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硬い金属片は、精密機械工具の制御下で柔軟に調整し、柔軟に調整できます。切削工具は、必要な側面から切り取ることができ、切断は非常に正確です。このように、少しずつ、金属は最終的に精密な航空機の部分、医療用の爪、さらには絶妙な彫刻になります。
これが力です5軸CNC加工！これは、複雑な形状を作成し、それらを正確にし、迅速にする上での最新の製造のトップレベルを表しています。ただし、5軸CNCマシニングサービスができることを詳しく見てみましょう。
5軸CNC加工とは何ですか？
簡単に言えば、5軸CNC加工は、より高度なCNCミリングテクノロジーです。私たちがよく知っている3軸および4軸のフライス加工マシンのように、高速回転ツールを使用して、材料を目的の複雑な形状に切り分けます。
最も一般的ですCNCミリングマシン工場では現在、主にツールに依存しており、3つの線形方向（前面と背面、左と右、上下）で動作しています。この3軸機械工具は、単純な構造と低コストの部品を作るのに非常に便利ですが、その容量は限られており、複雑な形状を作ることはできません。
5軸CNC加工ははるかに強力です。当社のオペレーターは最初にCAMソフトウェアを使用して、複雑な機械加工アクションを、部品の設計図に基づいて工作機械が理解できる詳細な指示（いわゆるGコード）に変換します。
これらの指示を受け取った後、5軸CNC加工は、これらの3つの線形方向にツールを移動し、ワークピース自体またはツールを2つの追加角度で回転させることができます。これは、機械加工中に2つの柔軟なジョイントを持つことと同等であり、ツールがほぼすべての方向からワークピースに接触できるようにします。
5軸CNC工作機械の重要な利点は何ですか？
今日、精密な部品処理のニーズの半分以上には、5面の処理が含まれており、製造ワークショップにおける5軸の工作機械の人気を直接促進しています。従来の3軸処理、5軸と比較してくださいCNC加工サービス複数の次元で重要な利点を示します。
1.複雑な処理を完了するためにクランプを装備します
5軸工作機械には、5つの方向の動き（3つの線形軸と2つの回転軸）があります。最大の利便性は、ワークを一度クランプして修正する必要があることであり、工作機械は残りのすべての複雑な処理手順を単独で処理し、完成した部品を直接作成できることです。
これは、3つの軸機械工具とはまったく異なります。複雑な形状を作成するとき、3つの軸工作機械では、多くの場合、ワークピースを取り外したり、裏返したり、角度を変更して数回再び回復する必要があります。
その結果、複雑な部品をより迅速かつ安価にし、複数のクランプによって引き起こされるエラーを回避し、完成品の信頼性が高くなります。
2.ショートツールアプリケーションと優れた表面品質
5軸工作機械を使用すると、ワークまたはツールを使用すると、角度を柔軟に回転させ、処理領域をスピンドルに近づけます。
専門的な利点：短くて強い切削工具を使用できます。短いツールは、剛性と固有周波数が高く、切断振動を効果的に抑制できます。
直接的な効果：大幅に改善します表面仕上げワークピース（RA値が低い）のうち、その後の研磨の必要性を減らし、ツールの寿命を延ばしながら、より高い切断パラメーター（供給、切断の深さ）を達成します。
3.繊細で困難な部分を処理します
5軸工作機械はより柔軟であるため（5軸は調整で移動できます）、3軸の工作機械よりも本質的に正確です。
コア機能：これは、部品のより滑らかな表面だけでなく、さらに重要なことに、非常に複雑な製造能力のロックを解除することを意味します幾何学的な部分。このような部品（インペラ、積分刃、複雑なカビの虫歯、生物医学インプラントなど）は、3軸機で処理することが不可能な場合や、処理効率が非常に低く、精度を確保するのが困難なことがよくあります。
4.より多くのタイプの注文を受け入れることができます
5軸処理機能は、航空宇宙、高級医療機器、精密金型、エネルギー機器などの高精度の製造分野への主要な入り口になりました。経済的かつ効率的に完了できない部品を処理できます。また、3軸または3+2の位置決め処理に依存して、まったく達成できないこともできます。
プログラミングから完成品までの5軸の機械加工の特定のステップは何ですか？
5軸CNC工作機械は、他のCNC工作機械と同様に、コンピューターの指揮下で動作します。依存していますコンピュータープログラミングツールの動きとワークの動き（またはターン）を正確に制御します。プロセス全体を3つのステップに分けることができます。
ステップ1：パーツのデジタルモデルを描きます
当社のエンジニアは、最初にプロフェッショナル3D CADソフトウェアを使用して、コンピューターで作られる部品を慎重に描画します。このデジタルモデルは、その後のすべての作業の基礎です。
ステップ2：設計図を工作機械の操作マニュアルに変えます
描画されたCADモデルは、CAMソフトウェアにインポートされます。
CAMソフトウェアの役割は非常に重要です。
- 部品の形状に応じてツールが取るべきルートを自動的に計画します。
- 複雑な機械加工作用を言語に変換します工作機械Gコードを直接理解できます。
- このGコードは、工作機械のツールにX、Y、Zの3つの線形方向に移動する方法を指示します。また、同時に、ワークテーブル（またはスピンドルヘッド）をA軸とB軸（または他の回転軸の組み合わせ）の周りを回転および傾けるように指示します。
キーはここにあります：5つの軸（x、y、z線形軸 + A、b回転軸）の動きは同期して調整されているため、ツールは最良の角度で複雑な形状をカットできます。
ステップ3：工作機械は図面に従って構築され、一度固定されています
生成されたGコードは、5軸CNC工作機械の制御システムに入力されます。
工作機械は、指示に従って厳密に移動します。ツールは空間で柔軟に移動し、ワークは常に角度を調整しています。
最大の利点は、これらの5つの軸の自由を使用すると、ワークピースは1回、工作機械で固定して固定する必要があり、5つの面またはさらに複雑な形状を所定の位置に処理できます。
結果は次のとおりです。
- 時間を大幅に節約し、繰り返しの分解と再配置の問題を排除します。
- コストを削減し、労働と機械の時間を短縮します。
- 部品はより正確に作成され、原因となる可能性のあるエラーを回避します複数のクランプ。
注：工作機械の特定の速度と回転方法は、構造タイプ（ターンテーブルの回転やスイングヘッドの回転など）と工作機械の構成によって異なります。
他の機械加工の代わりに5つの軸加工を選択するのはなぜですか？
5つの軸の機械加工と他の技術のいずれかを選択するには、慎重に検討する必要があります。心配しないでください、あなたが彼らのコアの違いを理解しているなら、それははるかに簡単に選択するでしょう。最も一般的な2つの「ライバル」の比較に焦点を当てましょう。
1。5軸対3+2軸（インデックス作成の機械加工）
多くの人は簡単に混乱します。名前には5つの軸がありますが、作業方法は非常に異なります！
5軸（真の5軸）：
コア機能：機械加工中に、5軸（x、y、z線形軸 + A、b/c回転軸）が同時に、連続的に、調整されています（専門的にはRTCP/ツールチップに続いて機能します）。このツールは、移動中に角度を調整し、複雑な表面を非常にスムーズに切断できます。
利点：
- より速い速度：一時停止なし、ワンステップ、連続機械加工に適しています複雑な表面（インピーラー、タービンブレードなど）。
- 表面の品質の向上：連続的な動きは、より滑らかな表面をもたらします。
- より複雑な作業を行うことができます：これらの複雑な空間表面を本当に処理します。
- フィクスチャはよりシンプルでお金を節約します。1つのクランプで十分で、フィクスチャコストは低くなります。
3+2軸（5軸/インデックス処理の配置）：
コア機能：基本的に3軸処理の高度なバージョンです。最初にワークピースを2つの回転軸（a/b）で固定角度に回転させ、ロックし、次に3つの線形軸x、y、zのみを使用して、通常の3軸機械工具のようにミルします。 1つの角度を完了すると、次の角度（インデックス作成）に回転し、処理をロックします。動きは段階的です。
利点：
- プログラミングは比較的簡単です。3軸プログラムに角度位置を追加することとして理解できます。
- 平面/単純な傾斜面の処理に適しています：たとえば、ワークピースの異なる方向の複数の平面または穴を処理するケーシングとボックスパーツ）。
- 通常、工作機械のコストは低くなります。工作機械のモーション制御の要件はそれほど高くありません。
短所：
- 遅い速度：角度を変更するたびに、停止、回転、ロック、再起動する必要があります。
- 複雑な連続表面を作成することはできません：角度がロックされ、ツールは垂直または固定角でのみカットすることができます。
- 表面にジョイントがある場合があります。異なる角度処理領域の接合部は完全ではない場合があります。
5軸対3+2軸
| 特性 | 5軸 | 3+2軸 |
| 運動の形態 | 5つの軸の調整された動きを同時に、連続的に。 | 最初に角度（ロック）を見つけてから、3軸の機械加工を実行します。 |
| スピード | 高速（一時停止せずに連続）。 | 遅い（分割の一時停止が必要）。 |
| プログラミングの複雑さ | 高（干渉を考慮して、プロのカムが必要です）。 | 中程度の低値（3軸+角度と見なすことができます）。 |
| フィクスチャコスト | 通常は低い（シングルクランプ）。 | 可能性の高い高（多角的なサポートを考慮して）。 |
| 機器のコスト | 通常は高くなります。 | 通常は低くなります。 |
2。5軸CNC加工と3D印刷
基本的な違い：
| カテゴリ | 5軸CNC加工 | 3D印刷 |
| 製造原則 | 減算的な製造（切断と形成）。 | 添加剤の製造（レイヤーによる層スタッキング）。 |
| コアの違い | 切断用の切削工具の物理的な接触に依存し、ツールのアクセシビリティによって制限されます。 | ツール干渉の制限はありません。複雑な幾何学的形状の無料構造。 |
5軸CNC加工：
利点：
- 高い材料強度：エンジニアリング材料（金属、プラスチックブロック）を直接使用すると、機械加工部品の性能は材料自体の性能であり、通常は添加物部品のパフォーマンスよりも優れています。
- 上部精度と仕上げ：特に寸法精度と表面仕上げ（RA値）、ほとんどの3D印刷をはるかに超えています。すべてのサイズ（小さな部品から大きなワークピースまで）。ミニ5軸CNC加工センター高精度と複雑な湾曲した表面を持つ小さな部分のマイクロマシングに特に優れています。
- 成熟して効率的な（バッチ）：中から大規模なバッチ生産、高速、安定した品質に適しています。
短所：
- 設計制限：ツールは触れることができる場所でのみ処理でき、複雑な空洞と非常に複雑なトポロジー構造は、特別なプロセス（EDMなど）を作成または必要とするのが難しい場合があります。 MINI 5 Axis CNC Machining Centerは、比較的小さなワークピースを処理できます。
- 材料廃棄物：切断は廃棄物（チップ）を生成します。
- フィクスチャ/プログラミング：クランプと複雑なプログラミングが必要です。
3D印刷：
利点：
- 設計の自由：複雑な構造（内部空洞、統合アセンブリを含む）は、ツール制限なしで製造できます。
- アジャイル生産：プロトタイプ/小型バッチのカスタマイズに適したフィクスチャは不要です。材料利用率は90％を超えています。
- 効率的な反復：金型の制約なし、設計の変更の迅速な検証。
短所：
- パフォーマンスの制限：層間結合は鍛造よりも弱く、異方性があり、疲労パフォーマンスは低いです。
- 限られた精度：表面の品質を改善するには、後処理が必要です（サンドブラスト/CNC仕上げ）、大きなサイズは、反りと変形の傾向があります。
- 経済効率の低下：金属印刷機器のコストは70万ドルを超え、1時間ごとの印刷料金は1000ドル近く、1つのピースに必要な時間は長すぎます（たとえば、航空宇宙部品は一般に24時間を超えます）。
コアニーズに基づいて選択します。
- 高強度、高精度、高表面高品質の金属またはプラスチック部品を作成するために、5軸リンケージが最初の選択です。
- 多方向の平面/穴がある部品の場合、3+2軸はより経済的で効率的である可能性があります。
- 非常に複雑なデザインの場合、小さなバッチ、プロトタイプ、または従来の方法では作成できない内部空洞構造である3Dプリントは非常に適しています。
- 大規模な生産の場合、5軸または従来の3軸/多軸は通常、より効率的でコストがかかりません。
どの部品が5軸CNC加工センターを使用する必要がありますか？
1.コンプレックス湾曲した表面部品
典型的な代表者：ブレード、インペラ、航空機エンジン/ガスタービンの積分ブレードディスク、高精度注入の空洞/ダイキャスティング金型（自動車カバー、家電、シェル金型など）、複雑なヒトインプラント。
解決：
- 深い空洞や負の角度などのツール干渉の問題を解決します。ワークテーブルを回転させるか、スピンドルヘッドをスイングすることにより、ツールは常に最適な角度で加工された表面に近づくことができます。
- 5軸リンケージ（5軸を同時に移動）は、ツールセンターポイントまたはツールチップポイントを複雑な湾曲した表面経路に沿って正確に移動させ、より良い表面仕上げを得てステップ残留を排除できます。
- 表面処理は、繰り返しの位置決めエラーを避けるために、1つのクランプで完了します。
2.マルチ方向の特徴部分
典型的な代表者：複雑なエンジンシリンダーブロック/シリンダーヘッド、ギアボックスハウジング、精密医療機器ハウジング/ブラケット、航空宇宙構造部品（翼のrib骨、関節など）。
解決：
- ワークテーブルを回転させることにより、ワークピースの表面は、処理に便利な位置に簡単に調整でき、マルチアングルホール/スロット/プレーンを処理できます。
- 表面の特徴（±0.01mmレベル）の位置精度を維持します。
- クランプおよび調整時間の50％以上を節約します。
3.変形しやすい壁の壁
典型的な代表者：航空機の長いスパーと翼の梁、薄壁のタービンシェル、深い空洞型のrib骨、電子機器の熱散逸シェル。
解決：
- ワークピースに対するツールの切断角度を調整して、メインの切断力がより良いワークピースの剛性の方向に向けられるようにします。
- より短くてより厳格なツールを使用して、処理の効率と品質を向上させます。
- 側ミリングプロセス変形のリスクを70％以上減らします。
4.Ultra-High Precisionコンポーネント
典型的な代表者：精密光レンズ金型（特に非球面表面）、高精度ギア、および航空宇宙の主要な負荷を含むコンポーネント。
解決：
- 非常に正確な部分の場合、ミクロンレベルの繰り返しポジショニングエラーでさえも受け入れられません。 5軸の加工により、マルチプロセスクランプのエラー蓄積が排除されます（エラーチェーン<3μm）。
- 5軸CNC加工センターは、ラフ化や仕上げ、表面/ホールシステム処理など、20を超えるプロセスを効率的かつ正確に完了できる唯一のものです。
- RA0.4以下の鏡と非球面精度の要件を満たします。
5軸加工の加工サイクルを短縮するにはどうすればよいですか？
1.プログラミングとツールパスを最適化します
プログラミング中にインテリジェントカムソフトウェアを頻繁に使用して、ツールパスを可能な限り簡素化し、アイドルツールの実行時間を短縮します。たとえば、5 Axis CNC Machining UKは適応型切断機能を使用してツールを全負荷に保ち、効率は20％以上増加します。
2.フィクスチャのデザインを引き出します
モジュラーフィクスチャーまたはゼロポイントポジショニングシステムを使用すると、ワークピースを変更するときに位置を繰り返し調整する必要はありません。たとえば、私の近くの5軸CNC加工により、常に標準化されたツーリングプレートがあり、クランプ時間は5分未満に圧縮できます。これは、従来の方法の2倍の速さです。
3.加工パラメーターを調整します
材料の特性に応じて、フィードと速度を大胆に増加させます。JSの実際のデータダイナミックミリングテクノロジーでアルミニウム合金を切断すると、飼料速度がツールを損傷することなく通常の速度の1.5倍まで増加させることができ、機械加工サイクルが自然に短縮されることを示しています。
4.ツールの変更の数をリデーブします
事前にプロセスを計画し、同じタイプの処理を集中します。テストを実施しましたが、ラフ化と仕上げをバッチに分離することにより、全体の効率が18％増加し、ツール寿命が延長されることがわかりました。
5軸CNC加工の課題は何ですか？それらを解決する方法は？
1.不全プログラミングと低断層トレランス
難易度：XYZ軸 +デュアル回転軸の動きを同時に制御し、ワーク/フィクスチャの動きを避け、パス計画は混乱しやすい3次元迷路に匹敵します。
対策：
- 私たちは通常、専門家を使用しますCAMソフトウェアアンチ衝突検出機能が組み込まれているツールパスを自動的に生成します。
- コンピューターの空の実行シミュレーション：プログラムは、3Dカットシミュレーションによって検証する必要があります。
- 分解と処理手順：3軸の粗い機械加工 + 5つの軸仕上げキーパーツの仕上げ。
2.機器の投資に対する高圧
現在の状況：新しい輸入された5軸CNC加工センターの価格は一般に200万を超え、国内モデルも800,000から始まります。
購入戦略：
- 中古市場のゴールドラッシュ：通常のチャネルから90％の新しい機器に注意を払うと、価格は30％〜50％削減できます（ターンテーブルの精度をチェックすることに焦点を当てます）。
- ビジネスマッチングの原則：医療/航空宇宙などの付加価値の高い注文を優先し、3軸の大まかな作業を行うために5つの軸工作機械を使用しないでください。
- 長期的な経済的アカウント：複雑な部品は単一のクランプで処理でき、3〜5プロセスを節約するコストを考慮する必要があります。
3.衝突のリスクが高くなります
- ツール検査が必要です。ツール設定機器を使用して、ツールの長さを確認します（±0.01mm以内のエラー）。
- テスト実行手順：新しいプログラムは、最初に10％速度で実行し、緊急停止ボタンに手を置いて待機する必要があります。
- ハードウェア保護：オプションのレーザー防止防止システム、障害物に遭遇したときに0.1秒で自動シャットダウン。
4.精度制御
精度保証の3つのキー：
- 毎月の検査：BallBarを使用して、工作機械の5軸リンケージ精度を検出します。
- リアルタイムの補償：熱変形補償関数をオンにします（に焦点を当てますスピンドル温度コントロール）。
- ツール管理：ワイヤレスプローブを装備して、ツール長データを自動的に更新します。
特別なリマインダー：最近、販売のための多数の修正された5軸CNC加工センターが中古市場に登場しました。ロータリーテーブルのワームギアの摩耗をチェックすることに焦点を合わせ、改装されたマシンでピットしないことをお勧めします。初心者がRTCP関数を持つモデルを選択することをお勧めします。これは、回転軸によって引き起こされるツールオフセットを自動的に補正できます。
まとめ
5軸CNC加工は、複雑な部品の製造を解除するための重要な技術です。エンジニアの複雑なアイデアを、5つの軸（3つの翻訳 + 2回の回転）の絶妙なリンケージを通じて、エンジニアの複雑なアイデアを現実に正確に変換します。
専門家として5軸CNC加工センターメーカー、JSは、安定した信頼性の高い機器を提供するだけでなく、顧客のニーズに応じて完全な処理ソリューションセットをカスタマイズすることもできます。金型の製造から精密な部品処理まで、300社以上の企業が送達時間を短縮するのを支援し、複雑な部品と1回限りの成形のハードコア強度を真に達成しました。
免責事項
このページの内容は、情報提供のみを目的としています。JSシリーズ情報の正確性、完全性、または妥当性に関して、明示的または黙示的な表明または保証はありません。サードパーティのサプライヤーまたはメーカーが、Longshengネットワークを介してパフォーマンスパラメーター、幾何学的許容範囲、特定の設計特性、材料品質と種類または仕上がりを提供することを推測すべきではありません。それは買い手の責任です部品の見積もりが必要ですこれらのセクションの特定の要件を特定します。詳細については、お問い合わせください。
JSチーム
JSは業界をリードする会社ですカスタム製造ソリューションに焦点を当てます。私たちは5,000人以上の顧客と20年以上の経験があり、高精度に焦点を当てていますCNC加工、板金製造、3D印刷、射出成形、金属スタンピング、その他のワンストップ製造サービス。
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詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください。www.cncprotolabs.com
FAQ
1. 5軸の工作機械はどのようにツールを移動しますか？
5軸の工作機械は、XYZ線形軸と2つの回転軸を使用して、ツールが5つの方向と複数の角度で柔軟に移動し、複雑な表面を効率的に処理できるようにします。
2.回転軸の役割は何ですか？
回転軸は、ツールまたはワークの角度を調整して、多面的な処理を実現し、繰り返しのクランプを減らし、複雑な部品の処理精度と効率を改善します。
3.5軸処理には特別なプログラミングが必要ですか？
はい、ツール角度と回転軸リンケージを正確に制御し、衝突を避け、処理パスを最適化して複雑な表面の効率的な形成を確保するために、マルチ軸CAMソフトウェアプログラミングが必要です。
4.ツールとワークピースの間の衝突を避ける方法は？
CAMソフトウェアを使用してパスをシミュレートし、安全エリアを設定し、ツール角度とフィード速度を最適化し、干渉を避けるために回転軸の動き軌跡をリアルタイムで監視します。
リソース
