5 軸 CNC マシンとは何ですか? 複雑な部品の加工をどのように改善しますか?

X-軸左右の動きを制御します。-

Y-軸前後の動きを制御します。-

Z-軸垂直方向の動きを制御します。

-軸X-軸の周りを回転します。

C-軸Z- 軸を中心に回転します。

機械フレーム

加工システム全体をサポートし、切削抵抗を吸収します。一般的な材料には、鋳鉄、溶接鋼構造、強化アルミニウム合金などがあります。が開発したようなコンパクトなシステムの場合新山、6061-T6 アルミニウム構造をスチール補強材と組み合わせて、剛性と重量を最適化しています。幾何学的精度を確保するために、フレームは変形に耐える必要があります。

直動システム

直線運動は、精密ボールネジ、リニアガイドレール、サーボモーターによって実現されます。たとえば、C7 ボールねじはコンパクトなユニットで一般的ですが、C5 ボールねじはより厳密な位置決め精度を提供します。 Hiwin または同等のガイド レールはスムーズな軸移動をサポートし、モーター トルクを正確な軸の動きに伝達します。

回転軸アセンブリ

A- 軸と C- 軸は、5- 軸機能の中核を形成します。多くの機械は、バックラッシュを最小限に抑え、輪郭精度を向上させるために、1:80 などの比率の高調波減速機を使用しています。標準的なバックラッシュ値は 1 分弧未満にとどまっており、自由曲面を加工する際に安定した位置決めが可能です。

スピンドルシステム

切削工具を回転させてエネルギーを伝達します。仕様の範囲は、水冷または空冷-設計で定格電力が 800 W ～ 15 kW-、速度が 12,000 RPM ～ 30,000 RPM です。材料の種類によってスピンドルの要件が決まります。アルミニウムは高速での利点があり、ステンレス鋼は低 RPM での高トルクが必要で、チタンは安定したトルクと熱制御が必要です。

CNCコントローラー

CAM-生成された G- コードを解釈し、すべてのマシンの動きを調整します。ツールパス補間、軸同期、送り速度制御、工具補正、衝突防止を実行します。正確な軸同期がなければ、真の同時 5 軸加工は実現できません。

シングルセットアップ加工

機械はワークピースを自動的に回転させます。手動で位置を変更する必要はありません。これにより、治具の変更が減り、オペレータの介入が減り、累積位置決め誤差が減ります。 5 つの傾斜面を含むモールドコアは、多くの場合、1 回のクランプ操作で完成します。

表面仕上げの向上

表面仕上げは工具の方向に大きく影響されます。 5 軸 CNC マシンは工具角度を継続的に調整するため、短い切削工具をワークピースと係合したままにすることができます。これにより、びびり、工具のたわみ、表面の波打ちが軽減され、手動研磨が大幅に最小限に抑えられます。

より高い寸法精度

器具が変更されるたびに、幾何学的な不確実性が生じます。セットアップ回数を減らすことで、5軸CNCマシンフィーチャー間の寸法関係を保持します。これは、医療用インプラント、タービン部品、精密金型、光学機器のハウジングにとって非常に重要です。

より長い工具寿命

5 軸加工機は、工具を難しい位置に押し込むのではなく、ワークピースを回転させることにより、良好な切削形状を維持します。これにより、特にチタンやステンレス鋼を加工する場合に、より安定した切りくず排出、切削抵抗の集中の軽減、工具温度の低下が可能になります。

加工時間の短縮

操作を 1 つのセットアップに統合することで、生産時間が大幅に短縮されます。セットアップ操作、プローブサイクル、フィクスチャの準備、および手動アライメントの削減により、時間の節約が可能になります。プロトタイプの製造や小規模バッチ生産の場合、セットアップ時間の節約により総生産コストが大幅に削減されます。{2}}

アルミニウム合金 (6061、7075、2024)

航空宇宙構造、ロボット部品、電子機器の筐体などに使用されます。高い主軸速度と積極的な送り速度が一般的に使用されます。

ステンレス鋼(304、316、17-4PH)

食品機械、医療機器、産業用器具などに使用されています。より低い切削速度とより強力な工具が必要です。

チタン合金 (グレード 2、グレード 5 Ti-6Al-4V)

航空宇宙用ブラケット、医療用インプラント、エンジン部品などに使用されます。集中した熱が発生するため、制御された加工パラメータが必要です。

工具鋼

射出成形金型、ダイカスト金型、プレス金型などに使用されます。堅牢な機械構造と安定した主軸性能が必要です。

航空宇宙製造

インペラ、タービンブレード、薄肉で深いポケットを備えた複雑な構造ブラケットの複数の表面にわたる幾何学的関係を維持します。

医療機器製造

人間の解剖学的構造に適合するように設計された自由曲面を含む骨プレート、関節インプラント、および外科用器具の寸法の一貫性を維持します。

金型の製造

深いキャビティフィーチャー、急な壁、複雑な輪郭を加工する際に、適切な噛み合いを維持するように切削工具を配置します。

ロボティクスとオートメーション

複数の取り付け面と角度の付いた穴を必要とするロボットのジョイントやモーション コンポーネントの二次操作と治具の複雑さを軽減します。

空間精度

位置決め精度、再現性、5 軸補間精度を評価します。-

回転軸のバックラッシ

バックラッシは同時加工時の輪郭精度に影響を与えます。バックラッシュ値が低いほど、一般に位置の安定性が向上します。

スピンドル仕様

全体的な電力、最大速度、冷却方法、ツール インターフェイスのオプションを確認します。

作業用封筒

XYZ 移動データ、回転軸の制限、および最大ワーク寸法を検証します。

機械剛性

フレームの材質、サポート構造、機械全体の質量を見直します。一般に、剛性が高いと鋼やチタンを加工する際のパフォーマンスが向上します。