5 軸 CNC 加工のメリットと設計のヒント

5 軸 CNC 加工のメリットと設計のヒント

の 5軸CNC加工 ここでいう機械加工とは、工作機械に少なくとも 5 つの座標軸（直線座標 3 つと回転座標 2 つ）があり、コンピュータ数値制御システムの制御下で同時に加工できることを意味します。このような5軸リンケージ CNC加工 一般的な3軸リンクCNC加工と比較します。

5 軸 CNC 加工の利点は次のとおりです。

1) 3軸CNC工作機械では加工できない、または1回のクランプで加工を完了することが難しい、連続した滑らかな自由曲面を持つ部品の加工が可能です。

例えば、航空宇宙エンジンや蒸気タービンのブレード、船舶のスクリュープロペラ、特殊な曲面や複雑なキャビティや穴などを備えた多くのシェルや金型の3軸加工など CNC 工作機械では、工具ワークピースのため、加工中にポーズ角度を変更することはできません。ある程度の自由度を加工すると干渉や加工不足が発生する（つまり加工できない）場合があります。5軸連動工作機械で加工する場合、加工中に工具とワークの位置や角度をいつでも調整できるため、工具とワークの干渉を回避し、あらゆる加工を行うことができます。一度に完了します。

2) 自由曲面の加工精度、品質、効率を向上させることができます。

例えば、3軸工作機械で複雑な曲面を加工する場合には、ボールエンドミルがよく使われます。ボールエンドミルは点接触で形成されるため、切削効率が低くなります。また、加工中に工具や作業場の角度を調整することはできません。ボールエンドミルの切削に最適な切削点 (つまり、ボールエンドの線速度が最も高い点) であり、切削点が回転中心線上に位置する場合があります。ボールアイスドラゴンナイフはゼロに等しい。このとき、不当な切削効率は非常に低く、加工面の品質は著しく低下し、手作業による修正が頻繁に必要となるため、精度が失われる可能性があります。加工には5軸工作機械が使用されます。工具ワークの位置・姿勢を随時調整できるため、不公平が生じず、工具の最適な刃先を活かして切削したり、線接触形成スパイラルエンドミルなどの加工も可能です。点接触成形のボールエンドフライスに代わり、工具とワークの姿勢角をさらに最適化することで、より高い切削速度と切削線幅を得ることで均一なミーリング加工を実現します。より高い切削効率などを得る 同じ自由曲面を一定の姿勢角と最適化された姿勢角でフライス加工した場合の効果の例として、良好な加工面品質が図に示されています。ポーズ角一定のブレードミーリング（スターツ法）は、姿勢角最適化ブレードミーリング（Pミーリング法・スター社特許）に比べて面粗さが一段低く、加工時間も前者より短くなります。後者は 30 ～ 130% 増加します。

表面品質グレードの平均Ra値はN81.6-3.2um、N70.8-1.6um、N60.4-0.4umです。

3) 5軸加工機の構造上の特徴

5軸加工機と一般的な工作機械の最大の違いは、通常の工作機械の3軸の直線座標軸に加えて、少なくとも2軸の回転座標軸を持ち、5軸連動で加工できることです。 。

5 軸加工工作機械の違いは、垂直点と水平点に加えて、主に 5 軸の動作の構造と 5 つの動作の配分 (構成) にあります。一般に、5 軸工作機械には 3 つの構造タイプと 3 つの動作構成方法があります。これら 2 つの組み合わせにより、9 つの可能な 5 軸構造タイプが得られます。

そのため、複雑な構造の部品を 1 つの水平線で作成することはできず、分割や溶接は受け入れられないため、5 軸 CNC フライス加工を使用する必要があります。