CNC加工

複雑形状の5軸CNCマシンをマスター

12月 19, 2024

精度の向上、生産時間の短縮、複雑なデザインの作成能力など、5軸CNCマシンの利点をご覧ください。航空宇宙、医療用インプラントなどのアプリケーションをご覧ください。高度な5軸テクノロジーで製造の可能性を引き出しましょう！

5軸CNCマシン：複雑なCNC形状を解き放つ

内容は、5軸CNCマシンの入門をカバーし、その原理を定義し、3軸加工と比較します。トラニオン/回転テーブルセットアップ、ヘッド/ヘッドコンフィギュレーション、ガントリ/回転テーブルなど、様々なタイプの5軸コンフィギュレーションを探求します。その後、航空宇宙部品の製造に焦点を当てながら、複雑な形状の習得、精度の向上、表面仕上げの強化、アンダーカットやアクセスできないフィーチャーの排除について解説します。

次に CNC加工 5軸ソフトウェアとシミュレーションの進歩に加え、ガイディングカーブ加工、複雑なサーフェス用のバレルカッター、傾斜加工面アプローチなどのテクニックを紹介します。また、医療用インプラント、航空宇宙、金型製造、自動車産業など、各産業における5軸加工能力を活用した内容となっています。

5軸CNCマシニングは、5つの異なる方向のトマホークに沿ってワークピースから材料を除去するために、PC数学的制御（CNC）機械装置を利用することを含みます。5軸CNCマシンは、切削装置を配置するための3つのダイレクトトマホーク（X、Y、Z）と、装置の方向を制御するための2つのターニングトマホーク（A、B）を備えています。これにより、加工システム中に、装置をさまざまなポイントからワークに向かって移動させることができます。

5軸CNC加工とは？

X、Y、Zのトマホークに沿った開発に限定される従来の3軸CNCマシニングとは対照的に、5軸CNCマシンは、より顕著な適応性を提供します。3軸加工では、各方向から順番に切削します。しかし、5軸は、様々なトマホークに沿った同期的な開発を可能にし、複雑な計算を効果的に加工するためのより多くの機会を装置に与えます。

5軸構成の種類

には様々な取り決めがあります。 5軸加工回転トマホークをどのように循環させるかによります。トラニオン/回転テーブルのセットアップでは、ワークピースは回転テーブル（B軸）に取り付けられ、装置ヘッドは別のテーブル上で回転します。これは、タービンの鋭利なエッジのような調整された部品の加工で機能します。ヘッド/ヘッドセットアップでは、装置とワークの自由なシフトステージが強調され、予測不可能な形状の同時シフトが可能です。ガントリー/回転テーブルは、3軸ガントリーと柔軟性のための回転ワークテーブルを統合しています。どの配置も、加工アプリケーションと部品の数学に依存する独自の利点があります。

精度と正確性の向上

5軸CNCマシンのピンポイントの精度は、複雑な形状や計算を行うのに適しています。5つのトマホークを同期させて開発する5軸CNCは、3層構造の気の遠くなるような加工を極めて高い精度で行うことができます。また、従来のマルチアレンジメントマシンと比較して、必要なアレンジメントが少ないため、加工ミスも制限されます。 CNCマシン.

表面仕上げの強化

5軸CNCの主な機能は、切削動作中にワーク表面に対して最適な工具角度を維持することです。これは、5つの直線軸と回転軸の協調動作によって達成されます。その結果、5軸加工は、研削や研磨などの後処理作業の必要性を減らし、優れた仕上げを実現します。

アンダーカットとアクセスできない部分の排除

複数の角度からワークピースにアプローチできる柔軟性により、3軸加工機では通常アクセスできないフィーチャーを5軸CNC加工することができます。5軸の自由な動きを利用することで、アンダーカット、輪郭ポケット、複雑な内部空洞構造を1回のセットアップで効率的に加工することができます。

航空宇宙部品製造

その代表例が、航空機エンジン用の複雑なタービンブレードです。これらの部品は、複雑な輪郭を持つ翼面を特徴としており、多くの場合、厳しい品質基準を満たす必要があります。5軸CNCマシニングにより、タービンブレードの複雑な曲率をピンポイントで再現することができます。航空宇宙信頼性と安全性が重要視される用途に適しています。複雑な内部クーラントチャンネルも、マルチセットアップシナリオと比較して効率的に加工できます。

5軸加工の最適化

ガイドカーブ加工技術

ガイディングカーブ加工は、投影面を必要とせず、モデルの形状フィーチャー上にツールパスを直接作成します。ガイド曲線は、CADデータから生成することも、CAMソフトウェアにモデルをインポートすることもできます。ツールパスは曲線の流れに沿って加工され、より滑らかな仕上がりを実現します。工具軸の制御が可能で、軸間の補間やロックポジションが可能です。ガイディングカーブは加工時間を短縮します。

複雑な表面用バレルカッター

バレルカッターは、仕上げ加工に使用される樽形状のプロファイルが特徴です。この特殊工具は、5軸加工における平坦な壁面やわずかに湾曲した壁面の材料除去を向上させます。バレルカッターは、要求される表面品質を維持しながら、効率的なストック除去を可能にします。医療機器インプラント

傾斜作業平面技法

このアプローチでは、アンダーカットや深いキャビティへのアクセスを可能にするためにワーク固定具を傾けます。確実な位置決めの後、ツールパスは CAMとCAD ソフトウェアとスピンドルが回転し、軸に沿って工具を移動させます。入念なプランニングにより、困難な内部形状を加工する際に衝突が起こらないようにします。

産業における5軸の活用

医療用インプラントと補綴

臨床用インサートや補綴物は、通常の構造に似せた微細な内方要素や外形形状を持つ複雑な自然計算を必要とすることがよくあります。5軸CNCマシンは、機能と患者の安楽のために重要な複雑な部品の微妙な部分を正確に再現することができます。その柔軟性により、生産者は最も困難な特別な工芸品でさえも認めることができます。

航空宇宙部品製造

モーターブリスクや主要部品のような航空機部品には、加工が難しいハイライトがあります。5軸CNCマシンは、複雑な内部冷却チャンネルをマルチアレンジメントマシニングと比較して効率的に切削することができます。複雑な外形やプロファイルにも対応します。強度と低重量計画に対する航空機事業のニーズを満たすことで、好評を博しています。

金型製造

形状やパスの加工には、冷却チャネル、通気ポート、壊れやすい表面、近い弾力性が必要です。5軸CNCは、従来の機器では加工が困難なハイライトの開発をスピードアップします。そのシングルアレンジの生産性は、迅速なプロトタイプのニーズに適しています。より危険な戦略で降伏に傾いた複雑な内部構造も確実に成形できます。

自動車製造

ノミで削られた体格板や便利な下地材には精度が要求されます。5軸CNCマシンは、タイトな弾力性で結合された複雑なプロファイルで動作します。内部トリム、モーター部品、トランスミッションは、多面性の恩恵を受けます。自然な流れに沿った構造への構成パターンは、豊かな精度のためにその利用を後押しします。

5軸のメリットを最大限に

生産時間の短縮

複数軸からの同時切削動作を可能にすることで多軸CNC加工従来のマルチセットアップ加工と比較して、非切削動作と再位置決めを最小限に抑えます。その結果、非切削時間が短縮され、サイクルが大幅に高速化し、生産性が向上します。加工間のパーツの再固定が不要になるため、スループットがさらに向上します。

部品品質の向上

ピンポイントの精度と複雑な細部を加工する能力により、5軸CNCマシンは、より厳しい公差で一貫して滑らかな仕上げを実現します。これにより、部品官能性と信頼性が向上します。器用な機械加工と、リスクの高いマルチセットアップシナリオや手動調整との比較により、不良の発生が少なくなります。再加工は最小限に抑えられます。

コスト削減と柔軟性

とマイクロCNC加工困難な領域にアクセスできない製造方法と比較して、スクラップやオフカットの無駄が削減されます。多面加工用の専用工具に比べ、工具要件が簡素化されます。業界を横断するそのアプリケーションの汎用性は、従来は別々の専用機が必要であったところを、1台の機械で成功させることができることを意味します。

デザイン・イノベーションを解き放つ

5軸CNCマシンが、これまでの平面形状の制約を打ち破ります。複雑な角度や微細な内部形状を持つ有機的な形状が実現可能になり、画期的なデザインが可能になります。これにより、業界を超えた創造性が発揮されます。メーカー各社は、外科手術の動きを利用して境界を押し広げ、これまで不可能だったビジョンを実現します。

結論

私たちは、5軸CNCマシンがどのように過去のデザインの制約や生産のボトルネックを打ち砕くかを明らかにしました。この革新的なテクノロジーは、正確で器用な5つの軸を同時に制御し、かつては想像もできなかったレベルの幾何学的な熟練を可能にします。現在、さまざまな分野の製造業者が、無駄やエラーを最小限に抑える複雑なセットアップを一度に行うことで、画期的な効率と品質を実現しています。境界を押し広げ、カスタマイズされた航空宇宙コンポーネント、生物医学インプラント、金型などが5軸職人の手から生まれます。スキルとソフトウェアのパートナーシップにより、プログラミングの腕前が指数関数的なレベルに達するにつれて、残された障害は、着実な技術革新の行進の前に倒れ続けるでしょう。5軸CNCマシンは、エンジニアリングの飛躍を意味するだけでなく、無限の技術的地平線へと導くために、すべての人に挑戦する競争上の優位性を表しています。