トロコイ ド加工の基礎デデタ収集 ・

トロコイド加工の基礎データ収集
工学部 機械システム工学科
弦巻 明
1. 1 はじめに
高能率切削加工とはかぎられた時間内に従来以上の多くの切屑を排出する切削加
工といえる｡高能率加工を行うための要素としては｢送り速度｣ ｢切込み｣ ｢回転速度｣
の3要素がある｡ ｢送り速度｣と｢切込み｣を増加させれば加工能率は直接的に向上する｡
また｢回転速度｣を増加させることにより工具の切削性が向上するため｢送り速度｣を増
加させることができ間接的に加工能率を向上させることができる｡
工
HI贄
ム日
加
率
高
商送り速度(mm/凪in)
Elu
n
-1
m
iZ'
r
､
農
く>
■
■
■
■
くc>
高回転速度(mm-1)
切込み(mm)
しかし､高速送り時に切込み畳を増力打させれば､切削エネルギ-が急激に上昇して工具に
対する負荷が増大するため､これに対応する工具や､剛性の高い機械設備が必要となる｡
そこで現有設備で商連切削を行うことになれば､低切り込み､高送り切削を行うこととな
る○低切り込み､高速り切削には次の利点が上げられる｡
i.低切り込みJこより切削負荷が減少するため切削性が安定する｡加工物の変形が少ない
ためか高橋鹿が上がる｡
2｡発生した切削熟慮の90%以上が切屑側に流れるので熱の滞留が少なくエ具の寿命が
延びる｡
3･回転速度が速いので径の工具でも適切な切削速度が得られるため工具寿命が延びるQ
4.カロ工時間の短縮が計られる｡
1･ 2 高速､高能率切削法には次ような種類があるo
1･等高線ツ-ルパス加工
高速､高送り切削では切り込み断面積が変動することによる切削負荷量の変化や､ツルパスの急激な変化によ'る工具への負荷方向の変化は､工具寿命を異常に短くする｡
このような現象を抑えるために等高線状にツっレ!(4スを設定することが望ましいといえるo
等高線ツっレバス加工法は軸方向の切込みを常に-定にして切削するため切削負荷の変動
が少なく安定する｡
79-
2
傾斜 切 削 法
.
段差
加
の 大 き い
部 位で
工
曲が り や 振動 が 発生 し
お
い
さ を 連続吋
増加 さ せ る切 削法で あ る
に
削を行 う た め 垂 直分力 が 発 生 し
工
具突 き 出 し量 が 大 き
バ ラ ン ス が 改
3
ト
善 され る
削の
.
ロ コ
く
工
が 低
低下 す
に
寿命 が 長 く な る
留 が 少な く
傾斜切 削法
工
具 先端 部 が 支 え ら れ
送り速
具
工
る
三 日 月型 で あ る た め切
加
｡
る
工
具径の
1
0
-
具
2
0 % と 小さ
｡
対 して 比 較的小 径 の
に
に
d
<
･
-
I
-
-
I
-
-
･
･
･
-
I
-
-
1
-
'
ヽ
●
､
<
.･
ヽ
.
{
･
ヽ
●
■
一
￣
川
■
'
川
-
I
.
-
-
-
￣
￣
■
-
1
I
-
.
■
川
￣
I
-
-
-
ヽ
■
.
_
_
.
.
_
.
_
.
_
.
.
_
-
.
.
_
_
.
.
_
.
_
.
_
-
”
J
.
-
r
′
イ ド加
ロ
る た め
不適 当な 場合 が あ
機械
の
動 きが 激 し
3
機械
工
場で
ばな ら な
い
｡
.
本研 究 は
生)
一
2
.
調
べ
.
ト
､
安全 性
パ ソ コ
ス
し
3
の
.
ー
い
I
∫
■
■
_
I
i
,
l′
∫
∫
●
∫
●
,
.
イ ド切 削 法
コ
c
大き
い
自動 プ
ロ
グ ラ ム がな
機械 や 重 量加
工
物には
の
安全 確保 を最優 先 さ
い
.
送 り速 度 が 制限 さ れ
､
｡
た め重 量物 は加
こ の 加 工
∫
_
ヽ
点
る の で慣性の
る
_
ヽ
I
I
ト i
法 を実施 す
工 で
きな
る には 上
い
｡
記を含 め 学生
せ な け れ
目的
.
1
の 問題
C フ ラ イ ス 盤 に ト ロ コ イ ド加 工 用 の
機械 摺動が 激 し く な
.
3
法
グ ラ ム を作成 す る の に 時間が か か る
c A M や C N
2
工
∫
.
ヽI
I
も I
,
,
1
メ
ロ コ
/
4
_
ヽ
:: 1;
■
トロ
.
-
/ /
-
I
般 切 削法
.
ヽ
ヽ
ヽ
ヽ
I
I
●
ヽ
ヽ
ヽ
ヽ
ヽ
･
●
ヽ
ヽ
ト I
r
･
●
＼
ヽ
1
-
r
･
●
＼
ヽ
_
1
I
一
r
･
●
＋
1
ヽ
束
･
l
I
ヽ
ヽ
＼.
∼ ∼
†
1
￣
r
･
t一
ヽ
ヽ
J
N C プ
具 の 費用
で き る た め 工
ヽ
r
･
I
.
た め 切 削熱 の 滞
い
o
川
1
工
､
切屑 の 巻 き込 み も少 な
具 が 使用
工
l
ト
切
｡
o
対 する 衝撃 が 少な く
工
l
1
る
､
徐 々 に増加 し円弧 中央で 最
､
切屑 が 軽 量 で 飛散 排 出性 が よ く
面積
工
削面 積 は
削断面 形 状を繰 り 返 す た め
る切
寿命 が延 び
の
q
.
効果 が あ り
る
度を 高速化 さ せ る こ とが で き る
ヽ+
2
底刃 が切
い
振動が 抑 え ら れ
て い る の で
ヽ
A
｡
放送り と共 に 切り 込 み 深
で
具底 刃部 を 被削材 が 支 え な が ら切削 す
､
加
､
工 に
を行 う 方法で あ る
般 切 削法で は 働か な
一
､
ヽ
l
o
工
工
サ イ ク ル の 取 り 代が
｡
具 の 寿命が延 び る
減で き
対
して
利 点と して は
｡
こ と によ り
削断面 形 状が
大となりまた徐々
の
条 件 で 高 能 率 な 切 削加
い
こ の よ う な
イ ド加工 法
1 サ イ ク ル 切
具
､
状態で も
い
高
､
さ で 切 削す る の に
定切 込 み深
一
具 剛性 が低 下 し
工
､
切 削条 件 の 低 減 を 余 儀 な く さ れ る こ と が あ る
､
て も切 削条件 を低下 さ せ る こ とな く
般切 削法は
一
具 突き 出 し量 を 大 き く して 切 削 し た場合
工
ロ コ
イ ド加
加
精度
､
ン を
工
工
法と ト
実際 に種
一
般加
突如
動N C プ
工
工 の
ロ
々 の
ー
一
ロ コ
材料
法と ト
デ
法 の 自動
工
具
利用 し切削モ デ
機能 を利 用 して
般加
､
工
タ
般加
イ 下加
の
ロ コ
-
工
の
N
寿命
C プ
に
具メ
方法 とト
ロ コ
法の メ リ
切 削モ デ
ル を実
ッ
グ ラ ム を制作 す る
､
ト
ー
ロ コ
エ
ー
ト
､
､
ト を探 る
デメ リ
ッ
工 し切
削断面
イ ド加
80
-
工
法
構 築 と 作 業 者( 学
タ の 蓄積で あ る
ン ドミ ル 切
問題点 を 探 る
ア の
エ
イ ドカロ エ 法 の 計 算 上 の 加
｡
-
工 デ
カ推奨 の
際に加
イ ド加工 法の 利点
を基 と して
グ ラ ム 作成 ソ フ ト ウ
注目 した加
ル を 工
工
ロ
｡
削条件 と C
工
A
M
の ト レ
時 間( 理 論 値) を 計 算
｡
､
切 り屑形状 や
工
具
､
対話型溝 ポ ケ
ッ
ト加
の
状 態を
o
に よ る
工
用自
4
切 削実験
.
図の よ う な 形 状
の モ デ ル を
設定 し切削実験 を行
た
っ
｡
超硬
エ
ン ドミ ル の
場合
エ ンドミル
4
3 5
.
聖
0
0
T
I
時
間
S 5 Ci C
' -
3
2 5
･
2
1 5
(
.
空
Lr)
1
園
0 5
.
0
2 0
ト
ロ コ
イ ド加エ 法
一
般加
工
法
如 エ弾状
超硬
一
般
エ
ン ド ミ ル の
場合
工
切
粉
排
出
15
10
量
(
分
ヽ
ン ドミル で の 切
粉排出 量
50
加
時
間
エ
5
40
30
20
10
a
(
0
0
＼
ー
日
トJ
●
ロ
)
ト
ロ コ
イ ド加
工
法
一
工
般加
具
の
ト
ロ コ
法
工
価
格
14000
12000
1000 0
800 0
60 00
4 000
2 000
0
超硬
一
般
エ
ン ドミ ル
エ
ン ドミ ル 1
超硬
-
81
エ
ン ド ミ ル 2
-
イ ド加
工
法
一
般加
工
法
N
C プ ロ グ ラ ム 例
メイ ン プ
P RO)
0 1( M A I N
G 9 0 G 9 2 ⅩO Y O Z 5 0
ワ
.
ー
ロ
グラ ム
ク 座 標 系 設定
8 0
主 軸 回 転数 4
S 480 0
0
r
.
p
.
m
主 軸正 回転
H3
1 0
m
M 98PO O O2 L1 2 0
サ ブプ
ロ
グラ ム を 1 2 0 回線り返す
G 9 0 GO O Z 5 0
Z
軸加
工
開始 点
加工 プ
ロ
グラ ム終了
サ ブプ
ロ
グラ ム
.
F IO O O
.
H 30
0 2 ( S ロB )
G91 G1 7 GO3 Ⅹ 8
-
GOI X8
.
66 Y l
66 Y O R
-
.
.
.
サ ブプ
作成
ソ フ ト ウ
ル を使用 した
一
､
般
エ
エ
ア の
場合 で は
､
ロ
皿m
/ 凪i n
o
､
リ セ
0 0 0
ト
ッ
/ 凪i
m 皿
n
グラ ム終了
ン ドミ ル の
し か し超 硬
けれ ば
､
の 加 工 デ
エ
7
-
エ
1 0
の
溝
､
ポケ
｡
本 研 究の 加 工 モ デ ル で の
っ
た
工
との 差 は 5
i
､
.
い る の で
4
.
用 途 に合
っ
用 の ト
エ
9
イ ド加 工 自 動 N C
プ
ロ
加
エ
ン ドミ
能率 は
o
超硬
エ
ン ドミ ル は使用
ン ド ミル を使 用 すれ ば
工
具寿命 は
､
超硬
グラ
工
｡
ア ッ プが で き る
材 料と 刃物の 取 り 付 け を従来
っ
た
加
Q
工
る に 当 たり
､
オ
ー
エ
ス ジ
ー
の
精度 は 0
教 官 研 究 や 学 部 卒 業研 究 の 実 験 装 置
､
ロ コ
3 倍程 で あ る
た
の
株式 会 社第
ン ド ミル を借 用 さ せ て い た だ き ま した
本研 究 は 平 成
工
一
般の
倍 程 度 以 上 で あ り 価 格 差 を 考 慮 し て も 十 分 そ の 切 削能 力 を 示 し た
ン ドミ ル は､
タ は
ト加
倍程 度 の 能 率
刃物 の 殻損 を招く こ と が わ か
ー
ッ
般加
一
､
ン ドミ ル で も
本研 究 を 実施 す
氏より
簡易 型
構 築を行
用途 に よ り 細 分 化 さ れ て
エ
0
ま とめ
.
また
0
直線補間
.
本研 究の 成果 と して
ム
､
-
円弧補 間送 り速度 4
5 F4 0 00
M9 9
5
m
切込 み
切込 み 速度
z 軸1 5
G O IZ 15
-
82
-
製作
2
工
-
法 よ り も 強力 に 取 り付 けな
0
.
2
m
程度に な る
m
に 役 立 て ら れ る
製 造部 設計課設 計
o
年 度 科 学研 究 費補 助 金( 奨励 研 究 ( B ) )
-
加
-
0
に よ る碗究 で す
｡
｡
こ
｡
1
係
夏 目実