旋盤加工の限界

質問

自動車部品メーカーの生産技術に所属するものです。
現在当社の製品は旋盤もので一部球面を加工しております。
製品の真円度（軸方向）0.01以下、
輪郭度0.01以下、
直径方向の寸法公差幅0.03以下、
以上のような規格（自主規格）にて製作しております。

　しかし諸般の事情により、
真円度（軸方向）0.002以下、
輪角度0.002以下、
直径方向の寸法公差幅0.03以下、
で加工を行うことはできないか？という依頼を受けました。

　個人的な見解では旋盤加工（切削加工全般）の限界は大量生産品
であると0.01程度だと思っております。（バラつきの最悪値）

　質問としては
?旋盤に限らず、切削加工の限界はどの程度と考えますか？

?主軸のベアリングに最大2μｍ程度のフレがあるので、
　真円度0.002は事実上不可能でしょうか？

?仮に研削加工に工程した場合、大量生産品として
　輪郭度0.002は出るものですか？

以上三点また他にもアドバイス等あればお願いします。

回答No.3

noname#230359

?について
　刃物と機械 次第という所がありますが、最終的には削りの限界は、
固定砥粒の研削と同等になると思います。
　この先は、遊離砥粒での加工・ＥＤＭ その先は電子銃など分子・原子レベ
　ルでの加工法だと思います。
?について
　内研でのテストで主軸精度3μで加工精度1μのデータがあります。
　主軸より前方で固定されたワークを回転して加工すると　
　主軸振れ（真円度）の約1/2～1/3の精度で加工可能と思われます。
　但し、チャッキングの歪みは除きます。
?について
　?で述べたとおり、砥石次第
　研削の場合加工部での発熱は切削よりも高いことが多く（このおかげで硬
　いものが軟らかくなり加工できる）冷却しながら加工するのが一般的です
　砥石の脱落や冷却をクリアー出来れば十分可能です。

※内研でのテストでは
　0.5μ（工場での測定限界）の主軸（ベアリング）で0.05μ（工業試験場での測定）のデータがあります。
　よく出来たベアリング主軸は普通の静圧に勝る！！

東京大学大学院工学系研究科産業機械工学専攻の講義「工作機械特論」を
下記に張っておきます。

主軸の芯円度の測定時は静的精度です。
加工時の精度とは当然別と考えます。

弊社のスピンドルをお願いしている会社での受け売りですが。
（この会社はスピンドルに関して日本でトップレベルだと思っています）

回転速度にもよりますが、加工時に一番影響及ぼすのは「バランス」と考えます。

参考URL：

http://yas-ut.hp.infoseek.co.jp/main.html

お礼

おっしゃるとおり、当社製作品の主軸（測定値フレ0.005）でもそれ以下の加工精度が出せております。
ただ量産品として出荷を考えると、主軸スペック以上の規格で売るのには、
抵抗があります。
ベアリング主軸でも精度さえ良ければ予想以上に製品精度はいいかもと思えてきました。

添付していただいた持論を参考に勉強させていただきます。

回答No.2

noname#230359

某クランクシャフトの円筒研削でも
測定しながら加工なので
測定しながらの加工は必要だと思います

となると、専用機に近い形になるのではないでしょうか

お礼

現状として専用機の旋盤を用いております。
これに測定ゲージや高精度の主軸、スライドを組みつけようと考えてお
ります。

回答No.1

noname#230359

ご指摘通り、主軸の問題が大きいと思います。
これはアルミの鏡面加工を得意としている工場で、オークマ製で流体軸受けを使った機械を見たことがあります。

あとは
・バイトをどうするか。ワーク材質と密接な関係あり。
・温度管理など機械設置環境
・研削でもインライン測定がほぼ必須ではないか

お礼

回答ありがとう御座います。
やはりインライン測定はどの道必須であると私も思います。
コストとの兼ね合いもありますが流体軸受けも検討してみます。