スクロール形状部品の実用的な高精度・高能率加工法の確立に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650104
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 岩部 洋育 新潟大学, 工学部, 助教授 (80018910)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 和宏 新潟大学, 工学部, 助教授 (00018673)
• Keywords: スクロール形状 / エンドミル加工 / 加工精度 / 加工能率 / 切削面積 / 切削機構

Research Abstract

スクロール形状を、直交x-y座標系で指令を与える数値制御工作機械によって加工するためのプログラムの開発を行った。プログラムではスクロール形状を複数の円弧のつなぎあわせによって近似を行っており、円弧補間を用いた工具経路の誤差は最小設定単位の1/5(0.2μm)以下である。
しかし、上記方法により得られた工具経路を用いてスクロールを加工すると、一定の仕上げ代を与えても、内面では切削面積の急激な増加が避けられず、外面ではその反対に切削面積が減少するため、スクロールの加工位置によって切削力は変化し、それぞれの位置で加工精度および加工能率を一定に保つことができない。
そこで、基礎実験として薄肉の直線および円形状の切削を行い、切削力および加工精度の測定結果に基づいて、壁の誤差の最大誤差と最小誤差の差による形状誤差および平均値による寸法誤差がともに10μm程度となる切削条件を選定した。その条件は最大切削面積を0.014mm^2とする場合である。
スクロールに沿って切削面積を上記の値に保つ加工方法には次の3つが考えられる。
(1)送り速度制御方法
(2)切込み制御方法
(3)主軸回転数制御方法
実験により、内面加工は(2)により加工精度が改善され、外面加工は(1)により加工能率を大幅に改善される。
なお、今後有限要素法による工作物および工具の変形を計算するプログラムを完成させ、レーザ変位計による測定データとの比較を行うことにより、加工誤差に占める各種要因別比率を明らかにする予定である。