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の起源5軸CNC加工1950年代にジョンパーソンズによって開発された最初のCNC工作機械にまでさかのぼることができます。それ以来、このテクノロジーは、モーション軸を一度に5つの方向に管理するために開発されてきました。エンジニアは、単にコンピューターを3次元のデザインスケッチで入力する必要があり、ツールは熟練した彫刻家のように機能し、徐々に金属ブロックを複雑なコンポーネントに刻むことができます。
このようなマシンは操作が難しく、高価であるとよく言われていますが、その実用化は想像よりもはるかに広範です。その本当の利点は、単一のクランプでマルチアングル加工を完了することにより、繰り返しクランプに費やされたエラーと労働時間を排除するという事実にあります。
世界で航空宇宙部品と毎日の必需品の両方を生産できるものは何ですか？その勤勉な課題とコストは誇張されていますか？ゼロから始めて、製造セクターのルールを再形成するこのテクノロジーを再学習しましょう。
5軸CNC加工とは何ですか？
5軸の加工の背後にあるアイデアは、ツールが5つの方向に移動できるということです。そのうちの2つも回転します。このタイプの処理は、金属製の原料を彫刻ナイフとして使用することに似た多軸の切断と形成のプロセスに属します。滑らかな表面または複雑な構造が段階的に。
最も快適な部分は、処理中に、従来のアプローチのような部分を繰り返し分解して再調整する必要がないことです。マシン自体が切断角を調整することができ、さらに驚くべきことは、単一のパスで連続的に切断できることです。
たとえば、過去に7〜8回の操作を必要とするタービンブレードなどの高精度部品の機械加工は、5軸の工作機械の円形スライスでカットし、生産性を2倍にすることができます。
コア原理は、3つの重要なポイントに分けることができます。
（1）5方向調整運動
工作機械は、3つの線形軸（前後、左右、上下の動きを担当するx/y/z軸）と2つの回転軸（通常はA/C軸としてマークされている）の組み合わせを使用して、ツールが空間の任意の角度でワークピースにアプローチできるようにします。たとえば、タービンブレードを作るとき、このツールは垂直に切断し、45度を傾けて横に切ることができます。
（2）非フリッピング処理の利点
従来の3軸工作機械は、複雑な部品を処理するときに何度もワークピースの方向を分解して調整する必要がありますが、5軸システム回転軸から処理面を自動的に切り替えます。パノラマカメラでオブジェクトを撮影するのと同じように、被験者を手動で回転させる必要はなく、レンズはその周りのすべての角度をキャプチャできます。
（3）動的同期精度
ツールの切断とワークの回転は、リアルタイムで調整できます。らせん溝などの特別な構造を処理するとき、スピンドルは前方に移動し、ワークピースは一定の速度で回転します。 2つは、ミリメートルレベルで同期されますCNCシステム、そして最終的な成形精度は0.005mmに達する可能性があります。
5軸CNC加工センターの重要なコンポーネントは何ですか？
1.工作機械の主な構造
それは、一般にすべての部品をサポートするために鋳鉄または鋼構造で作られている機器の「スケルトン」として理解することができます。基本フレームが十分に強くない場合、高速切断中に振動するのは簡単で、最終的に部品に寸法偏差を引き起こす可能性があります。
機器を選択するとき、5軸CNC加工サービスプロバイダーは、特に航空チタン合金などの硬い材料を処理する場合、フレームの剛性に焦点を当てます。重いフレームを使用する必要があります。
2. 5つのモーション軸の構造
これが5軸の中核です！以下は、5軸の工作機械モーションシステムの構造的な説明です。
| 動き軸 | 動きの方向 | 関数の説明 |
| x軸 | ワークベンチは、垂直および水平方向に移動します。 | 基本的な機械加工パス、すべてのCNC機器の重要なコアモーション軸を形成します。 |
| Y軸 | X軸に垂直な水平運動。 | X軸と協力して、平面処理範囲を拡張し、2次元処理機能を形成します。 |
| z軸 | ツールは垂直に上下に移動します。 | 加工深度の精度を制御すると、カビの深さの寸法に直接影響します。 |
| A軸 | X軸の周りの回転運動。 | 傾斜した表面加工の要件を満たすために、ワークピースの角度調整を実現します。 |
| b軸 | Y軸の周りの回転運動。 | A軸と協力して、空間処理機能を強化し、工作機械の作業角範囲を拡張します。 |
ねじれたタービンブレードを処理するために、ツールが傾いている間にワークテーブルが回転し、すべてのアークを繰り返し分解して組み立てることなく、すべてのアークをすぐに処理できます。
3.スピンドルシステム
スピンドルシステムは、切断処理を実現するための工作機械のコアユニットであり、速度は毎分数千から数万の回転の範囲です。
- 高速は、細かい処理に適しています（携帯電話の金属シェルの研磨など）。
- 高トルクは、大まかな処理に適しています（鋼部分の深い溝を掘るなど）。
このシステムの選択は、5軸CNCマシニングセンターメーカーのビジネス能力に直接関連しています。通常の3軸機器の12,000rpmスピンドルは、従来の金属切断のみを処理できますが、5軸リンケージマシンセンターで構成された40,000rpmの高速スピンドルは、ミクロプロセス装置の注文に着手できます。医療骨ドリル。
4.CNCシステムとソフトウェア
CNCシステムは、設計図面を操作パネルやプロセッサなどのハードウェア、Siemensなどのブランドの特別なソフトウェアなど、工作機械のアクション命令に変換する責任があります。
ソフトウェアは、5軸リンケージパスを自動的に計画できます。たとえば、インペラーを機械加工するとき、システムはツールとワークピースの間の衝突位置を自動的に回避し、手動調整の難しさを軽減します。このインテリジェントなコントロールにより、初心者は複雑な部品の機械加工を完了しながら、機械加工の精度を確保できます。
5.ツールマガジンとツールチェンジャー
機械加工中にツールを保存し、自動スイッチングを完了します。ミニ5軸CNC加工センターには通常12〜24のツールが装備されていますが、大きな機器を200以上のツールに拡張して、のニーズを満たすことができます。マルチプロセスの機械加工複雑な部品の。 5軸CNC加工サービスが小さなバッチの注文を受け入れると、ツールをすばやく変更することで時間を節約できます。たとえば、アルミニウム合金は朝に作られており、ステンレス鋼は午後に直接切断されます。
6.癒合アクセサリー
- クーラントノズル：材料が過熱して変形するのを防ぐために、切断中に水または油を噴霧します。
- チップコンベア：ワークピースをひっかくのを避けるために、真空クリーナーのように金属の破片をきれいにします。
- 実際のケース：医療機器の工場が見つかりました5軸サービスジョイントプロテーゼを処理するプロバイダーですが、他の当事者はクーラントを適切に調整せず、ステンレス鋼の表面は火傷でいっぱいで、部品のバッチ全体が廃棄されました。
5軸の機械加工で一般的に使用される座標系を設定する方法は？
1.機械加工ゼロポイント位置を決定します
- ツール設定機器またはプローブでワークピースの表面にタッチして、ゼロポイント（ワークピースのコーナーや中央など）として使用する位置を見つけます。
- JSがタービンブレードを処理すると、エンジニアは通常、ブレードルートの底面の中心をゼロポイントとして設定します。
2.データデータを制御システムに入力します
- 工作機械操作パネルでG54（またはG55、G56）を選択し、測定されたゼロポイント座標（x/y/z値）を入力します。
- 注：ターンテーブルを備えた5軸機械工具の場合、回転軸（A/C軸）の初期角度値も入力する必要があります。
3.回転軸の影響を伴う現実
- 5軸の機械加工中に、ワークピースがターンテーブルでひっくり返され、ゼロポイントが移動する可能性があります。
- 解決策：プログラミングソフトウェアの座標系と回転軸をバインドし、システムが位置を自動的に補正できるようにします。
4.座標系を確認します
- プログラムを実行して、ツールが予想どおりワークピースに近いかどうかを観察します。直接カットしないでください！
- 私たちのヒント：再試行する前にZ軸を50mm上げ、それがクラッシュしても心配しないでください。
5.複数の座標系間のスイッチ
同じワークピースを複数の領域で処理する必要がある場合、その後G54の設定上記の手順を繰り返して、G55の別のゼロポイントを設定します。
適用可能なシナリオ：たとえば、キャビティを処理し、同時に金型に穴を開けるとき、異なる座標系を使用すると、ツールを再促進する必要がなくなります。
5軸対3軸：どのように区別しますか？
1.コアの違い
3軸工作機械は、正確な座標画家のようなものであり、X/Y/Zの3つの線形方向（前面と背面、左と右、上下）のみでツールを移動できます。これに基づいて、5つの軸工作機械にはさらに2つの回転軸（通常はA/B軸としてマークされています）があり、これはツールに機械的ジョイントを装備することに相当し、切断中に自由に傾けることができます。
| 寸法の比較 | 3軸加工 | 5軸加工 |
| 動き軸 | x/y/z線形軸。 | A/B回転軸を追加します。 |
| 複雑さの処理 | フラット/シンプルな表面。 | タービンブレードなどの複雑な3次元構造。 |
| 人間の介入のニーズ | 処理の各側には、ワークの手動フリッピングが必要です。 | 完全自動マルチ角切断。 |
| 精度エラー | ±0.1mm。 | ±0.02mm。 |
| 典型的なコスト | $ 70,000- $ 210,000。 | 420,000ドル以上。 |
2.適用可能なシーンの選択
3つの軸を選択してください：限られた予算に適しています（機器価格は30％〜70％安く）、平らな/浅い溝パーツ（携帯電話のシェルなど）、または小さなバッチ制作（複雑なプログラミングはありません）。
5つの軸を選択します。深い空洞構造（エンジンシリンダーブロックなど）、特別な形の湾曲した表面（義歯インプラント）、または超高精度要件（航空宇宙ベアリング）に遭遇すると、5軸は、従来の工作機械が1つのゴーで5-6のクランプを必要とするプロセスを完了できます。
3.効率とコストバランス
5軸工作機械の購入価格は高くなっていますが、その継続的な処理特性は、複雑な部品を処理するときに労働時間の60％以上を節約できます。自動車型。たとえば、アルミニウム合金ターボチャージャーインペラを製造するには、3軸には7日間 + 3の手動キャリブレーションが必要ですが、5軸は完全に自動的に完了するのに2日しかかかりません。
5軸CNC処理技術に最も依存している産業はどれですか？
1.医療産業
- 需要特性：ヒトインプラント（関節や骨板など）は、髪の厚さ（耐性±0.01mm）に匹敵する精度の要件で、患者の解剖学的構造を完全に適合させる必要があり、材料は生体適合性があり、滑らかな表面を持つ必要があります。
- JSの5軸CNC加工サービスの利点：複雑な表面を一度に処理し、患者の個別化されたニーズに基づいてチタン合金関節から多孔質骨インプラントにフルプロセス処理を提供できます。単一のクランプは、特別な形の表面の彫刻を完了し、従来のプロセスでの複数の調整を回避できます。
- 典型的な用途：人工股関節のボールとソケット構造、脊椎固定装置の多孔質表面、および低侵襲手術器具の精密チャネル。
2.電子産業
- ペインポイントソリューション：電子製品は薄さと軽さを実現しますが、ヒートシンクやチップインターフェイスなどの小さなコンポーネントは非常に高い必要があります精度要件（たとえば、携帯電話SIMカードスロットの許容範囲は0.05mm未満でなければなりません）。
- JS技術仕様：アルミニウムシェルの湾曲したチャンファーと内部カードスロットは、5軸の工作機械によって並行して機械加工できます。また、マルチプロセス接続のミスを避けるために、回路基板の位置決め穴も金属表面に刻まれています。
- サンプル製品：ラップトップ統合金属ボディ、5Gベースステーションラジエーター、半導体ウェーハキャリア。
3.カスタマイズされた処理
- 伝統を破壊する：過去には、手動の校正には2〜3週間かかりました。 5軸CNCは、複雑な設計（ギアセットプロトタイプなど）を48時間以内に物理オブジェクトに変換でき、プラスチックから炭素繊維までの材料を処理できます。
- JSのコア値：私たちのエンジニア特別な形の構造の実現可能性をすばやく検証できます。たとえば、自動車粘土モデルは、テスト可能な金属官能部品に直接アップグレードされ、開発サイクルを60％短縮します。
- 典型的なケース：ドローン折りたたみジョイントの1回限りの成形と、カスタマイズされた義歯咬合面の正確な修復。
4.空中宇宙
- 究極の要件：航空機のエンジンブレードの重量が1グラムの減少、マシン全体が年間2トンの燃料を節約します。衛星ブラケットは軽量で放射線耐性の両方でなければならず、トポロジー的最適化構造は血管ネットワークと同じくらい複雑です。
- 5軸CNC加工サービスのしきい値：AS9100航空認証に合格し、ロケットエンジン燃料チャンバーなどの主要なコンポーネントにミクロンレベルの処理を提供し、粉砕の代わりにフライスを実現し、ミラー効果（RA≤0.1μm）を直接粉砕することさえできます。
- 当社が処理した製品：宇宙船燃料ノズル（最大1ミクロンまでの精度）、ウィングスポイラー湾曲翼、ロケットエンジンノズル冷却チャネル。
5軸機械加工のコストを削減する方法は？
1.工作機械の価格に注意を払ってください
5つの軸CNC工作機械の価格は複数の要因の影響を受け、通常のモデルは通常数十万ドルのコストがかかりますが、ハイエンドの構成は数百万ドルを超える可能性があります。この価格の変動は、主にブランドのポジショニング、処理範囲、技術的構成、および自動化の程度に依存します。
中規模の機器を例にとると、基本的なモデルの引用は100,000〜200,000米ドルの範囲に集中していますが、処理ストロークを拡張したり、インテリジェントな監視モジュールを追加する必要がある場合は、全体のコストが2倍になる場合があります。
5軸CNC加工UKフィールドの企業は、環境温度によって引き起こされる変形を自動的に修正でき、特に高精度に適している熱補償システムを備えたモデルを選択する傾向があることは注目に値します。カビ製造。
2.コアコスト構成
工作機械の鋳造のベッドは、総投資の約25％〜30％です。この部分は、衝撃吸収能力を改善するために樹脂砂鋳造プロセスを採用する傾向があります。ただし、コストに実際に影響する限り、モーションコントロールシステムのコアコンポーネントに結び付けられています。この輸入された精密ローラーガイドレールは、国内のレールの3倍の価格になる可能性がありますが、±0.003mm安定性の繰り返し位置の精度を維持できます。
現在、5軸CNC加工センターを最近販売していることを検討している人については、注意してください。ダイレクトドライブ回転テーブル装備機器の中古機器のプレミアムレートは、通常800°/sまで回転できるため、15％を超えています。これにより、の効率が大幅に向上します。表面処理。
3.ソフトウェアシステムの選択
適応機械加工機能を備えた制御システムは、基本バージョンよりも約20％高価ですが、切断パラメーターを自動的に最適化し、ツール寿命を30％拡張できます。自動ツール変更システム（24ステーションツールマガジンなど）が追加された場合、機器コストは80,000〜120,000米ドル増加しますが、このタイプの構成により、大量生産のツールの変更時間が10秒未満に短縮される可能性があります。
英国製造協会の統計によると、モジュラー設計の5軸デバイスにロボットアームを追加するコストは、マシン全体を直接購入するよりも40％低くなっています。当社の実際の動作では、5軸工作機械は、全体の効率を45％以上改善できます。クランプ時間。
たとえば、航空機のエンジンブレードを加工する場合、従来のプロセスには5つのプロセスが必要ですが、5軸機器は単一のクランプで完了することができます。 1,500ポンド以上の単価の精密部品の場合、これは、生産される1,000個ごとに10,000ポンド近くの材料損失を回避できることを意味します。
4.コスト制御の提案
- コンポーネントミックスとマッチ戦略：軽量アルミニウム合金は、非負荷を含む構造に使用され、主要な伝送コンポーネントはインポートされた構成を保持します。
- 購入の機会をつかむ：一部の英国の機器メーカーは、四半期の終わりに限定時間の割引を開始します。最近の5軸CNCマシニングセンター販売イベントでは、標準モデルの価格が12％下落しました。
- フェーズベースのインテリジェンス：最初は基本的なセンサーシステムを構成し、後の段階で徐々にモノのプラットフォームに接続します。
- 地域のコラボレーションモデル：MEの近くでいくつかの適切な5軸CNC加工を選択して、テクノロジーセンターを共同で構築し、高価値機器を使用する権利を共有します。
適切な5軸CNC加工サービスを選択する方法は？
1.機器のハードウェアを見てください
メーカーに、機器が使用されている機械のブランド（ドイツのDMGや日本のマザックなど）、および機器が何年使用されているかを直接尋ねます。として確立されたメーカー、私たちは通常、10 5以上の軸CNC加工センターを持っています。これは、同時に大規模な注文と緊急の注文を受け入れることができます。
スピンドル速度（少なくとも12,000 rpm）のチェックと位置決めの精度（できれば±0.005mm以内）に焦点を当てます。アルミニウム合金とチタン合金を処理するための機械構成は非常に異なります。
2.技術的な強さをテストします
医療機器や航空障害の共同表面など、同様の部品処理ケースを確認する必要があります。処理プロセスのビデオを提供し、ワークショップが現場で±0.01mmの超高度許容範囲をどのように処理するかを確認することさえできます。
3.コンパアサービスの柔軟性
テスト応答速度：見積もりを取得するのにどれくらいの時間がかかるかを確認するための簡単な図面を送信し、JSのプロのチーム24時間以内にプロセス計画にフィードバックします。
最小注文数量を求めます。また、大小のバッチ処理カスタマイズサービスも提供しています。図面が複雑であっても、24以内に応答できます。
4.包括的なコストを計算します
サプライヤーが提供するコストの詳細を確認し、品質検査プロセスの数と、ツール設計に追加料金があるかどうかに特に注意を払う必要があります。
契約書に署名する前に隠されたコストを確認します。たとえば、特別な素材（Peek Plasticなど）に必要な余分なお金の量、および図面を変更するための追加料金があるかどうか。
まとめ
5軸CNC加工技術は、特に部品の詳細と表面治療効果の正確な制御において、複雑な部品の製造において利点があります。普通よりも機器を購入するのに多くの費用がかかりますが処理装置最初は、実際には長い間使用した後、非常に費用対効果が高くなります。処理時間を大幅に短縮することができ、生産された部品の適格なレートも高く、後でリワークと修復のケースが少なくなり、全体的なコストが実際に削減される可能性があります。
製造業をアップグレードする過程で、多くの企業は、実際に処理の精度に関連する技術的な困難に遭遇しています。困っている企業は連絡できますJSカンパニー。無料の処理ソリューション相談を提供し、カスタマイズされた制作の提案をすばやく送信します！
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FAQ
1.特に5つの軸結合とはどういう意味ですか？
5軸リンケージとは、x/y/z線形軸とA/B回転軸の同期的な動きを指し、そのため、ツールは最適な切断角を継続的に維持し、複雑な湾曲した表面の単一のクランプと形成を実現できます。
2. 3軸よりも機器はどれくらい高価ですか？
5軸機器の価格は、通常、構成の精度に応じて、3軸の価格の3〜5倍で、約210,000〜700,000米ドルです。
3.なぜインペラーブレードを処理するのに適していますか？
5軸リンケージは、ツール角度を調整し、複雑な湾曲した表面とインペラの薄い壁処理を1つのクランプで完成させ、精度を確保し、干渉を避けます。
4.オペレーターにはどのようなスキルが必要ですか？
5軸動作には、CNCプログラミング、システムデバッグ、ツール管理、衝突防止、3D描画分析を習得する機能が必要です。
リソース
