数十年にわたって, CNC加工 シンプルな3軸ミルから非常に洗練された多軸センターに進化しました. 今日, 真の5軸加工は、減算的製造の頂点を表しています, 1つのセットアップで最も複雑なジオメトリに取り組むために、5つの同時運動軸を組み合わせる. 5軸センターの初期の印象には、多くの場合、「高コスト」または「難しいプログラミング」が含まれます,」現代のショップは、ソフトウェアへの適切な投資でそれを示しています, フィクスチング, とトレーニング, 5-軸の機械加工は、配当を正確に支払います, スピード, 設計の自由.
この記事では、深く掘り下げます 5-軸加工 - それがどのように機能するかを説明します, 遭遇するさまざまなマシン構成, その大きな利点と欠点, この強力なテクノロジーを最大限に活用するための実用的なヒント.
5軸の機械加工とは何ですか?
5-軸加工 切削工具のCNC操作を指します (またはワークピース) 5つの独立した軸を同時に移動できます:
x軸: 左/右
Y軸: フロント/バック
z軸: アップ/ダウン
A軸: X軸の周りの回転
B軸: y軸の周りの回転
線形運動を組み合わせることにより (バツ, Y, Z) 2つの回転で (あ, B), 真の5軸機は、ほぼすべての方向からの部分の任意の表面に近づくことができます, さまざまな顔のワークピースを解き放ち、再インドする必要性を排除する.
5軸機械加工にCNCを使用する理由?
ワンセットアップの複雑さ
5つの異なる顔（トップにアクセスします, 底, そして、すべての側面 - 1つの連続操作. 手動の再配置はありませんセットアップ時間とエラーの可能性が短縮されます.
よりタイトな許容範囲
セットアップが少ない, 累積データム間エラーを排除します. ほとんどのショップは±0.005 mmを達成します (0.0002「) 5軸センターでの再現性.
より短いツールパス
ツールは傾斜して回転して最適な切断角を維持できます, ツールの摩耗と振動を削減します.
より速いターンアラウンド
かつて特別な備品や二次研削を必要としていた複雑な部品は、1回の実行で完了することができます, 市場までの時間の加速.
5-軸CNC加工ワークフロー
CAD設計
完全に定義された3Dモデルを作成します, 5軸のみが到達できる重要な表面やアンダーカットに特別な注意を払う.
カムプログラミング & シミュレーション
CADモデルをCAMソフトウェアにインポートします. 5軸戦略を使用してツールパスを生成します (例えば, スウォーフ, 傾斜ポケット, 多面的な顔) シミュレーションして衝突またはgougeを確認します.
Gコード生成
CAMツールパスを機械固有のGコードにポストプロセスします, 5つの軸すべての調整された動きを含む.
マシンのセットアップ & フィクスチング
適切なフィクスチャでワークを固定します (ゼロポイント, 墓石, またはカスタム), 必要な切削工具をスピンドルにロードします.
自動加工
最小限の監督下でプログラムを実行します. オンザフライ調整は、プロービングまたは適応制御を介して行うことができます.
5軸機の構成
あ. 頭/頭 (スピナースピナー)
それは何ですか: 両方の余分な回転軸がスピンドルヘッドに上がっています - 切削工具の考えをすべてターンすることを考えています. あなたの部分の下にあるテーブルはまだ座っています.
なぜあなたはそれを選ぶのですか: あなたは本当に大きく扱うことができます, テーブルが動き回っていないため、重いワークピース. 巨大な型や長い梁に最適です.
警戒: 頭はこれまでに傾いています, したがって、いくつかの角度はまだ手の届かないところにあるかもしれません.
B. テーブル/ヘッド (「n」の傾きを回します)
それは何ですか: 1つの回転軸がテーブルにあります (それはあなたの部分を回転させます), そして、1つは頭の中にあります (ツールを傾けます). セットアップ全体を移動せずに多くのリーチを取得します.
なぜあなたはそれを選ぶのですか: 超汎用性 - 最も一般的なセットアップ. あなたはあなたの部品をほぼ360°でスイングし、それでもトリッキーな角度のためにツールを傾けることができます.
警戒: 回転するテーブルは、それほど重量しか保持できません, したがって、部品サイズに制限があります.
C. テーブル/テーブル (スピン & スピン)
それは何ですか: 両方の余分な軸がテーブルに住んでいます, したがって、あなたのワークは回転する唯一のものです. 頭は置かれたままです, ちょうど上下に移動し、サイド/サイド.
なぜあなたはそれを選ぶのですか: アンダーカットや超タイトなスポットに最適です。あなたの部分は複数の方向からツールの下を転がることができます.
警戒: 通常は小さいために構築されています, 軽い部品. スイングする余地が少なくなります, そして、それは最速のセットアップではありません.
各スタイルにはスイートスポットがあります: 頭/頭 巨大な作品の場合, テーブル/ヘッド オールラウンドの柔軟性のため, そして テーブル/テーブル すべての隅々に忍び込む必要があるとき. あなたの選択はパートサイズに帰着します, 形, そして、あなたが本当に必要なスイングと傾きの量.
5軸加工の主な利点
複雑な形状
機械の彫刻表面 - タービンブレード, インペラ, 解剖学的インプラント - 特別な備品なし.
精度 & 再現性
シングルセットアップにより、再配置エラーが減少します; 一貫して±0.001インチのタイトな許容範囲を達成します.
セットアップ時間の短縮
1回のランスラッシュフィクスチャーチェンジオーバーと手動の再編成の5つの顔.
優れた表面仕上げ
短いツールと最適な傾斜角度は、おしゃべりとツールのたわみを最小限に抑える, RAを配信します < 0.4 µm仕上げ.
ハイスループット
連続5軸の動き, 高速スピンドルと組み合わせて, 複雑な部品のサイクル時間を劇的に削減します.
欠点と考慮事項
資本投資
5-軸センターは、同等の3軸マシンよりも2〜3倍かかります. 専門的なコントローラーとソフトウェアは、初期支出に追加されます.
プログラミングの複雑さ
多軸の運動学は、高度なカム戦略と徹底的な衝突チェックを要求します.
オペレータースキルレベル
技術者は5軸の運動学を理解する必要があります, 高度な固定具, そして、調査ルーチンの調査 - 訓練は人件費を増加させます.
5軸加工に理想的な部品タイプ
フリーフォーム & 彫刻された表面: タービンブレード, 医療用インプラント, 自動車用ボディパネル.
ディスク & プレートパーツ: UAVフレーム, ヒートシンク, モーターエンドは、放射状の穴パターンを備えたカバーです.
ボックスタイプのジオメトリ: エンクロージャー, ギアボックス, 多面的なアクセスを必要とするマニホールド.
特別な不規則な形: カットアンダーブラケット, 輪郭のある型, 有機型の医療機器.
5-軸 vs. 3+2-軸加工
true 5軸=滑らか, 連続運動
ツール (またはテーブル) 5つの軸すべてを移動します 同時に, カットするにつれて継続的に傾いて回転します.
結果: あなたは本当に流動的なツールパスを手に入れます, 超滑らかな表面, そして、より速いサイクル - カット間で停止して開始することはありません.
3+2-axis = lock, 傾き, カット
それを3軸工場と考えてください 一時停止 部品を傾けるか、新しい角度に向かう (これらは「+2」軸です), その後、すべてをロックしてカットします.
結果: ストレート3軸よりも少ないセットアップで角度のある顔に到達することができます, しかし、各角度の変化は停止することを意味します, 再配置, そして再開します。そのため、真の5軸よりも遅くてシームレスになります.
どちらを選ぶべきか?
5軸に移動します 絶対的な最速が必要なとき, 複雑な曲線とアンダーカットの最も正確なカット - ハイエンドの航空宇宙または医療部品のideal.
3+2軸に固執します たまに角度のある穴や顔を使って主にプリズムの仕事がある場合, そして、あなたはマシンとプログラミングのコストを節約したい.
5軸のパフォーマンスを最大化するための戦略
適切なCAD/CAMスイートを選択してください
組み込みの衝突検出を探してください, 高度なツールパスの最適化 (スイススタイル, 休憩の機械加工), そしてデジタル双子.
ツール検出に投資します & プロービング
ツールの長さのオフセットとパーツセットアップを自動化して、ヒューマンエラーとスピードチェンジオーバーを減らす.
シミュレーションソフトウェアを活用します
フルマシンシミュレーションを実行します, フィクスチャコンポーネントを含む, 衝突をキャッチし、現場の前のサイクル時間を最適化する.
業界アプリケーション
航空宇宙:
彼らが作るもの: タービンブレード, エンジンマウント, 機体ブラケット.
なぜ5軸が役立つのか: それらの曲線, ツイストウィングパーツは、1つのセットアップであらゆる角度が必要です. 二度目のチャンスはありません。プレーンは完全なフィットを要求します.
医学 & 歯科:
彼らが作るもの: 股関節インプラント, 膝関節, カスタムデンタルクラウン.
なぜ5軸が役立つのか: すべての患者の体はユニークです. 5-軸を使用すると、それらの有機形状を初めて彫ることができます, したがって、手術はスムーズに進みます.
エレクトロニクス:
彼らが作るもの: ヒートシンク, カメラハウジング, 精密コネクタ.
なぜ5軸が役立つのか: 回路基板の小さな機能と狭いコーナー? 5-Axis Millsは、ビートを逃さずにそれらの周りにジップします.
エネルギー & 油 & ガス:
彼らが作るもの: ポンプインピーラー, バルブボディ, 襟を掘削します.
なぜ5軸が役立つのか: この世界の部分は、狂った圧力と流れを見ます. 5-軸は滑らかになります, 続くバランスの取れた表面.
自動車 & レース:
彼らが作るもの: ターボチャージャーホイール, サスペンションコンポーネント, カスタムマニホールド.
なぜ5軸が役立つのか: 高性能エンジンには、完璧なエアフローパスと光が必要です, 強力な部分 - 5軸の両方が両方です.
道具 & 死ぬ:
彼らが作るもの: プラスチック部品の型, スタンピングダイ, 鍛造ブロック.
なぜ5軸が役立つのか: 複雑な空洞と1つの作品のアンダーカット? 5-軸は汗をかくことなくそれを処理できます.
建築 & 美術:
彼らが作るもの: 彫刻されたファサード, カスタムメタルアート, 複雑なパネル.
なぜ5軸が役立つのか: 大きい, 芸術的な才能のある派手な形? 5-軸はデジタルデザインを現実世界のすごい要因に変えます.
結論
5-軸の機械加工は、非常に複雑なものを生産するための変換技術として存在します, セットアップが少なく、優れた仕上げのタイトトレランスパーツ. 前払いのコストと技術的需要は3軸センターよりも高くなりますが, 比類のない能力、および時間と労働の節約は、高度な製造の礎石を機械加工する5軸を作成します.
適切なマシン構成を慎重に選択します, ソフトウェアとトレーニングへの投資, ベストプラクティスを適用します (調査, シミュレーション, ツール検出), メーカーは、5軸CNCの最大限の可能性を解き放ち、より速く配信できます, より正確です, 幅広い業界にわたる費用対効果の高いソリューション.
よくある質問
Q1: 5軸CNCマシンが使用するプログラミング言語?
彼らは、マルチ軸コマンドで拡張されたGコードを使用します (例えば, あ, b軸の動き) CAMポストプロセッサによって生成されます.
第2四半期: 5軸センターで機械加工できる材料?
実質的に - アルミニウム, チタン, ステンレス鋼, エンジニアリングプラスチック (ピーク, ナイロン), 複合材, もっと.
Q3: ヘッド/ヘッドのどちらかを選択するにはどうすればよいですか, テーブル/ヘッド, テーブル/テーブル構成?
選択した部分をパーツサイズに基づいています, 複雑さを固定します, 必要なロータリー旅行が必要でした:
非常に大きな部分→ 頭/頭
汎用性の高い中型作業→ テーブル/ヘッド
アンダーカット & 複雑な小さな部品→ テーブル/テーブル
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