5軸CNC加工の解説

CNC 加工はサブトラクティブ製造アプローチであり、生産者が高精度の部品を効率的かつ手頃な価格で製造できるようにします。 CNC 加工では、切削工具を使用してワークピースから余分な原材料を除去し、プラスチック、金属、複合材料などの材料で作られた精密な完成品を製造します。

最近のCNC加工技術は、単純な工作機械からより高度な工作機械まで進歩しています。 5 軸による CNC 加工は、今日最も先進的なプロセスの 1 つです。サブトラクティブマシニング技術を採用し、無限の部品作成の可能性を提供します。この技術では、5 軸で動作する切削工具を使用して、ワークピースを希望の形状とサイズに切断します。

5 軸加工により、精度、効率、信頼性が向上します。 5 軸フライス盤は軸の数が多いため、より高性能です。コンピューター数値制御 (CNC) がプロセスを完全に自動化および管理します。したがって、多くの信頼できる CNC 機械工場がこのテクノロジーを精密 CNC 加工に使用しています。

5軸CNC加工とは何ですか?

このプロセスでは、切削工具が 5 つの軸に沿って同時に移動します。 5軸CNCマシン 3 つの直線軸と 2 つの回転軸があり、これらが連携して複雑な部品を作成します。通常、これにより作業台やツールの傾きが大きくなり、より多くの移動や回転が可能になります。

5 番目の軸を使用すると、機械工は同時に最大 5 つの面を作成できます。このため、プロセスは非常に迅速かつ正確です。これは、少ないセットアップで複雑な構造や機能を作成できることも意味します。多くの部品の 5 面を継続的に加工する必要があるため、このプロセスは多くの業界で有用になりつつあります。

5 軸 CNC フライス盤の軸を理解するために、CNC 加工における軸数の意味について説明します。加工軸数は、製品を製造するために切削工具 (または原材料) が移動できる方法の数です。たとえば、通常の CNC マシンには 3 軸のカウントがあります。したがって、切削工具は X、Y、Z 軸に沿ってのみ移動できます。

切削工具は次のように動きます。

• X 軸の横方向

• Y軸に垂直

• Z軸前後

5軸マシニングセンタ 作業テーブルを傾けたり回転させたりすることで、直線軸がさらに便利になります。 A 軸と C 軸は、物体が回転できるもう 2 つの方法です。 A軸はテーブル傾斜軸とも呼ばれ、B軸はテーブル回転軸とも呼ばれます。これらの軸を使用することで、CNC マシンは 2 軸や 3 軸マシンよりも複雑な形状を加工できます。以下の表に、軸の移動方法の概要を示します。

5 軸 CNC 加工はどのように機能しますか?

他の CNC マシンと同様に、5 軸 CNC マシンはコンピュータの命令を使用して切削工具とワークピースを移動させ、目的の部品を作成します。

5 軸 CNC 加工プロセスの最初のステップは、設計者が作成したい部品の 3D CAD モデルを作成することです。このために、SolidWorks や Autodesk Inventor などのプログラムを使用できます。次に、機械工はこの CAD モデルを CAM (コンピューター支援製造) ソフトウェアに送信し、図面をコンピューター プログラム (G コードとも呼ばれます) に変換します。

G コードには、必要な部品を作成するために、直線軸 (X、Y、Z) に沿って切削工具がどのように移動するか、および回転軸 (A および C) に沿ってワークテーブルがどのように移動するかを制御する命令が含まれています。

5 軸 CNC 加工の構成スタイル

選択した構成に応じて、5 軸 CNC フライス盤の 3 つの回転軸のうちの 1 つが使用されます。トラニオン型の機械とスイベル回転型の機械の 2 つの主要な構成があります。

トラニオン式

トラニオン付き5軸CNCフライス盤は、X軸を中心に回転するA軸と、Z軸を中心に回転するC軸を使用しています。

スイベル回転スタイル

スイベル回転スタイルの 5 軸 CNC フライス盤は、Y 軸を中心に回転する B 軸と、Z 軸を中心に回転する C 軸を使用します。

5 軸 CNC マシンの種類

5 軸加工機は、加工プロセスを改善し、作業のスケールアップを容易にするのに役立ちます。マシニングセンタは製造業のニーズに合わせて多種多様な機種を取り揃えています。

頭/頭

ヘッド/ヘッドマシンはヘッドに回転軸を持っています。 5 軸の頂点は固定ワークテーブル内を移動するプラットフォーム上にあり、ワークピースを所定の位置に保持します。そのため、工具が機械の主軸ヘッドに干渉することを心配する必要はありません。

ヘッド/テーブル

ヘッド/テーブル マシンのセットアップには、ヘッドに 1 つの回転軸があり、回転テーブルにもう 1 つの回転軸があります。回転軸は頭の中にあり、その範囲は狭いです。一方、回転軸はテーブル内にあり、より広い（無制限の）範囲を持ちます。

テーブル/テーブル

この設定では、5 軸加工機の回転軸がテーブル内にあります。したがって、ヘッドは動かず、すべての回転はテーブル上で行われます。これらの機械はその製造方法により、アンダーカットをカットする可能性があります。また、ヘッドが動かないので楽です。機械工が機械をプログラミングするときにどのように切断が行われるかを確認するためのものです。

5軸CNC加工のメリット

多くの業界は、切削工具とワークピースを最大 5 つの面で同時に移動できる機能の恩恵を受けています。これにより、複雑な部品を効率的かつコスト効率よく製造できます。

簡単なセットアップ操作

5 軸 CNC マシンは、5 つの表面を同時に加工できます。標準の 3 軸加工の場合、複数の面を持つ部品を加工するには、機械を複数回セットアップする必要がある場合があります。 5 軸テクノロジーにより、曲面部品や多面体の部品を 1 つの構造で加工できます。これにより、複雑な形状の部品を少ない段取りで作成できるようになります。

高精度と信頼性

CNC 加工よりも多くのセットアップが必要となるため、手作業の機械工は製造中に正確な位置合わせを失うことになります。 5 軸 CNC フライス加工の最小限のセットアップにより誤差が減り、精度が向上して高品質の結果が得られます。

最新の 5 軸機械では、加工中にワークピースをさまざまな角度で再配置する必要がありません。したがって、機械加工公差の改善が保証されます。一部の機械構成では、より短い切削工具が使用できます。これにより、工具の寿命と再現性が向上します。

速い切断速度

5 軸加工により、切削工具が切削面と平行になります。これにより、工具が回転するたびにより多くの材料を除去できるようになります。そのため、サイクルタイムと加工コストが削減されます。

表面仕上げの改善

この方法では、追加の軸によりワークピースが正確に位置合わせされ、ワークピースが切削工具に近づけられます。そのため、短い切削工具を使用して希望の形状を作成できます。これらの短い工具は、ほとんど振動なく非常に高速で切断できます。

5 軸 CNC 加工の一般的な用途

5 軸 CNC 加工は効率的で複雑な形状も作成できるため、部品を幅広い業界で活用できます。

医学

5 軸 CNC 加工は、医療機器を製造する企業が、厳しい医療基準を満たすために非常に精密に製造する必要があるデバイス、インプラント、その他の機器を製造するのに役立ちます。

軍隊

5 軸 CNC 加工を使用して必要な部品を製造するもう 1 つの業界。その用途には、潜水艦の部品、高性能エンジン部品、タービンやコンプレッサーのブレード、スマート兵器、センサー、ステルス用途、場合によっては核兵器も含まれます。

Yangsen: スマート 5 軸 CNC マシンのパートナー

間違いなく、5 軸 CNC マシンを使用すると、複雑な部品の作成が容易になります。ただし、5 軸機械で作成する価値のある設計は一部だけです。たとえば、3 軸または 4 軸の CNC マシンを使用して、高精度で穴、切り欠き、キャビティを作成する方が良い場合があります。そのため、私たちは、ものづくりを始める前に、CNC 加工の専門家に相談するように常に伝えています。

Yangsen は、世界最高の CNC 機械加工会社の 1 つです。当社には、CNC 加工の使用方法を熟知した専門家とエンジニアがおり、3 軸、4 軸、5 軸 CNC 機械などの幅広い高度な CNC 加工技術も備えています。