干渉を考慮した5軸制御マシニングセンタの切削・研削加工と加工誤差修正

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650097
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 竹内 芳美 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (50107546)
• Keywords: 5軸制御 / マシニングセンタ / 切削加工 / 研削加工 / 高表面精度 / 加工誤差計測 / 干渉回避

Research Abstract

最近、複雑な形状の高能率・高精度加工のために5軸制御のマシニングセンタが使われるようになってきているているが、5軸制御加工では軸の回転が加わるうえに、工具と加工物との干渉を考慮しなければならないので、工具経路の生成は、通常の3軸制御に比べて格段に難しくなる。このような5軸制御マシニングセンタの有効利用を目指した本研究を通して、次のような成果が得られた。
(1)既に開発した干渉回避法をさらに一般化し、自由曲面の加工に対してボ-ルエンドミル、フラットエンドミルなど任意形状の工具を使える汎用工具経路生成法を考えた。
(2)エンドミルによる切削加工に続いて、仕上げ精度・形状精度を向上させるために、同じマシニングセンタ上で研削加工を実施する。そのために、高速主軸にCBN砥石を取付け、干渉を回避した研削加工経路生成を行い、研削加工実験をした。その結果、表面粗さが1μmの研削面が得られた。
(3)加工後の工作物の形状測定を行い、曲面上の加工誤差(主に形状誤差)を評価し、形状精度の向上を図ることを試みようとした。そこで、加工誤差の測定法とその評価法を考え、さらに修正研削による形状精度の改善を試みようとしたが、現存の5軸制御マシニングセンタにはそれだけの精度がなく、方法論の提示はできたものの、実証はできなかった。
このように、本研究で、5軸制御マシニングセンタの切削・研削・誤差測定と修正により、今まで対応が困難であった複雑な加工物の高能率・高精度加工が実現できることを示した。

Research Products

• [Publications] 出村 健,竹内 芳美: "5軸制御マシニングセンタによる切削・研削加工ー凸型自由曲面についてー" 精度工学会誌. 57. 1989-1994 (1991)
• [Publications] 竹内 芳美 ほか3名: "5軸制御マシニングセンタによる切削・研削加工" 型技術者会議 '91講演論文集. 36-37 (1991)