5 軸 CNC 加工の利点

CNC は Computer Numerical Control Machine の略で、精密で高速な切削工具を使用して材料を除去し、最終的に最終設計を形成するために使用されます。 CNC マシンのプログラミングとその動きの決定が鍵であり、コード化されたコンピューター支援製造ソフトウェアと CAD ファイルを使用して指示を完了することができます。

オリジナルの CNC 装置は 2 軸 (メッシング) と 3 軸 (ミーリング) でプログラミングできますが、制御、サーボ、およびツール技術の開発により、現在では 4 軸と 5 軸の同時加工を完了できます。 5 軸マシンを使用すると、3 軸マシンと比較して 2 つの運動軸が増えます。この高度な機械加工技術により、製造業者は追加の処理を必要とせずに、より複雑な、またはより複雑な設計の部品をより高速かつ高品質で製造できます。

5 軸 CNC 加工とは?

5 軸とは、x、y、z の 3 つの移動軸と任意の 2 つの回転軸を指します。一般的な 3 軸 (x、y、z の 3 つの自由度) 加工と比較して、5 軸加工はより複雑な幾何学的部品の加工を指し、加工ツールは 5 つの自由度で配置および接続する必要があります。それらは、いくつかの異なる軸構成を使用して機械加工操作を実行します。 (CNC 加工:3 軸 VS 4 軸 VS 5 軸)

現在 タイプ の 5 軸 CNC マシン

5 軸マシニング センターの機械設計において、機械メーカーは常に、さまざまな要件を満たす新しいモーション モードの開発に絶え間なく取り組んできました。要約すると、現在市場にはさまざまなタイプの 5 軸加工機があります。それらの機械構造はさまざまな形態がありますが、主に次の 5 つのタイプがあります。

• 2 つの回転座標がツール軸の方向を直接制御 (ダブル スイング ヘッド形式)
• 2 つの座標軸はツールの上部にありますが、回転軸は直線軸に対して垂直ではありません (ピッチ タイプ スイング ヘッド タイプ)

• 2 つの回転座標が空間の回転を直接制御します (ダブル ターンテーブル形式)

• 2 つの座標軸はワーク テーブル上にありますが、回転軸は直線軸に対して垂直ではありません (ピッチング ワーク テーブル)

• ツールに作用する座標とワークピースに作用する座標の 2 つの回転座標 (1 つのスイングと 1 つの回転)

5 軸加工により、効率が向上し、所要時間が短縮されると考えられています。 5 軸は柔軟性を提供し、ツール ホルダーとの衝突の可能性を回避します。カットするツールのタイトルが適切な位置にあり、カットするための適切な姿勢も提供されます。 5 軸加工の構成は、使用する軸を定義します。シャフトの要件は、切削する機械と工具によって異なり、部品が単一か複数かによって完全に異なります。

5 軸 CNC 加工の利点

少ない設定

最初の最も重要なポイントは、1 つの設定で複雑な形状を加工できることです。輪郭部品や複数の面での加工の場合、3 軸加工機では複数の設定が必要になるため、位置合わせが不正確になり、コストが高くなり、その他のエラーが発生する可能性があります。 5 軸加工機は、底面またはクランプ領域を除くほぼすべての目に見える表面を加工できます。この機能により、複数の設定や特別なフィクスチャの必要性が大幅に減少します。場合によっては、設定の数が 1 つに減ります。これにより、効率が向上し、時間が節約され、コストが削減され、オペレーターのエラーが防止されます。

複雑な形

5 軸加工では、ソリッドから非常に複雑な部品を加工することもできます。このタイプの加工では、穴あけ時間を大幅に節約することもできます。複合角度が異なる一連の穴をあけるのは、非常に時間がかかります。 5 軸加工機を使用すると、ドリルは穴ごとに正しい軸に沿って自動的に方向付けられるため、穴あけをより迅速に完了できます。

5 軸 CNC マシンは、最も複雑な角度にも到達できます。部品に複雑な 4D および 5D 部品が必要な場合は、5 軸マシンと最高のオペレーターを備えたマシン ショップが必要です。最高の仕上げと公差を組み合わせることで、2 軸または 3 軸の機械では実現できない複雑さを実現できます。一度設定するだけで、より高い生産性とより高いワーク品質に変換できます。

このプロセスにより、鋳造が必要な複雑な部品を機械加工することができます。少量生産または試作品の製造を行っている場合は、鋳造が完了するまで数か月待つ代わりに、数週間で部品を機械加工できます。

驚異的な精度、効率、費用対効果

5 軸加工は、すべての類似製品の中でより効率的で正確なものです。複数回の作業で治具の数が少ないため、それを使用すると、機械加工部品の品質と耐久性が向上します。これは、良い部品、無駄の少ない、低い金型コスト、短い作業時間を意味します。

設定を変更するたびに、小さなエラーが発生します。使用する設定を少なくするか、1 つの設定のみにすることで、このエラーの原因を排除でき、フィーチャ間の精度が向上します。

短い切削工具

5 軸加工では、工具ヘッドを下げて工具を適切に向けることができるため、短い切削工具を使用できます。これにより、カッターに過度の圧力をかけることなく、より高い切断速度を実現できます。機械が工具をしっかりと保持すると、工具への負荷が軽減され、短い切削工具は工具の振動を減らすことができるため、不幸な破損や振動を減らすことができます。

より良い表面仕上げ

4 番目と 5 番目の回転軸を使用することで、パーツを切削工具に近づけることができます。部品を切削工具に近づけることができれば、切削工具を短くすることができます。短い切削工具は、切削速度が速い場合のびびりの影響を受けにくく、表面仕上げに直接影響します。工具が短く、たわみが少ないということは、チャタリングが少なく、表面仕上げが優れているということです。

工具寿命の向上

一定の切りくず負荷と最適な切削位置を維持できるため、工具のサイクル タイムと寿命が延びます。工具が短いほど剛性が高くなり、過度の工具のたわみが発生しないため、工具の寿命が長くなります。

5 軸 CNC 加工の応用

5 軸加工は、特に複雑な形状と厳しい公差を持つ部品を必要とするアプリケーションで、あらゆる分野で広く使用できます。

この製造プロセスは航空宇宙産業で最も人気がありますが、これらの有用な特性により、より多くの産業が採用するようになりました。このプロセスから恩恵を受ける産業には、石油とガス、医療、代替エネルギー、自動車産業が含まれます。

結論

5 軸加工の利点は、時間とお金の節約を含め、非常に明白です。 5 軸リンケージ CNC は、CNC 技術の中で最も難しく、最も広く使用されている技術です。コンピュータ制御と高性能サーボドライブ、精密加工技術を融合し、複雑な曲面を高効率・高精度に自動加工します。 5 軸 CNC マシンは高価ですが、現在では先進的な機械工場の主力製品となっています。