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焼入れ材 ±0.002の加工について

お世話になります。現在日進工具の無限コーティングの超硬エンドミル(Φ0.5)で深さ1mmの真円の溝加工の精度が出なくて困っています。溝の直径はD 0.98mmで加工条件は送りを忘れてしまいましたが回転数は40000回転です。径は±0.003程度なのですが、なぜかY軸方向で10μm程度のズレが生じます。機械の静的精度を確認しても問題はないのですが、どのメーカーの機械を使用してもY軸方向のズレは直りません・・・。 あくまでも加工実験なので実際の仕事では使用しないのですが(放電で位置及び径を仕上げています)これからはやはり切削かレーザー加工機などを多用し加工時間の短縮を図りたいと考えているので何かアドバイス等ありましたら教えてください。

noname#230358
noname#230358

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みんなの回答

  • 回答No.6
noname#230359
noname#230359

G03.G04を使っていれば前回答の事象もも考えられますので CAM(円弧で出すものでなく、細かい直線で出すもの)でパスを出し 加工してみたらどうでしょう 加工時間の短縮 高速マシニングセンターを使うのが一番でしょう 某国民放送でもやっていましたが5軸の能力はすごいです http://www.chibaseimitsu.co.jp/technical/index.html ↑ 放送でやっていたのは、ここのとは違うが もっとすごいタービンブレードでした 菊川(令)だったと思うが、何気にみていたが テレビの前で見ていた私は、すげーーーーーと見てました

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  • 回答No.5
noname#230359
noname#230359

各軸(この場合はXとY)で円弧を描く場合、90°ごとにどちらかの軸の動く方向が反転します。この部分でご指摘の問題が発生しているのではありませんか?そうであれば回答1さんのご指摘どおりです。 X-Y軸が両方とも一方方向に動いている部分(45°、135°、225°、315°)は真円度良好であり、X軸の変極点とY軸の変極点でオーバーカットが発生し、真円度が悪くなります。 制御の側から見ると、X軸とY軸は慣性質量が異なるので、誤差も異なります。 Y軸の上にX軸が載っている機構であれば、Y軸の方が制御の負荷(慣性質量)が大きく、駆動ねじの弾性変形量などを要因とするヒステリシス領域が大きいと考えられます。 2軸による円弧運動を1軸で見るとサイン波形の動きになります。このとき、動く方向が変るところ、これを変極点といいます。 変極点(Y軸なら90°と270°の位置)では、送り機構のヒステリシスがある分だけフィードバック制御が利かず、不安定になります。制御側から見るとヒステリシスによる誤差は見えていないので、変極点でY方向にサーボ振動し、ヒステリシスの分だけオーバーカットとなります。 変極点で発生するこの現象は、本来精度の良いはずのスケールオリエンテーションによるフルフィードバック制御系で顕著に現れます。これを軽減するには各軸の摺動摩擦抵抗を減らすか、送り機構の剛性を高めて駆動系のヒステリシス領域を減らすしかありません。 制御系の微調整、例えば位置決め精度を決めている負感帯の幅を決めるオフセット値を変えることで円弧軌道全体の精度のバランスを取れる可能性があるので、メーカーの技術者と相談されることをお勧めします。

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  • 回答No.4
noname#230359
noname#230359

>なぜかY軸方向で10μm程度のズレが生じます。 もしかするとコラム(Y軸)のたおれが有るのでは? 静的精度では主軸とテーブールの直角度(Y軸方向)はどれくらいでしたか? 機械の設置状況、加工前の暖機運転なども影響があります。 加工条件も、もう少し詳しく聞きたいですね。 切り込みの深さや刃物の取り付け状態などが悪さをしている事も? 多分、機械の制御は 0.0001 だと思いますが、高精度の M/C は結構神経質ですね。

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  • 回答No.3
noname#230359
noname#230359

加工は素人です。が、 焼入れ材は、硬度が硬い。(上がっています) 硬度と引張強さは、鉄系では比例関係にあります。 因って、加工抵抗も、数倍になる事が予想されます。 加工機の加工抵抗がもろに掛かる軸が、弾性変形を起こしている 弾性変形量の差では、ないでしょうか? 加工機には、与圧を掛けて部品を組み立てている部分があり、 その与圧より、大きな力が働かないと、弾性変形を起こしません。 以上が、原因ではないでしょうか? 一度、加工機の製作メーカーに問い合わせてみては如何ですか? 失礼しました。 加工をする『焼入れ材』と固定冶具(固定方法)で、弾性変形が起きている のでは??を追加します。

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  • 回答No.2
noname#230359
noname#230359

プログラムの書き方次第では、「ドウェルマーク」という可能性もあるんじゃないでしょうか. 工具の動きが止まった時に、そこだけ余計に削れてしまう、という現象です. 例えば、Z方向に切り込み、X-Y平面に全円を描き、Z方向に逃げる、という加工だと、 必ずある場所でX-Yの動きが止まりますから、その一点にドウェルマークができる可能性があります. ヘリカル補間を繰り返し、底で円弧補間した後、ヘリカル補間で逃げたなら起き難いですが. そういう現象があるため、例えば円筒の内面や外面をコンタリングで仕上げる場合、 円弧補間でアプローチして円弧補間で逃げ、工具が被削材に触れている間は常に円弧補間で動き続ける様にプログラムを組みます. ドウェルマークの場合、真円度計で円の形状を見ると、そこだけポッコリ膨らむと思います. もっとも、エンドミルでZ方向だけに切り込んだ場合、ドウェルマーク以前に、 そこにできた穴自体が、エンドミル径の数%程度拡大するかも知れません. ドリルと違ってエンドミルは、φ6のものでもφ6ちょうどの穴はあきませんからね. なお、ボールネジのバックラッシュの関係で、コンタリングで描いた円というのは、 真円度はあまり良くならないものだと思います. ロータリーテーブルの旋回で描いた円でない限り、どの向きに測っても±2μに入る描けるかとなると、 どんな高精度な機械を使っても、微妙なところでしょう. X軸方向やY軸方向の径と、45°程位相をずらして測定した時の径が微妙に違ってくるのではないかと思います. NCにはバックラッシュを補正する機能が付いていますが、円弧に対しては補正し切れない気がします.

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  • 回答No.1
noname#230359
noname#230359

>径は±0.003程度なのですが、なぜかY軸方向で10μm程度のズレが生じます ピッチズレでは無くて、真円度のような気がしますが? 工具径/加工径が接近してるから、加工上、工具のアタリが大きく逃げが大きくなること。冶具研ならあまり問題ないでしょうが。。。 それにNCは小さい円弧を精度良く辿らねばならず、これも厄介なことです。 >回転数は40000回転 ですから、最新の小型精密加工機だと思われ、NCも最新のものと思いますが、特定の軸方向で誤差が出るなら?円弧象限切り換え誤差?を調べてみる必要があると思われます。参考資料の3/3あたり。

参考URL:
http://www.okumamerit.com/article/no6/re006_01.pdf

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