5 軸 CNC マシンは、自動車、航空宇宙、太陽光発電産業、医療処置、船舶、高精度の楽器製造など、さまざまな市場に革新的な改善をもたらしました。標準的な金型の加工は、一般に 3 軸マシニング センターと、粉砕作業用の立型マシニング センターに依存します。しかし、中国の金型製造と機械加工の革新が成長し続けるにつれて、典型的な 3 軸マシニング センタだけでなく、正立マシニング センタの限界もより顕著になってきています。たとえば、アップライト マシニング センターでボールエンド フライス盤を使用すると、フライス盤の底部のダイレクト レートがゼロになるため、次善の仕上げが行われます。 5 軸加工はこれらの欠点を効率的に解消し、優れた表面品質と運用生産性を保証します。
5 軸 CNC マシンでの作業は、最初は複雑に見えるかもしれませんが、適切なアドバイスと理解があれば、今日の製造における基本的な知識となります。
この投稿では、5 軸 CNC ルーター マシンの操作方法に関する包括的なリソースを提供し、その利便性、用途、手順の効率と精度を最大化するためのベスト プラクティスについても説明します。
5 軸 CNC マシンには、5 つの異なる軸に沿って同時に動作する加工装置のコンピュータ数値制御 (CNC) が含まれます。これにより、切削工具は X、Y、Z 中心を移動するだけでなく、An 軸および B 軸に沿って回転することができ、優れた柔軟性と精度を実現します。この技術は実際、従来の 3 軸加工装置を使用すると実際には困難または時間がかかる複雑な表面や複雑なコンポーネントの加工において特に信頼性が高くなります。
1 ） 初期設定とキャリブレーション
機器のセットアップ
正しい装備の作成は、実際には 1 番目に重要なアクションです。これには以下が含まれます。
機器の水平調整: 機械が実際に水平な表面領域に設置されており、加工中に何らかの不一致が発生しないように正確に水平であることを確認してください。
軸を揃える: X、Y、Z、A、B 軸を校正して、正確な移動と配置を確保します。
ツールの取り付け: 特定の作業に適した切断装置と工具ホルダーを確保し、実際に強力に固定されていることを確認します。
較正
定期的な校正検査は精度を維持するための基本です。これには以下が含まれます。
l グラデーションのデバイスの長さ: 各デバイスの正確な持続時間を測定して、機械が工具の持続時間を即座に補正していることを確認します。
l プローブの階調: キャリブレーションプローブを使用して、ワークピースの正確な位置を確認し、スポットを正しく準備しません。
2 ） プログラミングとソフトウェア
CAMソフトウェア
コンピューター支援製造 (CAM) ソフトウェア アプリケーションの利用は、特定のリソース パスを作成するために実際に重要です。ステップの機能は次のとおりです。
CAD 設計をインポートします。機械加工する部品の 3D スタイルを読み込みます。
加工操作の決定: 荒加工、仕上げ加工、探索などの加工操作のタイプを選択します。
リソース パスの取得: ソフトウェアはツール パスをシミュレートし、効率と信頼性を高めるためにツール パスをすべて改善します。
後処理: ツールパスを CNC が分析できる G コードに直接変換します。
3 ） ツールパスシミュレーション
実際の加工の前に、ツール パスをシミュレーションして、衝突やエラーの可能性を確認する必要があります。このアクションにより、機会を節約し、コストのかかるエラーを防ぐことができます。
4 ） 機械加工作業
ワークの設置：ワークを機械のベッドまたはテーブルに設置することが重要です。適切にクランプされていることを確認すると、加工中に操作の精度を損なう可能性のある動作が確実に防止されます。
プログラムの実行：CNC 機械上で G コード システムを実行するには、加工方法を開始する必要があります。初期段階を注意深く監視することで、すべてが正しく実行されていることを保証し、重要な変更を行うことができます。
工程内モニタリング：機械加工されたコンポーネントの品質に影響を与える可能性のあるリソースの磨耗、装置の共振、その他の問題の兆候を予測するには、加工プロセスの継続的なモニタリングが不可欠です。
1. 精度と表面仕上げの向上。
5 軸 CNC マシンにより、複雑な金型表面でも垂直性を維持する平底フライス盤の使用が可能になります。これにより、加工時間が短縮されるだけでなく、ボールエンドミル加工によって生じるリブ構造が除去され、表面品質が大幅に向上します。切削角度と経路を改善することにより、工具の噛み合いが一定に保たれ、最高の外観とより高い精度が得られます。
2. 手動介入の削減。
この技術により、追加の手作業によるフライス加工や表面領域の洗浄の必要性が大幅に軽減され、労力だけでなく機会も削減されます。また、複数の修正や治具の問題も最小限に抑えられ、精度が向上し、再位置決めエラーも減少します。このレベルの自動化は、製造サイクルをスピードアップするだけでなく、人的エラーを削減し、より安定した高品質を保証します。
3. 柔軟なツールオプション。
はるかに短い切削工具をレンタルできるため、再クランプの必要性がなくなり、実際に 3 軸加工に必要な長い工具の必須の必要性さえなくなります。これにより、完成時間が短縮され、優れた部品の仕上がりが得られます。非常に短いデバイスの使用により、工具のたわみと共振が減少し、その結果、より正確な切断が可能になるだけでなく、デバイスの寿命も長くなります。
4. 複雑な部品を機械加工する能力。
5 軸 CNC 機械デバイスは、タービンブレード、インペラ、さらには整形外科用インプラントなどの機器部品の加工に成功しています。従来の機械加工戦略では、確かに多数のセットアップと治具が必要となり、エラーの脅威が増大するだけでなく、作成の機会も拡大します。 5 軸加工は、これらの詳細な形状を 1 回の作成で管理し、より高い精度と生産速度の加速を保証します。
1. 深キャビティ金型加工。
自動車用金型の製造工程において、3軸マシニングセンターでは装置の拡張が必要となるほか、深穴金型や金型用のリソースホルダーも必要となります。 5 軸加工設備にはスピンドルまたは作業面の回転と振動が組み込まれており、リソース スパンを最小限に抑え、工具とキャビティの壁の破損を回避して、加工効率と表面品質を向上させます。さらに、デバイスの視点を動的に再調整することで、大幅な切りくず排出が促進され、資源へのダメージが軽減され、加工方法がさらに強化されます。
2. 金型側壁の加工。
3 軸加工では側壁面に長いリソースが必要となるため、リソースの耐久性が低下し、破損のリスクも高まります。 5 軸加工により、金型側壁に対する治具の垂直性が維持されるため、作業面の品質が向上し、工具寿命も延長されます。この直立した位置合わせにより、一貫した切削条件が保証されます。これは、厳しい公差を維持し、最高の仕上げを達成するために実際に重要です。
3. 平面曲面加工。
3 軸センターは、領域の高品質を実現するために円形カッターを利用していますが、ゼロ速度の中心線ではカッターが失われ、カビや白カビの領域も弱くなります。 5 軸加工はリソースを傾けて最適な直線速度を維持し、工具寿命とワークピースの表面品質を向上させます。工具に角度を付けると実際に効果的な切削速度が最大化され、その結果、表面がより滑らかになり、工具寿命が長くなります。
4. 散発的な表面仕上げ。
さまざまな曲線や深い溝を備えた散在的な表面積は、5 軸加工機を使用するとより効果的に加工されます。高度な技術により、切断パス全体が最大限に活用され、金型表面のあらゆる部分が美しく加工されます。この機能は、複雑な形状が主流である航空宇宙産業や医療産業で使用される金型にとって特に価値があります。
5. 複数の形状と傾斜穴加工。
5軸加工により、三次元曲面金型や傾斜ギャップに対しても最適な減速角を維持します。デバイスツールの傾斜テーブルにより、正確かつ効果的なギャップ加工が保証され、信頼性が大幅に向上します。このパフォーマンスは、自動車や航空宇宙用途で一般的に見られる複雑な機能や、複数の収束するギャップを生成するために実際に不可欠です。
6. 方向変更のない直線フライス加工。
5 軸制御装置により、方向調整中に工具先端を修復したままにすることができ、加工精度が向上します。 XYZ 軸の自動補正動作により、スムーズで正確なフライス加工が保証されます。このレベルの制御により、工具の位置ずれの可能性が低減され、最終製品が特定の仕様を満たすことが保証されます。
1. 適切なセットアップと校正。
理想的な結果を達成するには、機器の正しいセットアップと校正が不可欠です。これには、機械軸の配置の確認、切削工具の問題の調査、ワーク固定具の信頼性の確認などが含まれます。定期的なメンテナンスと校正により、予期せぬ誤動作を防止し、安定したパフォーマンスを保証します。
2. 切断パスを改善します。
高度な CAM ソフトウェア プログラムを使用して切断パスを最適化することで、加工パフォーマンスが大幅に向上します。ソフトウェア プログラムは加工方法全体を模倣し、考えられる懸念事項を特定するだけでなく、リソース パスを最大化してスカイ カットや工具の摩耗を軽減します。この戦略により、切削工具の寿命が延びるだけでなく、加工時間が短縮されます。
3. 適切なツールを選択します。
作業に適した切削工具と工具ホルダを選択することが重要です。考慮事項には、ワークピースの材質、ワークピース自体の形状の複雑さ、および望ましい表面の外観が含まれます。 5 軸加工専用に設計された最高品質のツールを使用すると、最終製品の品質が大幅に向上します。
4. 加工状態の追跡。
切削圧力、リソースの損傷、スピンドルの振動などの加工条件をリアルタイムで監視することで、加工プロセスに関する有益な洞察が得られます。この情報により、リアルタイムの変更が可能になり、理想的な切断条件を確保し、装置の破損を防ぐことができます。
短いツールを使用します。 工具の長さを短くすると、共振が減少し、損傷が軽減されるだけでなく、表面仕上げも改善されます。
ツールを適切に傾けます。 理想的な直進速度を維持することで、より長い工具寿命と表面積の高品質が保証されます。
手動による干渉を軽減します。 これにより、労力のコストが削減されるだけでなく、個々のエラーが発生する可能性も減少します。
切断パスを最適化します。 ソフトウェアを使用して効率的な切断パスをプログラムし、加工時間を短縮します。
定期的なメンテナンスを実行します。 機器の精度と寿命を確保します。
高度な CAM ソフトウェア アプリケーションを使用します。 リソース パスの最適化と衝突回避が向上します。
リアルタイム追跡を実装します。 加工条件を追跡し、必要な変更を加えるのに役立ちます。
ソフトウェア プログラムの定期的な更新を実行します。 最新のリソースおよび加工戦略との互換性を保証します。
プロセスと結果を記録します。 継続的な改造や効果的なトラブルシューティングのためにファイルを維持します。
1. 初期費用が高い。
5 軸 CNC マシン センターへの初期投資は、従来の 3 軸マシンに比べて高額になります。これには、必要なプログラミングとトレーニングだけでなく、マシン自体のコストも含まれます。ただし、生産効率の向上や人件費の削減などの長期的なメリットにより、初期費用が正当化されることがよくあります。
2. 複雑さの増加。
5 軸 CNC マシンは 3 軸マシンよりも操作が複雑で、熟練したオペレータと高度なプログラミング スキルが必要です。 5 軸加工の能力を最大限に活用するには、指導と継続的な学習が必要です。経験豊富な人材を購入し、定期的なトレーニングを提供することで、この課題を簡単に最小限に抑えることができます。
3. ソフトウェアの互換性。
アプリケーションを成功させるには、CAM ソフトウェアが 5 軸 CNC で動作することを確認することが重要です。ソフトウェアは、正確なリソース コースを作成できるだけでなく、機械加工プロセスを模倣して衝突を回避し、切断条件を最適化する機能も備えていなければなりません。通常のアップデートとソフトウェア プログラム サービス プロバイダーとの提携により、互換性を簡単に保証し、新しいコンポーネントを活用することもできます。
1. 自動化の改善。
人工知能と 5 軸 CNC マシンへの人工知能の統合は、実際にこの分野を再発明しようとしています。これらの最新テクノロジーを使用すると、日常的なメンテナンスの予測を容易に改善し、リアルタイムでリソース パスを最適化し、人的支援を削減できるため、パフォーマンスが向上し、人件費も削減できます。自動化デバイスは、膨大な量のデータを簡単に調べてパターンを特定し、障害が発生する前に予測することもできます。
2. 業界全体での採用の増加。
5 軸 CNC マシンのメリットが明らかになるにつれて、さまざまな業界での採用が実際に増加すると予測されています。これにより、さらなる技術の進歩が促進され、特に小規模な製造業者がそれを利用できるようになります。実際、医療器具製造、航空宇宙、自動車などの業界は、その高精度と複雑な形状により、5 軸加工の導入を先導すると予想されています。
3. IoTとの統合。
5 軸 CNC マシンをモノのインターネット (IoT) と統合すると、記録の調査だけでなくリアルタイムの監視にも役立ちます。この接続により、予知保全が強化され、機器の機能が最大化され、復旧時間も短縮されます。 IoT 対応の機械は、他のさまざまなガジェットやデバイスと簡単に対話でき、全体的な効率を向上させる接続された製造環境を構築できます。
5 軸 CNC マシンは、一般的な 3 軸および直立マシニング センターの制限に対処し、精度、効率、および高い表面品質の向上を実現します。いくつかのビジネス、特に車両に関するその要求は、確かに生産効率を高めるだけでなく、コストも削減します。継続的な技術開発に伴い、5 軸加工がますます重要な機能を果たし、生産における新たな可能性が開かれることは間違いありません。
結論として、5 軸 CNC マシンは現代の生産において実際に不可欠な特性であり、驚くべき最高の品質、コストの最小化、および効率の向上を約束します。標準的な機械加工技術に勝る独自の利点により、今日のペースの速い市場で非常に競争力を維持しようと努めている分野にとって不可欠なものとなっています。
自動車、航空宇宙、医療、またはその他の精密さを重視する業界のいずれであっても、5 軸 CNC マシンを使用すると、大きな優位性を得ることができます。最新の改善点を常に把握し、最適な戦略を実行することで、メーカーは 5 軸 CNC マシンの可能性を最大限に活用し、生産性の向上、製品の高品質の向上、および運用コストの削減を確保できます。
