機械加工センターは,高トルク回転テーブルによってサポートされる同時5軸制御システムを統合しています. ツールパスシミュレーションのCAD/CAMソフトウェアを使用して切断配列を事前に定義しました.振動を最小限に抑え,繰り返しやすさを向上させるように設計された.
プロセスの検証は,ステンレススチール304,アルミ7075およびチタンTi-6Al-4Vのサンプルを用いた内部生産試験に基づいた.基準基準はISO 230-1の幾何学的精度試験と以前の業界業績報告から得られた..
精度は座標測定機 (CMM,Zeiss Contura) を使用して測定した.表面の荒さはミトゥトヨプロフィロメーターで評価された.複数の切断パラメータの差異を比較するために使用された統計分析 ANOVAすべての方法が完全に再現可能なように設計された.
表1では,3軸と5軸の加工間の穴位置の許容量の偏差を比較しています.5軸のセットアップでは,一貫して ± 5 μm の許容度を達成しました.3軸用では ±15 μm と比較する.
表1:穴の位置の許容量比較
| 材料 | 3軸の偏差 (μm) | 5軸の偏差 (μm) |
|---|---|---|
| SS304 | ±146 | ±48 |
| アル7075 | ±123 | ±39 |
| Ti-6Al-4V | ±157 | ±52 |
プロフィロメーターの測定値では,5軸の部品ではRa値は0.6μmで,3軸の部品では1.4μmで,最適化されたツールの方向性により改善された仕上げを示した.
複数のセットアップを排除したため,平均して加工時間が25%短縮されました.図1は,部品種類間の比較加工期間を示しています.
(図1: 3軸と5軸の機械加工のサイクル時間の比較)
精度向上は,再配置の減少と,切断面に垂直なツールの向きを維持する能力による.改善された表面仕上げは,道具の傾斜を最小限に抑え,最適化された関与の結果です.
試験は,制御された工場条件下での小型から中型部品に限定された. 大量量生産および超硬合金についてはさらなる検証が必要である.
5軸のセンターを採用することで 製造者はワークフローを統合し 人工介入を削減しタービンの刃や整形インプラントなどの複雑な幾何学を要求する産業でより高い出力を得ます.
この研究は,五軸加工センターは,従来の三軸加工プロセスと比較して,寸法精度,表面仕上げ,生産性を著しく向上させることを確認しています.複雑な幾何学を単一のセットアップで完了する能力は,エラーの蓄積とコストを減らす将来の研究は,大規模生産試験と異国材料のための適応ツールパスの戦略の最適化に向けて拡大すべきである.
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