5軸CNCルーターの固定具とワークホールディング：実用的なソリューションとよくある間違い

5軸の治具固定が3軸より難しい理由

3軸加工の場合:

  • 部品がクランプされている

  • ツールは一方向からアプローチする

5軸加工の場合:

  • ツールのアプローチ 多くの方向

  • 備品が障害になることがある

  • 安定性とアクセシビリティの矛盾

  • 5 軸加工の問題の多くは、実際には固定具の問題に隠れたものです。

目次

5軸における基本的なフィクスチャリングの競合

すべての 5 軸セットアップでは、次のバランスをとる必要があります。

  • アクセシビリティ （ツールはあらゆる表面に到達できます）

  • 安定性 （部品は荷重を受けても動きません）

一方を改善すると、他方が弱まることがよくあります。

エンジニアリングリアリティ

通常、アクセスが完璧ということは、クランプが不十分であることを意味します。そしてその逆もまた同様です。

従来のクランプが失敗する理由

一般的な3軸フィクスチャ

  • バイス

  • 機械式クランプ

  • サイドプレッシャークランプ

5軸で失敗する理由

  • ツールパスをブロックする

  • 衝突の危険を引き起こす

  • 回転軸の動きを制限する

3 軸では完璧に動作する固定具が、5 軸では使用できない場合があります。

真空固定具：それが機能するときと機能しないとき

利点

  • 障害のないアクセス

  • 素早いセットアップ

  • 均一なサポート

制限事項

  • 限られた保持力

  • 表面の平坦性に敏感

  • 斜めの切削負荷に対する性能が低い

エンジニアリングの境界

真空は軽い切断には適していますが、大きな傾斜や横方向の力がかかると機能しなくなります。

5軸用機械治具：設計原則

主要な設計ルール

  • 備品を保管する 切り抜き封筒の下

  • テーブル上の高さを最小限に抑える

  • オーバーハングを避ける

典型的な解決策

  • ロープロファイルクランプ

  • カスタムベースプレート

  • リリーフゾーン付きサイドクランプ

備品は次のように扱われるべきである 運動システムの一部アクセサリーではありません。

シングルセットアップ思考とマルチセットアップ思考

理想的な目標

  • 1回のセットアップで部品を完成

エンジニアリングリアリティ

一部の部分は、制御された 2 つのセットアップに分割する方が適切です。

単一のセットアップを強制すると、次のことが起こる可能性があります。

  • 剛性を下げる

  • 振動を増やす

  • 表面品質が低い

回転軸と治具の相互作用

共通の監視

次の場合には、器具の動きを無視します。

  • テーブルが回転する

  • 頭を傾ける

結果として生じる問題

  • 予期せぬ衝突

  • ツールの方向が失われました

  • 軸制限違反

備品は設計する必要がある 完全な回転運動を念頭に置いて.

ワークピースの材質と固定方法

材料 フィクスチャリングアプローチ
木材 真空+軽量機械
フォーム 最小限のサポート
複合 真空+周囲クランプ
プラスチック 分散サポート
アルミニウム 機械式 + 剛性バッキング

再現性：隠れた要件

固定具は以下を保証する必要があります:

  • 一貫した再配置

  • 安定した参照データ

なぜそれが重要なのか

  • 複数部品の生産

  • 後処理の一貫性

  • 再現性が低いと、たとえ個々の部品が許容範囲内であっても、生産性が低下します。

5軸CNCルーティングにおけるよくある固定ミス

  • 真空への過度の依存

  • 備品が高すぎる

  • 回転クリアランスを無視

  • CAMが治具を「回避」すると仮定

CAM は固定具を回避できますが、不安定な部分を固定することはできません。

よくある質問

1. 5 軸加工には真空固定具で十分ですか?

軽い切断と安定した材料にのみ使用します。

2. 傾斜切断中に部品が動くのはなぜですか?

横方向の力はツールの角度とともに増加するためです。

3. 3 軸フィクスチャを再利用できますでしょうか?

場合によっては、再設計が必要になることもあります。

4. シングルセットアップが常に優れているのでしょうか?

いいえ。セットアップ数よりも安定性の方が重要です。

5. CAM シミュレーションにフィクスチャを含める必要がありますか?

はい。常に機械全体と治具の動作をシミュレートします。

6. 最大の固定具の間違いは何ですか?

回転運動を考慮せずに治具を設計する。

結論

5軸CNCルーター:

  • アクセシビリティの向上
  • セットアップの手間を削減

ただし、次の場合に限ります:

  • 固定具は適切に設計されている
  • 固定具の取り付けは後から考えるものではなく、中核となる設計上の決定です。

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