• 検索結果がありません。

工 具 変 形 を考 慮 した不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 切 削 加 工 モ デ ル*

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

シェア "工 具 変 形 を考 慮 した不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 切 削 加 工 モ デ ル*"

Copied!
5
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)論文. 工 具 変 形 を考 慮 した不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 切 削 加 工 モ デ ル* 白. 瀬. 敬. 一**. Instantaneous Keiichi. 平. 尾. Force with Static Irregular Tooth SIIIRASE,Masatoshi. 政. 利**. 安. 井. Deflection Feedback Pitch End Mill HIRAO and Takeshi. 武. 司**. Model for YASUI. Instantaneous force with static deflection feedback model is applied to predict cutting force and dimensional surface error generation in peripheral milling with irregular tooth pitch end mills. It is demonstrated that the irregular tooth pitch end mill reduces the dimensional surface errors according to the chip regeneration mechanism. Unlike in case of uniform tooth pitch cutters, chip loads on each flute are different in milling with irregular tooth pitch cutters. The excess surface error generated by the flutes which have larger chip loads is removed by the following flutes which have smaller chip load due to the irregular tooth pitch. In order to predict precise cutting force and dimensional surface error for the irregular tooth pitch end mill, the chip regeneration mechanism or the static tool deflection has to be considered to derive the accurate chip loads. Predicted cutting force and dimensional sur face error show good agreement with experimental results. Up to 20% reduction in surface errors is achieved by using the irregular tooth pitch end mills tested. Key words: end mill, irregular tooth pitch, cutting model, simulation, error reduction, static deflection feedback. 1.. は. じ. め. 2.. に. 不 等 ピ ッチ切 れ刃 の エ ン ドミル に よ る加 工誤 差 低減. 本 的 な機 械 加. エ ン ド ミル加 工 で は,機 械 ・工 具系 の弾性 変 形 が切 れ刃 と加. に エ ン ド ミル 加 工 は 大 き な 素 材 か ら 多 量 の. 工 面 の接 点 に加工 誤 差 と して転 写 され る.ね じれ 刃エ ン ド ミル. 金 属 を 除 去 して 複 雑 な 形 状 部 品 を 生 産 す る金 型 産 業 や 航 空 機 産. で は この接 点 が 刃先 側 か ら刃元 側 へ と移動 す るた め に,転 写 さ. 業 で は 不 可 欠 の 機 械 加 工 で あ る.近 年,高. れ る機 械 ・工 具 系 の弾性 変 形量 は,接 点 の位 置 と工 具 に作 用す. フ ラ イ ス加 工 は 機 械 部 品 の 製 造 業 に お い て,基 工 の1つ. で あ る.特. 速 加 工 が脚 光 を浴 び. エ ン ド ミル 加 工 の 高 能 率 化 が 実 現 さ れ つ つ あ る が,び. び り振 動. る切 削力 分布 の 関係 か ら複 雑 に変 化 してい る.こ のた め,加 工. の発 生 や 工 具 変 形 に よ る加 工 誤 差 の た め に 加 工 能 率 が 制 限 さ れ. 誤 差 は機 械 ・工 具系 の弾 性 変形 パ ター ン と同 じに は な らない.. る の も事 実 で あ る 。 び り振 動 の 抑 制 に 効. 切 れ 刃 間隔 が一 定 の工 具 で は,個 々の切 れ 刃 に作 用す る切 削 力分 布 の変 化 が全 く同 じで あ るた め に,個 々の切 れ 刃 が生成 す. 不 等 ピ ッチ切 れ 刃 の フ ラ イ ス工 具 が,び. よ っ て 証 明 さ れ 良 く知 ら. る加 工 誤差 も結果 的 に 同 じで あ る.し か し,切 れ刃 間隔 が異 な. れ て い る が,不. 等 ピ ッチ 切 れ 刃 の エ ン ド ミル に よ る加 工 は 一 般. る工 具 で は,個 々 の切れ 刃 に作 用 す る切 削力 分布 の変化 が異 な. 的 で は な い.ま. た,そ. るため に,個 々の切 れ 刃が 生成 す る加 工誤 差 も変 化 す る.下 向. 果 が あ る こ と は1965年Slavicek1)に. が あ る も の の,こ. の 切 削 機 構 か ら加 工 誤 差 が 減 少 す る 効 果. の 点 に つ い て は こ れ ま で 議 論 さ れ た こ とが な. か っ た.. き切 削 の場 合 に は,図1に. 示 す よ うに大 きな切 削力 が作 用す る. 切 れ刃 に よって残 され た加 工誤 差 は,よ. 著 者 ら は 不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル に よ る 加 工 で,加 差 が 減 少 す る こ と を 実 験 で 明 ら か に し て い る が2),シ. 工誤. ミュレー. り小 さな切 削力 が作 用. す る切 れ 刃 に よっ て取 り除 かれ,加 工 誤差 が 減少 す る ことに な る.こ れ が不 等 ピ ッチ切 れ 刃 の エ ン ド ミル に よる加工 誤 差低 減. シ ョ ンに よ る切 削 力 や 加 工 誤 差 の推 定 に 問 題 を 残 し て い た.こ. の効 果 で あ る.し か し,切 れ 刃の ピ ッチ 間隔 や切 削条 件 に よる. れ は,従 来 の エ ン ド ミル と違 っ て工 具 変 形 が 時 間 と と も に 不 規. 個 々の 切 れ刃 に作 用 す る切 削力 分布 の変 化 や,機 械 ・工 具系 の. 則 に変 化 し て切 れ 刃 ご と の 実 切 込 み 厚 さ が 変 動 す る に もか か わ. 弾性 変形 と加 工誤 差 との関 係 を解析 的 に定 式化 す る こ とは不 可. らず,加. 能 で,最 適 な ピ ッチ間隔 や切 削条 件 を考 え る上 で何 らか の数 値. 工 中 の工具 変形 とそ の履歴 を考慮 せ ず に切 削力 を推 定. して い た た め で あ る. そ こで 本 報 で は 工 具 変 形 を 考 慮 し た 切 削 加 工 モ デ ル を 不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 加 工 に 適 用 し,切. 削 力 お よび加工 誤. 差 の 推 定 を 試 み た 。 シ ミ 甑 レ ー ショ ン 結 果 は 試 作 した2種 工 具 に よ る 切 削 実 験 の 結 果 と非 常 に 良 く一 致 し た.ま 結 果 で は 加 工 誤 差 が20%程 シ ョン 結 果 を 利 用 して,加. 度 低 減 さ れ て お り,シ. 類 の. た,実. 験. ミュ レ ー. 工 誤 差 が 低 減 で き る最 適 な 切 削 条 件. の検 討 も行 った.. * **. 原稿 受 付 正 会 員. 平成8年 8月 29日 金 沢 大 学 工 学 部(金. 沢 市 小 立 野1 ‑40‑20). Fig.. 1. Surface. error. generation. in irregular. tooth. 精密工学会誌 Vol. 63, No. 2,. pitch. end mill. 1997. 269.

(2) 白瀬 ・平尾 ・安井:工 具 変形 を考慮 した不等 ピッチ切れ 刃工ン ドミルの切削加 工モデル. Fig.. 3. Geometry. of uncut. 分 の κ,。,κ 。c,κ 。,であ る.こ. chip. thickness. れ らの 切 削 係 数 は,種. 々 の送 り速. 度 で 測 定 さ れ る 切 削 力 の 平 均 値 か ら 実 験 的 に 求 め ら れ る. 要 素 ご と の 切 削 力 は,送 軸,そ Fig.. 2. Geometry. of milling. し て工 具 軸 のZ軸. り方 向 のX軸. と それ に直 角 な V. 方 向 に 分 解 で き る.. process. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が 必 要 で あ っ た. 3.. (2). 工 具 変 形 を 考 慮 した 切 削 加 工 モ デ ル. エ ソ ド ミル 加 工 の モ デ ル 化 に つ い て は ,こ れ ま で 広 範 囲 に研 究 が 行 わ れ3)〜9),SmithとTlustylo)は. こ う し た 研 究 を5つ. 加 工 モ デ ル に 体 系 化 し て 分 類 し て い る.工 削 加 工 モ デ ル も そ の 中 の1つ. の. 具 変 形 を 考 慮 した 切. で,SutherlandとDeVor9)は. こ. 切 れ 刃jに れ 刃jの. 作 用 す る 切 削 力 は式(2)に. 式(1)を. 代 入 し て,切. 実 切 削 領 域 に 沿 っ て そ れ ら を 積 分 す る こ とで 求 め ら れ. る.式(2)で. θj(2)は,工. 具 軸 に 沿 っ た 切 れ 刃jの. 微 小要 素 に. お け る局 所 的 な 切 込 み 角 で,. の モ デ ル で 工 具 の 振 れ 回 り と加 工 誤 差 の 関 係 を 検 討 し て い る. も と も と,加. (3). 工 中 の 実 切 込 み 厚 さ と密 接 に か か わ る 工 具 変 形 を. 無 視 した の で は 正 確 な切 削 力 や 加 工 誤 差 を 解 析 で き な い と い う. こ こ で,θ ρ.は切 れ 刃 η と(η 一1)の. 理 由 で こ の モ デ ル が 登 場 し た の で あ る が,BudakとAltintas11). は 切 れ 刃jの. は 切 れ 刃 間 隔 が 一 定 の 従 来 の エ ン ド ミル で 振 れ 回 りや 振 動 が 無. ね じ れ に よ っ て 遅 れ る 角 度 を 表 し て お り,k,=tani/Rで. 視 で き る場 合 に は,工. る.iとRは,工 一方 ,式(1)の. い る.こ. 具 変 形 の 影 響 も無 視 で き る こ と を 示 し て. れ は 実 切 込 み 厚 さ を 計 算 す る 際 に,直. 前 の切 れ 刃 の 工. 具 変 形 量 と加 工 中 の 切 れ 刃 の 工 具 変 形 量 とが 同 一 で あ る(直. 前. の切 れ 刃 の 削 り残 しが 加 工 中 の 切 れ 刃 の 削 り残 し と 同 一 と な り 実 切 込 み 厚 さ に 工 具 変 形 が 影 響 し な い)と い.本. 考 え る と理 解 し や す. 研 究 で 対 象 と す る不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル で は,1. れ刃の あ. 具 の ね じれ 角 と半 径 で あ る. 実 切 込 み 厚 さ は 以 ドの よ うに 求 め ら れ る.図. 3は 工 具 中 心 の 相 対 変 位(工. 具 変 形)と. 実切 込 み 厚 さの関 係 を. 示 し て お り,実 線 と 破 線 は そ れ ぞ れ 工 具 変 形 を 考 慮 した 場 合 と し な い 場 合 の 切 れ 刃 の 軌 跡 を 表 し て い る.こ 形 を 考 慮 し な い 場 合 は,実. 刃 当 た りの 送 り量 が 切 れ 刃 間 隔 に よ っ て 変 化 し て 切 れ 刃 ご と に. れ 刃(j番. 作 用 す る切 削 力 が 変 化 す る こ とか ら,工 具 の 振 れ 回 りを 考 慮 す. す る場 合 は,実. る場 合 と 同 様 に,工. 間 の ピ ッチ 角 で あ る.kiz. 微 小 要 素 に お け る局 所 的 な 切 込 み 角 が,切. の 関 係 か ら工 具 変. 切 込 み 厚 さ は 式(4). 目)と 直 前 の 切 れ 刃(j‑1番 切 込 み 厚 さ は 式(5)で. で,加. 工 中 の切. 目)の 工 具 変 形 を 考 慮 表 さ れ る.. 具 変 形 を 考 慮 した 切 削 加 工 モ デ ル に よ る解. (4 ). 析 が 不 可 欠 と な る. 本 研 究 で はBudakとAltintasll)の. 切 削 加 工 モ デ ル を,不. 等. ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 解 析 が 実 現 で き る よ う に 拡 張 し た. 図2に. 切 削 加 工 モ デ ル の 座 標 系 と工 具 お よ び切 削 力 の 関 係 を 示. す.こ. の モ デ ル でj番. 線 方 向,半. 径 方 向,軸. 目の刃 の微 小要 素 に作 用 す る切 削 力 の接 方 向 の 要 素d、Flj,dFrj, dFajは. 次 のよ う. に 与 え ら れ る.. (5 ) 式(5)で. は,1刃. の で,θj(Z)≒. 当 た りの 送 り量 が 工 具 半 径 に 比 べ て 小 さ い. θj‑1(Z)を 仮 定 し て い る.ま. 正 確 に 計 算 す る た め に は,m番. (1). る よ うに 式(5)を 式(4),(5)の. こ こ で,kj(θ,2)は. 実 切 込 み 厚 さ,dgは. は工 具 回 転 角 度 で,j=0と. め た 参 照 切 れ 刃 の 先 端(2=0)を. 正 のV軸. ま た,式(1)で る.切. は 切 削 力 は2種. か ら 時 計 回 りに 測. 相 当 す る.. 類 の 切 削 係 数 で表 現 さ れ て い. れ 刃 が 被 削 材 を 除 去 す る こ と で 生 じ る切 削 力 成. 精 密 工学 会誌 Vol. 63,. No. 2,. 修 正 しな け れ ぽ な ら な い. 切 れ 刃jの. 送 り量stjは ピ ッチ 角 で 表 せ る.. 1997. (6). 決. れ 刃 が 被 削 材 を こ す る こ と で 生 じ る 切 削 力 成 分 の κ,。,. κ。 。,κ。 。と,切. 270. 照 切 れ 刃 の 切 込 み 角)に. 切込 み厚 さを. 工具軸方向の微小長. さ(微 小 要 素 の 厚 み)で あ る.θ. 定 した 角 度(参. た,実. 前 の 切 れ 刃 の軌 跡 が考 慮 で き. こ こで,Stは. 主 軸1回. 転 に お け る 丁 具 の 送 り量 で あ る.. 以 上 の 関 係 か ら,工 具 回 転 角 θ に お い て 切 れ 刃jに る切 削 力 は 次 式 に よ っ て 求 め ら れ る.. 作 用す.

(3) 白 瀬 ・平尾 ・安井:工 具 変形を考慮 した不等ピ ッチ切れ刃工 ンドミルの切 削加工モデル. 向 の 切 削 力,Eと1は で あ る.工. 工 具 の ヤ ン グ 率 と断 面2次. 具 の 断 面2次. 失 を 考 慮 し て,等. モ ー メ ソ トは,刃. 価 工 具 半 径R。=0.8Rを. 工 具 把 持 部 で 生 じ るV方. モーメソ ト. 溝 に よる断面 積 の損 用 い て 計 算 す る.. 向 の ぼ ね 変 位 に よ る変 形 は 次 式 で. 計 算 で き る.. (9) こ こで,kとΩ. は線 形 ぽ ね とね じれ ば ね の 剛性 係 数 で,実 験. に用 い る機 械 ・工 具系 の 静剛 性試 験 を行 って求 め られ る. Fig.. 4. Static. deflection. model. of end. mill. X方. 向 のた わみ も同様 に求 め られ,節 点kで. の工 具 変形 は,. すべ て の節 点 力 に よ って生 じるたわ み の重 ね合 わ せ と して計 算 で きる. (10) 工 具 変 形 か ら加 工 誤 差 を 計 算 す る た め に は,切 の 接 点 に 注 目 し な け れ ば な ら な い.こ. れ は,工. れ 刃 と加 工 面. 具変 形 が加 工誤. 差 と し て 転 写 され る の が こ の 接 点 に 限 られ る た め で あ る.切 刃jに. よ っ て 生 成 さ れ る加 工 誤 差 は,局. が,上. 向 き 切 削 の 場 合 は0,下. れ. 所 的 な 切 込 み 角 θj(z). 向 き切 削 の 場 合 は π と な る 微 小. 要 素 の 節 点 に 生 じ て い る工 具 変 形 だ け を,工. 具 軸方 向の切 削領. 域 の 範 囲 で 順 次 求 め て い く こ と で 計 算 で き る. 4.. 切 削 力 お よ び加 工 誤 差 の シ ミ ュ レー シ ョ ン と 実験 結 果. 切 削 実 験 は マ シ ニ ン グ セ ン タ で,ね の4枚. 刃HSSエ. を 加 工 して 行 っ た.工 (NP:ピ. ン ド ミ ル(IPA:ピ. これ は,m番. 前 の 切 れ 刃 の 軌 跡 を 考 慮 す る場 合 に,送. 修 正 す る こ と を 示 し て い る. と こ ろ で,式(5)の まれ て い る.こ. る が,ホ. 右辺 には加 工 中 の工 具変 形 を示 す項 が 含. る.機 械 ・工 具 系 の 弾 性 変 形 を 考 慮 す る上 で,工. 具 は 図4で. mm2. κre=15.8N/mm,. κr。=614N/. mm2. κae=2.9N/mm,. κz、=451N/. rnm2. ま た 切 削 実 験 と は 別 に 機 械 ・工 具 系 の 静 剛 性 試 験 を 行 っ て,. め た.. 示. す よ う な線 形 ば ね とね じ り ば ね で 支 持 さ れ て い る も の とす る。. k=3.55×107N/mm, Ω=2.81×108N・mm/rad 図5に. 切 削 力 の 測 定 値 と推 定 値 と を比 較 し た 一 例 を 示 す.い. 図 中 の δ と φ は 工 具 把 持 部 で 生 じ る ば ね 変 位 に よ る工 具 軸 に. ず れ も 不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 結 果 で,測. 平 行 な オ フ セ ッ ト と傾 き を 表 し て い る.工. と推 定 値(黒. 素 に 分 割 され て お り,節 点1に お け るV方. られ た 切 削. れ ら は 種 々 の 送 り速 度 で 測 定 され る. 工 具 変 形 の 計 算 に 用 い る 線 形 ば ね とね じ り ば ね の 剛 性 係 数 を 求. 工 具変 形 は工 具 を 片 持 ち は りと して モ デ ル 化 して 求 め て い. 節 点kに. あ. 部 分 で 下 向 き 切 削 を 行 っ た.. 削 実 験 の 結 果 か ら切 削 係 数 を 求 め た.得. κte=19.5N/mm, D、=2066N/. 変 形 を フ ィ ー ドバ ック しな が ら計 算 を 繰 り返 し て い く と,最 終. が 得 られ る こ と に な る.. 具 突 出 し 長 さ は60mmで. 切 削 力 の 平 均 値 か ら 求 め ら れ る.. ま り,工 具. 的 に切 削 力 と工 具 変 形 は 収 束 し,工 具 変 形 の 影 響 を 考 慮 した 値. 当 た り の 送 り量 は0.05,. あ る.工. 係 数 は 以 下 の と お りで,こ. 際 に は切 削 力 と工 具 変 形 の バ ラ ン ス が とれ る. ま で 繰 り返 し 計 算 を 行 っ て 切 削 力 を 求 め て い る.つ. ピ ッチ 角. 径 方 向 切 込 み1,2,4mm,送. ル ダ 端 か ら30〜55mmの. まず,切. のユニ 具 変形 は加工 中 の切 削 力 に よ って決 ま る も. の で あ る か ら,実. 方 向 切 込 み25mm,半. 0.1,0。2rnm/tooth)で. り量 を. とIP‑B:. あ る.切 削 条 件 は,切 削 速 度20m/min(320. り 速 度67,128,256mm/min(1刃. (5). た だ し,. (HV270). 類 の 不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ. ッチ 角 120‑100‑80‑60。. 120‑120‑60‑600)で. 直 径 20mm. 素 鋼S55C. 具 は 切 れ 刃 間 隔 が 一 定 の 参 照 エ ン ド ミル. ッチ 角90‑90‑90‑90。)と2種. rpm),軸. じ れ 角30。,. ン ド ミル を 用 い て,炭. 具 は 軸 方 向 にu要. 作 用 さ せ た 力 に よ っ て得 られ る. レ ー の 太 線)も. こで はV方. 比 較 の ため に示 し. 向 の 切 削 力 だ け を 示 し た が, X, Z. 方 向 の 切 削 力 に つ い て も 同 様 で あ る.図 れ2種. 線). 具変 形 を. 以上 が 同時 に切 削 して い る部 分 で 切 削 力 波 形 が 異. な っ て い る.こ. (8 ). 定 値(細. 非 常 に 良 く一 致 して い る.工. 考 慮 し な い 場 合 の 推 定 値(グ た が,2刃. 向 の た わ み は 次 式 で 計 算 で き る.. の 太 線)が. の(a),. (b)は. それぞ. 類 の 不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル に よ る 結 果 で,切. 削力. 波 形 の 特 徴 は異 な っ て い る が 工 具 変 形 が 切 削 力 に影 響 を 及 ぼ し こ こ で,vk=LE‑zk. で あ り,△fy,lは. 要 素1に. 作 用 す るV方. て い る こ と が 良 くわ か る.こ. の よ うに,不. 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン. 精密工学会誌 Vol. 63, No. 2,. 1997. 271.

(4) 白瀬 ・平尾 ・安井:工 具変形 を考慮 した不等 ピッチ切 れ刃工ン ドミルの切削加 工モデル. (a) Tool:IP-A,. Depth of cut:Ad=25mm,. Rd=2mm,. Feed:0.2mm/tooth. (a) Tool:IP-A,. (b) Tool:IP-B,. Depth of cut:Ad=25mm,. Rd=2mm,. Feed:0.2mm/tooth. (b) Tool:IP-A,. Fig.. 5. Cutting. force. measured. and. 1. predicted. Comparison of surface error between irregular tooth pitch end mill. Rd=lmm,. Depth of cut:Ad=25mm,. Rd=4mm,. Fig.. ぽ,不 Table. Depth of cut:Ad=25mm,. normal. 6. Surface. error. measured. and. Feed:0.2mm/tooth. Feed:0.2mm/tooth predicted. 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル で 加 工 誤 差 が 減 少 す る こ. and. と が 確 か め ら れ た.シ. ミュ レ ー シ 遡 ン結 果 で は,こ. の条 件. で も加 工 誤 差 が 参 照 工 具 に比 べ て 大 き く な る こ と は な く, 加 工 誤 差 の 差 も 数 μm以. 下 と小 さい こ とか ら実 験 誤 差 で. あ る と判 断 で き る. 図6に す.図. 加 工 誤 差 の 測 定 値 と推 定値 を比 較 した 一 例 を 示. の(a),(b)は,不. 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミルIP‑A. に お け る軸 方 向 の 切 込 み が1mmと7mmの 切 削 力 の 波 形 と 同 様 に,測. 定 値(■)と. が 非 常 に 良 く一 致 し て い る.工 推 定 値(グ. レ ー の 実 線)も. 結 果 で あ る. 推 定 値(黒. の 実 線). 具 変 形 を 考 慮 しな い 場 合 の. 比 較 の た め に 示 した が,特. 具 変 形 が 大 き い 切 込 み4mmの. に工. 場 合 に推 定 結 果 が 悪 化 して. お り,工 具 変 形 の 影 響 が 推 定 さ れ る 加 工 面 形 状 の 違 い に 現 れ て い る こ と が わ か る. 最 後 に,シ. ミ ュ レ ー シ 滋 ン結 果 を 利 用 し て 加 工 誤 差 が 低. 減 で き る最 適 な 切 削 条 件 の 検 討 を 行 っ た.図7は. ドミル の場 合 に は工 具 変形 を考慮 した切 削加 工 モ デ ルに よる解 析 が 不可 欠 で あ る ことは 明 らか で あ る. 切 削実 験 で得 られた加 工 誤差 を表1に ま とめ て示 す.加 工誤. 削 条 件(軸 1,2,4mm,. 方 向 切 込 み10,15,20,25mm,半 1刃 当 た りの 送 り0.2mm/tooth)に. ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミルIP―Aで. 種 々の切. 径 方 向 切 込 み0。5, つ い て,不. 等. 加 工 し た 場 合 に 予 想 され る 加. 差 は,実 験条 件 の前 後 に工 具 変形 を避 け るため に極 端 に小 さな. 工 誤 差 を 参 照 工 具 の 場 合 と比 較 して ま と め た も の で あ る.図. 送 り速 度 で加 工 した参 照面 を 基準 に して,電 気 マ イ ク ロ メー タ. (a), (b)は そ れ ぞ れ 加 工 誤 差 の 平 均 値 と最 大 値 で 比 較 し た 結 果. を用 い て工具 軸 方 向 に測定 した.測 定 値 か ら加 工誤 差 の平 均値. で あ る.実 験 結 果 に 比 べ て,加. と最 大値 を 求め,参 照 エ ソ ド ミル と不 等 ピ ッチ切 れ刃 エ ン ド ミ ル につ いて比 較 した。 不等 ピ ッチの工 具 に つ いて は,参 照 工 具. さ れ て い る も の の,切. の加工 誤 差 と比較 した場 合 の誤 差 比率 をあわ せ て示 して い る.. よ っ て 残 され た 加 工 誤 差 が,よ. 工具IP‑Bの. 刃 に よ っ て 取 り除 か れ る こ と を期 待 し て い る の で,加. 272. 軸方 向切込 み1mmに. 精 密工 学 会誌 Vol. 63,. お け る最 大 加 工 誤差 を除 け. No. 2,. 1997. が 良 くわ か る.も. の. 工 誤差 低 減 の効果 が過 大 に評価. 削 条 件 に よ っ て そ の 効 果 が 変 化 す る様 子. と も と,大. き な切 削 力 が作 用 す る切 れ 刃 に り小 さ な切 削 力 が 作 用 す る 切 れ 工 中 の切.

(5) 白瀬 ・平尾 ・安 井:工 具変形 を考慮 した不等ピッチ 切れ刃工 ンドミルの切 削加工モデル. (1). 工 具 変 形 を 考慮 した 切 削加 工 モデ ル で,不 等 ピ ッチ切. れ刃 エ ン ドミルで 加工 した場 合 の切 削力 お よび加工 誤差 が 非 常 に 良 く推定 で きた. (2). 不 等 ピ ッチ切 れ 刃 エ ン ドミル で は,工 具 に振 れ 回 りが. あ る場 合 と同様 に切れ 刃 ご とに作 用 す る切 削力 が異 な るた め に,切 削 力 や加 工誤 差 を推 定す る場 合 に,工 具変 形 を考 慮す る こ とが不 可 欠 で あ る ことがわ か った. (3). 切 削実 験 の結 果 か ら,不 等 ピ ッチ切 れ 刃 エ ン ド ミル を. 利 用 す る こ とで,加 工 誤 差 が 最 大値 で 約10%,平 約20%減 (4). 均値 で. 少 す る ことを確 認 した.. シ ミュ レー シ ョン結 果 を利 用 して,加 工 誤 差 低 減 に最. 適 な切 削条 件 を検 討 した. 謝. (a) Average surface error (Tool: IP-A). 辞. 本 研究 の一部 は,筆 頭著 者 が平 成6年 度 日本 学術 振 興会 の在 外 研 究員 として,カ ナ ダの ブ リテ ィシ ュ ・コ ロン ビア大学 で実 施 し ま した.渡 航費 な らび に滞在 費 を援 助 してい ただ いた 日本 学 術 振興 会 な ら びに カナ ダ 自然科 学工 学 研究 評 議会 に感 謝 い た します. 参 1) 2). 4). (b) Maximum surface error (Tool: IP-A) Fig.. 7. Effect. of surface. error. 5). reduction. 6) 削力 や 同 時 切 削 刃 数 の 違 い に よ っ て 加 工 誤 差 低 減 の 効 果 が 変 化 す る.こ. の 例 で は,軸. み が 小 さ くな る と加 工 誤 差 の 最 大 値 は あ ま り減 少 せ ず,軸 切 込 み20mm,半. 7). 方 向 の 切 込 み が 大 き く,半 径 方 向 の 切 込. 径 方 向 切 込 み2mmの. 条 件 で 平 均 値,最. 方 向. 値 と もに 加 工 誤 差 低 減 の 効 果 が 大 き い こ とが わ か る. 5.. 結. 8). 大. 論. 9). 10). 工 具 変 形 を 考 慮 した 切 削 加 工 モ デ ル を 不 等 ピ ッチ 切 れ 刃 エ ン ド ミル の 加 工 に 適 用 し,切 た.ま た,推. 削力 お よ び加 工 誤 差 の 推 定 を試 み. 定 結 果 を 試 作 工 具 に よ る 実 験 結 果 で 検 証 し,以 下. の結 論 が 得 られ た.. 編集後記 この編 集後 記 を執 筆 中 に テ レ ビで は盛 ん に 日本海 沿 岸 の原 油 流 出 事故 を報 道 して い る.原 因 は老 朽 タ ン カ ーの 寿命,潮 流 の荒 い対 馬 海流 と強 い季 節 風 の 相 乗 効果,な ど様 々に報 じ られ て い る.本 号 が 読者 の手 に渡 る こ ろに は,流 出原 油 の 処 理 が な され,原 因 も分 析 さ れて,か け が え の ない 自然 と事 故 再 発 防 止 の技 術 が後 世 に引 き継 が れる ことを切 望 し てい る.特 に被 害 の 大 きか った(こ の時 点 で は, と想定 され る)若 狭,能 登 地 方 はそ の 自然 美 は 言 うに及 ばず,海 産 物の豊富 な と ころ で もあ り,20世 紀 工 業 技 術 の 代 名 詞 と も言 え る "oil"が ,人 類 の歴 史 とと も に継 承 して きた 自然 環 境 を破 壊 しつ つ ある様 を 目にす るの は や りきれ な い想 い が す る.自 然 と調 和 した 技 術開発 は本 号特 集 の 「生産 原 論 」 の原 点 で もあ り,時 宜 を得 た とい うには あ ま りに も悲 しい一 致 で は あ る. 筆 者 はLSIプ. 11). 文. 献. J. Slavicek : The Effect of Irregular Tooth Pitch on Stability Milling, Proc. 6th Int. MTDR Conf., (1965) 15. 白瀬 敬 一,稲. 村 豊 四 郎,安. 機 構 と加 工 特 性(第1報),精. 3). 考. 井 武 司:異. of. 形 ね じ れ 刃 エ ン ド ミル の 切 削. 密 工 学 会 誌, 54, 9 (1988). 1721.. M. Materotti : An Analysis of the Milling Process, Trans. ASME, 63, (1941) 677. M. Materotti : An Analysis of the Milling Process, Trans. ASME, 67, (1945) 233. F. Koenigsberger and A. J. P. Sabberwal : An Investigation of the Cutting Force Pulsations during Milling Operations, Int. J. Mach. Tool Res., 1, (1961) 15. J. Tlusty, J. and P. MacNeil : Dynamics of Cutting Forces in End Milling, CIRP Ann., 24, 1, (1975) 21. D. Montgomery and Y. Altintas : Mechanism of Cutting Force and Surface Generation in Dynamic Milling, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 113, 2, (1991) 160. W. A. Kline and R. E. DeVor : The Prediction of Surface Accuracy in End Milling, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 104, 3, (1982) 272. J. W. Sutherland and R. E. DeVor : An Improved Method for Cutting Force and Surface Error Prediction in Flexible EndMilling Systems, Trans. ASME, J. Eng. Ind., 108, 3, (1986) 269. S. Smith and J. Tlusty : An Overview of Modeling and Simulation of the Milling Process, Trans. ASME, J. Eng Ind., 113, 2, (1991) 169. E. Budak and Y. Altintas : Flexible Milling Force Model for Improved Surface Error Predictions, Proc. 1992 Engineering System Design and Analysis, Istanbul, Turkey, ASME PD-Vol. 47-1, (1992) 89.. 技 術 開 発 の上 位 概 念 を模 索 し始 めた こ ろ,小 林委 員長 との知 己 を え て 「生 産 原 論 」 を 知 った もの で あ る.今 年 度 か ら専 門委 員 会 メ ンバ に加 え て いた だ い た ば か りな の で,そ の概 念 か ら勉 強 して い る最 中 で あ る.本 号 特 集 は 「生産 原 論 」 を効 率 良 く勉 強 した い,と の 個 人 的 見 解 もな くは な い が,結 果 的 に は精 密 工 学 分 野 の大 先 輩 の解 説 は,技 術 者 をめ ざ して い る学 生 諸 君 は 言 うに 及 ば ず,社 会 人 技 術 者 に と っ て も貴 重 な,示 唆 に富 む 内容 と な って い る. 技 術 開 発 に寸 暇 惜 しまず の こ の ご ろに あ って は,具 体 的 実 験 成 果 に ば か り価 値 を 認 め る傾 向 が 強 い.戦 後50年 を経 過 し,欧 米追 随 型 で の工 業 開 発 は 大 きな成 功 を納 め た.し か し,今 後 の産 業 興 隆 は 自 らの シ ナ リオ で 展 開す る こ とが 求 め られ て い る.そ こ に は,こ れ ま で と違 う価 値 観 が 必 要 で あ り,技 術 論 の 基 盤 とな るphilosophy が 求 め られ る.個 々 の技 術 の高 度 化,効 率 化 を近 視 眼 的 に追 求 す る に とど ま らず,よ り広 い領 域 の調 和 を 求 め る技 術 開発 の あ り方 を 考 え てみ た い.. (小野 俊 郎). ロセ ス技 術 の 要 素技 術 開 発 に永 年 従 事 して きた が,. 精密工学会誌 Vol. 63, No. 2, 1997. 273.

(6)

参照

関連したドキュメント

These analysis methods are applied to pre- dicting cutting error caused by thermal expansion and compression in machine tools.. The input variables are reduced from 32 points to

Experiments were conducted in order to validate the developed silicone retractor with an embedded force-sensing function and determine the relationship between the

Sugita : Chip Formation of Amorphous Pd80Si20 Alloy, Bull.. Ueda : The Significance of Dynamic Crack Behaviour in Chip

最後 に,本 研究 に関 して適切 なご助言 を頂 きま した.. 溝加 工の後,こ れ に引

マイ クロ切削 システ ムの 高度化 にむ けて... 米山 ・陸:マ イク 口旋削加工

Key words: local area polishing, pressure-controlled, repulsive magnetic force, surface profile, pad shape.. の形状 を崩 さな

min, temperature at tool flank of a TiAlN-coated carbide tool is approximately 40~50ºC lower than that of a non- coated carbide tool regardless of cutting fluids. Width of a flank

The calibration problem for the Black-Scholes model was solved based on the S&P500 data, and the S&P 500 call and put option price data were interpreted in the framework