケール、スクリュー、モーターを備えたハイエンドの5軸ミルは、リニアモーターと同じ速度と精度を提供します。
CADファイル
5軸加工を実行する場合、CNCプログラムをミルで実行する前に、シミュレーションと検証を行う必要があります。パーツまたはヘッドを回転させ始めると、マシンがパーツに衝突する可能性が高くなります。
正確なシミュレーションは、5軸CNCミルの正確な3DCADデータから始まります。機械の正確な表現がなければ、シミュレーションはせいぜい推定です。これには、スピンドル、テーブル、およびそれを回転させるすべての部品が含まれます。スタイルは関係ありません。
一部の機械ベンダーは、自社の工場のCADファイルを提供しており、料金を請求するものもあれば、まったく提供しないものもあります。 CADファイルが提供されているか、購入されているか、または自分で設計するかにかかわらず、3Dデータを実際の機械の寸法と照合して、正確であることを確認する必要があります。
金型製作に5軸フライス盤を追加すると、多くの利点があり、仕上げを改善し、出荷までの時間を短縮し、EDM操作の必要性を減らすことができます。
5軸CNCミルを検討するときは、必要と思われるサイズよりも1サイズ大きくすることを検討してください。同時5軸加工のRTCP機能を確認します。 3+2軸加工に異なる仮加工面を使用することの単純さを確認してください。より高速、正確、および仕上げ品質のために、より高品質でより堅牢なコンポーネントを検討してください。
5軸CNCミルの購入を開始しますか？ Fusion360を使用してマシンを最大化する方法の詳細をご覧ください。
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