5軸CNC工具研削盤マスターガイド：構造・工具・導入事例

5軸CNC工具研削盤の基本

5軸CNC研削盤は、フライスカッターや各種工具ビットの成形・再研削を行うカッターグラインダーです。多様な研削工具を用い、平面研削、円筒研削、複雑形状成形など幅広い加工に対応します。CNCシステムによる高精度・複雑加工が可能なため、近年需要が急拡大しています。

CNCは「Computer Numerical Control」の略。コンピュータ制御で切削工具を操作し、材料を研削します。CNC加工の流れは、モデル設計→CADデータをCNCプログラムに変換→機械セットアップ・実行です。オペレータには、ワークと砥石の位置関係、工具幾何学の理解が求められます。

名前の通り5軸制御により、多様な加工平面・角度で複雑形状を一括加工できます。大型機ではテーブルが縦横に移動し、マシンバイスが多面傾斜可能。カッターの柔軟な姿勢制御により、重要なクリアランスアングル確保も容易です。

5軸CNC工具研削盤の構造

5軸構造が、高生産性・高精度・無限の柔軟性をもたらします。5軸目テーブル（インデックステーブル）を搭載することで、多面加工能力を獲得できます。

従来の自動研削盤はX・Y・Zの3直線軸のみでしたが、第4・第5軸として2つの回転軸（180°回転）を加えることで、短時間で複雑形状を削り出せます。インデックステーブルで2方向の回転を追加し、補助スライドでワーク固定や砥石案内を強化。工具案内、ワーク支持、心押し台などを補助スライドに配置可能です。

追加軸として、コレットチェンジャ、油圧拡張チャック、多レンジチャックの搭載も検討されます。高度自動化のコレットチェンジャは、多径ワークを理想的な同心度でローダーステーションにクランプし、無人運転を支えます。高精度クランプ技術により、荒・仕上げ一貫加工が安定し、対称ワークの位置決めもプリセットで完結します。医療・自動車・航空宇宙部品の製造で実績があり、難削材・複雑形状も現代研削技術で克服可能です。

導入事例：Farman Machinery Hawemat 3000

台湾の研削専門メーカー、Farman Machineryは、切削工具製造向けグラインダーで世界的評価を得ており、Hawematシリーズは世界で800台以上の導入実績があります。

Hawemat 3000は、医療・自動車を含む幅広い業種対応の最新鋭メタル・ウッド工具研削盤です。B軸ダイレクトドライブモータとフルミネラル複合機構造により、最高レベルの精度と剛性を実現。特許取得のHawemaキネマティクス概念により、短い移動距離、コンパクト設計、モジュール構成、最適サイクルタイムを両立。NUMROTOplusコントローラとの組み合わせで、最高峰の5軸工具研削能力を発揮します。詳細はFarman公式サイトをご覧ください。

5軸CNC研削盤で使用される切削工具

複雑形状の多様な工具を搭載し、高速・高精度に無限のカスタムプロファイルを形成できます。ガンドリル、ホブカッター、標準砥石、微細・複雑工具などが使用可能で、回転速度は最大4,000 rpmに達します。主な工具を紹介します。

● 砥石

基本的な研削工具で、多様な研削オプションを提供します。動力駆動で所定回転し、固定ワークをなぞるか、ワークが多軸移動して多面加工します。作業速度は操作者設定だけでなく、砥石径・品質にも依存します。砥石面をリフレッシュするドレッサー（テーブルマウント型やヘッド近接型）の併用が一般的です。
主材質：炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、立方晶窒化ホウ素（CBN）。中でも酸化アルミニウムは経済的で、最も一般的です。

● ガンドリル工具

フルート（溝）を持つロッド状工具で、中心にクーラント供給用の穴が貫通しています。切削時にフルートが切りくずを排出します。

● ホブカッター

ねじれ切削刃でワークを削ります。刃の溝がホブ長手方向に走り、切削と切りくず排出の両方をアシストします。