5 軸 CNC 加工は、精密製造の技術的パラダイムを表しています。設計の複雑さが増し、プロセスの効率性が向上することで、従来の加工プロセスを次のレベルに引き上げます。この記事では、5 軸 CNC 加工とそれがもたらす結果について取り上げます。驚くような結果もいくつかあります。
目次：
1. 5軸CNC加工の理解
2. 5軸CNC加工の利点
3. さまざまな産業への応用
4. 技術仕様と機能
5. 適切な5軸CNCマシンの選択
5軸CNC加工の理解
5 軸 CNC 加工、または 5 軸加工は、XNUMX つの異なる軸 (X、Y、Z、A、B) に沿って同時に移動する工作機械のコンピュータ数値制御 (CNC) です。ワークピースが XNUMX つの軸 X、Y、Z に沿って配置される XNUMX 軸加工とは異なり、XNUMX 軸マシンの場合、これらの軸は軸 A と B に沿った XNUMX つの回転動作によって補完されます。ツールはどの方向からでもワークピースにアプローチできるため、XNUMX 回のセットアップで複雑な形状を生成できます。
追加の軸により正確な位置決めが可能になり、手動での個別のセットアップや再配置の必要性が減ります。これは、細かい許容差や表面仕上げが必要な部品やコンポーネントに特に役立ちます。
したがって、5 軸 CNC 加工の可能性を最大限に活用したいメーカーは、ソフトウェアと制御システムでツール パスを最適化し、切削効率を向上させ、エラーを最小限に抑えて顧客に提供できるようにする方法など、いくつかの基本を理解する必要があります。
5軸CNC加工のメリット
5 軸 CNC 加工では、複雑な形状の部品を製造できるため、精度が最優先で許容差が厳しい場合に特に優れた製品が生まれます。切削工具を 5 つの異なる軸に沿って同時に動かすことで、5 軸加工では非常に複雑なディテールと仕上げを実現できます。これは他の方法では不可能です。このため、航空宇宙産業、自動車産業、医療機器メーカーなど、重要な部品や材料を必要とするすべての分野で 5 軸プロセスの使用が求められています。XNUMX 軸加工は、厳しい許容差と正確な表面仕上げが求められる部品に特に適しています。
大きな利点は、セットアップ時間が短縮され、固定具が少なくなることです。3 軸フライス加工では、単一の部品形状に対して複数のセットアップが必要になる場合があり、その結果、生産に時間がかかり、設備と人件費が増加します。5 軸マシンでは、多くの場合、単一のセットアップで複数の操作を実行できるため、生産時間が短縮され、生産性が向上します。
さらに、5 軸 CNC 加工では、切削力を軽減することで工具の位置決めも最適化されます。これにより、機械のスムーズな操作が促進されるだけでなく、工具位置決めの特定のプロセスで力が最小限に抑えられるため、切削工具の寿命も延びます。5 軸 CNC 加工では、工具のオーバーリーチも減少するため、工具の寿命と効率も向上します。オーバーリーチは、工具がワークピースとの正確な接触点から離れ、必要以上に大きな変位が生じるときに発生します。これにより、切削を完了するためにより多くのエネルギーが使用されるため、工具の寿命が短くなります。
さまざまな業界での応用
5 軸 CNC 加工は、その汎用性により、タービンブレード、航空機構造部品、複雑なエンジン部品など、安全性と性能基準の高い部品の製造に使用される航空宇宙産業から、その他の製造分野まで、幅広い業界で使用されています。
自動車業界では、エンジン ブロック、ギア ボックス、目立たないが複雑な車体部品などのコンポーネントが 5 軸加工プロセスを使用して製造されています。これにより、軽量でありながら強度の高い部品の製造が可能になり、車両の性能と効率が向上するほか、モーター スポーツ用の特注部品や新しいデザインの試作が可能になります。
5 軸 CNC 加工は医療機器業界にも有益です。手術器具、インプラント、補綴物は 5 軸技術を使用して製造されています。これは、製品の品質と患者の信頼性を確保するために、このような部品の加工には高い精度と正確さが求められるためです。
技術仕様と機能
5 軸 CNC マシンには、さまざまな製造タイプで考慮する必要があるいくつかの異なる技術仕様があります。これらの仕様には、作業範囲のサイズ、スピンドル速度、ツール ホルダーの種類が含まれます。作業範囲は、加工できるワークピースの最大サイズを指定しますが、スピンドル速度は、切削速度と表面仕上げにも影響します。
この高度な制御システム (上の図 2 を参照) は 5 軸加工に不可欠であり、高度なソフトウェアを使用してツール パスをリアルタイムで追跡し、ツールの破損やツール パス エラーを修正します。衝突検出器や自動ツール チェンジャーなどのその他の高度な機能により、5 軸部品の加工の効率と安全性がさらに向上します。
5 軸 CNC マシンを使用すると、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、プラスチック、複合材など、プロジェクトの要件に応じてさまざまな材料から部品を製造できます。
適切な5軸CNCマシンの選択
ご想像のとおり、5 軸 CNC 加工にはさまざまな種類があります。購入企業の選択は、特定の製造プロセスで何が必要かによって部分的に決まりますが、機械の精度にも特に注意を払う必要があります。製造企業は、適切な 5 軸 CNC 機械を選択するために、軸構成、スピンドルのパワー、制御システムの機能などの機能を評価する必要があります。
また、「人間工学」に関する問題もあります。人間工学とは、ソフトウェアの使いやすさ、データとツールの互換性、他のシステム、特に CAD/CAM との統合や制御の能力など、機械が箱から取り出してすぐにインタラクティブに動作する方法です。最後に、機械メーカーが提供するサポートとメンテナンスについて検討します。
5 つ目の重要な要素はコストです。XNUMX 軸 CNC マシンには相当の資本支出が必要ですが、効率性の向上と製品品質の向上により、初期投資を回収できます。メーカーは、セットアップ時間の短縮、ツール寿命の延長、容量の向上などの要素を考慮して、投資収益率を計算するとよいでしょう。
まとめ
5 軸 CNC 加工は、複雑な部品の製造において精度と効率性を実現する貴重な製造技術です。この技術の利点、用途、技術仕様、および選択時に考慮すべき要素を理解することで、製造業者はこの技術を活用して業務を改善し、現代の産業のニーズを満たすことができます。
