【アルミ部品の5軸割出し加工で多面形状に対応】

治具、ロボット、生産設備に使用されるアルミ部品では、複数の方向に加工面やR形状が設けられることがあります。3軸マシニングセンタで加工面ごとにワークを固定し直す方法では、段取り時間が増えるだけでなく、再位置決めによる面同士のずれが生じる可能性もあります。

有限会社エスアイティーでは、5軸マシニングセンタによる割出し加工を活用し、複数面を持つアルミ部品を1個から100個まで製作しています。今回の加工事例では、同時5軸制御を使用せず、加工面に合わせてワークの角度を固定する5軸割出し加工を採用しました。

必要以上に複雑な加工方法を使用せず、部品形状、要求精度、加工時間を考慮して適切な工程を選定することが、品質とコストの両立につながります。

【5軸割出し加工を選択するメリット】

〈段取り替えを抑えた多面加工〉

5軸割出し加工は、回転軸と傾斜軸でワークを任意の角度へ移動させ、その位置を固定して切削する加工方法です。工具姿勢を連続的に変える同時5軸加工とは異なり、固定した角度ごとに一般的な3軸制御で加工します。

複数方向から工具を当てる必要があるアルミ部品では、次のような効果が期待できます。

・ワークの持ち替え回数を減らせる
・複数面の位置関係を維持しやすい
・再位置決めによる誤差を抑えられる
・専用治具が不要になる、または簡素化しやすい
・加工時間と段取り時間を短縮しやすい
・短い工具を使用して剛性を確保しやすい

すべての5軸加工に同時制御が必要なわけではありません。単純な傾斜面や多面形状であれば、5軸割出し加工によって必要な精度と仕上がりを確保しながら、効率的に製作できる場合があります。

【複数工具を使い分けたR形状加工】

〈工具の境界に生じる段差を抑制〉

今回のアルミ加工品には、複数のR形状が設けられています。形状や工具の接近方向に合わせて、エンドミル、内側R形状に適した工具、ボールエンドミルを使い分けました。

異なる工具で隣接する面を加工すると、工具径や刃先形状、加工方向の違いによって、工具経路の境界に段差や加工痕が残ることがあります。段差を抑えるには、工具を選定するだけでなく、加工経路、仕上げ代、工具の重なり、送り方向を調整する必要があります。

今回の加工では、各工具の加工範囲を事前に検討し、境界部が滑らかにつながるようにNCプログラムを作成しました。工具の切り替え部分に目立つ継ぎ目を残さず、連続性のあるR形状へ仕上げています。

【アルミ精密加工で注意すべき変形とキズ】

アルミは軽量で切削性に優れ、治具、ロボット、生産設備の部品に幅広く使用されています。一方で、鉄やステンレスと比べて材料が軟らかいため、クランプ力による変形や、切りくずによるキズに注意が必要です。

薄肉部や長い形状を持つ部品では、加工順序によって反りやひずみが発生する場合もあります。製品形状に応じて、次の条件を検討します。

・ワークの固定位置とクランプ力
・粗加工と仕上げ加工の順序
・切込み量と送り速度
・工具径と突出し量
・切りくずの排出方法
・加工面への工具接近方向

加工中の変形を抑えることで、寸法精度だけでなく、R形状や隣接面の仕上がりも安定させやすくなります。

【治具・ロボット・生産設備部品への活用】

5軸割出し加工は、複数面や傾斜面を持つさまざまなアルミ部品に活用できます。

・組立治具や検査治具の構成部品
・ロボット用ブラケット
・ロボットハンドの保持部品
・生産設備の位置決め部品
・センサーやカメラの取付部品
・複数方向に穴やRを持つ部品
・3軸加工では段取り回数が増える部品
・量産前の評価用試作品
・設備の交換部品や補修部品

単品の専用治具から継続的に使用する設備部品まで、必要数量や用途に応じた加工工程を検討します。設計変更後の再製作や、既存部品を参考にした補修部品についても相談可能です。

【試作1個から100個まで対応】

有限会社エスアイティーは、多品種少量生産に特化し、試作1個から100個程度の小ロットまで対応しています。

アルミ以外にも、S45C、S50C、NAK55、SUS303、SUS304などの鉄・ステンレス加工に対応しています。部品によって材質が異なる設備案件もまとめて相談できます。

【多工程を自社設備で一貫対応】

5軸マシニング加工に加え、立型マシニング加工、旋盤加工、ワイヤー放電加工、精密平面研削加工を組み合わせた製作が可能です。

・5軸マシニング加工
・立型マシニング加工
・NC旋盤加工
・ワイヤー放電加工
・精密平面研削加工

複数工程を一括して依頼することで、工程ごとに加工会社を探す負担を減らせます。工程間の品質情報も共有しやすく、納期管理の簡素化にもつながります。

角物は最大500×1000×380mmを目安に対応しています。実際の加工可否は、製品形状、重量、加工深さ、工具の接近方向などを確認して判断します。

【三次元測定機を活用した品質管理】

加工後は、工程ごとの寸法確認と最終検査を実施します。三次元測定機、3Dスキャナ測定機、画像測定器などを使用し、形状や要求公差に応じた測定を行います。

・基準面からの位置寸法
・複数面の位置関係
・穴位置や面間寸法
・R形状と輪郭
・キズ、打痕、バリなどの外観

対応精度の目安は0.1mmから0.01mmです。保証可能な公差は、材質、部品形状、加工箇所、測定方法によって異なるため、加工前に図面と品質条件を確認します。

【アルミ5軸加工の相談に必要な情報】

見積もりや加工可否の確認では、次の情報を共有すると打ち合わせがスムーズです。

・2D図面または3Dデータ
・材質
・必要数量
・製品寸法
・寸法公差と幾何公差
・R寸法
・表面粗さ
・表面処理の有無
・希望納期
・部品の用途

Parasolid、STEP、ACIS、DWG、DXF、IGESなどのCADデータを受け付けています。3Dデータを活用し、3軸加工、5軸割出し加工、同時5軸加工の中から、形状と品質条件に適した工程を検討します。

【まとめ】

アルミ部品の5軸割出し加工は、複数面や傾斜面を効率よく加工し、段取り替えによる位置ずれを抑える方法です。

有限会社エスアイティーでは、複数の工具を使い分けながら加工経路を調整し、R形状の境界に生じる段差や加工痕を抑えています。治具、ロボット、生産設備向けのアルミ部品について、試作1個から100個程度の小ロットまで対応します。

【お問い合わせ先】

アルミ部品の5軸割出し加工、多面加工、R形状加工、試作・小ロット製作について、図面または3Dデータを添えてご相談ください。

有限会社エスアイティー
所在地：〒018-0146 秋田県にかほ市象潟町字蒲谷地1-37
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