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5軸加工の特徴とは?CAMのおすすめ製品と2種類の加工方法

2019年08月16日(金) 更新

複雑な工作物を制作したい場合、加工軸が少ない工作機械だと、頻繁に部材の固定角度を変える必要があり、できあがりの工作物の精度に影響を与える恐れがあります。複雑な工作物において高精度を維持したい場合は、5軸加工が必要不可欠です。ここでは、5軸加工の基礎知識や、5軸加工におけるメリット、そして5軸加工の種類と併せて、5軸加工に対応しているおすすめのCAMについて、ご紹介いたします。

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5軸加工とは?

5軸加工の特徴

一般的に工作機械の分野では、X軸・Y軸・Z軸の3軸を使った3次元加工が主流となっていました。もともとは、穴あけなどの1軸加工から始まり、平面での2軸加工を経て進化してきたのです。5軸加工では、X軸・Y軸・Z軸の直線軸に回転軸と傾斜軸の2軸を追加した機械(加工機)で加工することをいいます。

5軸加工においては、この回転軸と傾斜軸がキーポイントです。この2軸の使い方によって2種類の加工方法に分類されます。従来のX軸・Y軸・Z軸の3軸のみの加工と比較して、5軸加工ではより柔軟な加工ができるため、多くの分野で注目され、実際に導入が進んでいます。

5軸加工のメリット

5軸加工を行うメリットというのは、大きく分けて次の3つが挙げられます。

  • ・加工時間を短縮できる
  • ・周速ゼロ点を回避できる
  • ・加工コストの削減が期待できる

加工軸が少ないと、一度に作成できる加工機データは限られてしまいます。そのため、工程を細かく分解して、定期的に部材の角度を変えながら加工していく必要があるのです。工程ごとのツールパスが必要となり、それに合わせてNCデータも増えていきます。問題やトラブルが引き起こされる原因となる上に、全ての工程を終わらせるためには、かなり時間がかかってしまうでしょう。5軸加工で、1回の段取りで多くの部分を加工することができるので、作業を高速化させて短時間で目的の形状を作り上げることが可能です。

また、ボールエンドミル加工などを行う場合、3軸加工では工具先端の周速ゼロ点で加工されてしまいます。面粗度や加工精度が悪くなる要因の一つでありますが、5軸加工ではボールエンドミルを傾斜させることが可能なため、周速の高い部分で加工することができるでしょう。

そして、さまざまな角度で切削などを容易にすることができるので、3軸加工で必要だった特殊工具や専用治具を使用する必要性がなくなります。余計な工具を購入せずに済むため、加工コストを削減することが期待できるでしょう。

5軸加工の種類

割り出し5軸加工

割り出し5軸加工とは、加工の際にはX軸・Y軸・Z軸の3軸だけ稼働させて、回転軸と傾斜軸の2軸は、加工前に任意の角度でテーブルや台を操作・回転させて、固定して加工を開始させる加工方法をいいます。

工作機械設備の一つであるマシニングセンタが導入された当初より行われてきた加工方法であり、ワンチャッキングでさまざまな方向から加工をすることができるため、これまでの3次元加工に比べて、格段に段取り替えの工数の削減を実現しました。割り出し5軸加工では、工数削減だけではなく、非常に高精度な仕上げ加工や部品加工ができるということでも評判が高いです。さらに、剛性も高いことから現在においても多くの需要があります。

同時5軸加工

割り出し5軸加工では、X軸・Y軸・Z軸の3軸だけ稼働させて、残りの回転軸と傾斜軸は、任意で回転させて使うのですが、同時5軸加工は、X軸・Y軸・Z軸・回転軸・傾斜軸を同時に動かす加工法となっています。事由に工具の角度を変えることができるので、3次元(3D)局面加工などでも重宝するでしょう。特に、正面から見た時に書こう面が隠れるような形状の製品を加工したい場合でも、同時5軸加工であれば、加工作業を自動で簡単に行うことが可能です。工具の干渉を効率よく回避しながら、継ぎ目の少ない加工を実現できるというメリットがあります。

5軸加工に対応しているフアクトのおすすめCAM

フアクトでは、5軸加工に対応しているCAMソフトとして、「FeatureCAM」をおすすめしています。FeatureCAMの主な製品仕様は次の通りです。

製品名:FeatureCAM

機能・特徴:Premiumで位置決め5軸、Ultimateで同時5軸加工が設定することが可能です。FeatureCAMでは、2次元や3次元加工と同じ感覚で5軸の加工を作成できるでしょう。位置決め5軸では、加工方向を設定するだけで後は同じ流れで作成できます。同時5軸においては、5軸の設定項目が1ヵ所増えるだけで、後は位置決め5軸加工と同じ流れで作成可能です。

FeatureCAMでは、CAD機能や干渉チェック機能もあるので、複雑な作業を極力抑えて簡単に加工データを作成することができます。メーカーサポートも充実しているので、採用を検討してみてはいかがでしょうか。

5軸加工対応のCAMで効率のよい生産を実現

5軸加工は、これまでの3軸に加えて、回転軸と傾斜軸が操作できるようにあります。そのため、3軸加工に比べてより柔軟に高精度な加工物を制作することができるようになるでしょう。5軸加工を行うためには、5軸加工に対応したCAMを使用する必要があります。今回おすすめしたFeatureCAMは、割り出し5軸加工、同時5軸加工の両方に対応させることができるので、導入することで5軸加工を実現させられるでしょう。

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