Oct 04, 2023 伝言を残す

機械加工においてワークの寸法精度を求める一般的な方法!

 

加工精度とは、加工後の部品の実際の幾何学的パラメータ (サイズ、形状、位置) が、図面で指定された理想的な幾何学的パラメータにどの程度一致するかを指します。 適合度が高いほど加工精度が高くなります。

加工においては、さまざまな要因の影響により、部品のすべての幾何学的パラメータを理想的な幾何学的パラメータと完全に一致するように加工することは実際には不可能であり、常に多少の偏差が生じます。 このずれが処理誤差になります。

以下の3つの側面から議論します。

1. 部品の寸法精度の求め方

2. 形状精度の求め方

3. 位置精度の求め方


1. 部品の寸法精度の求め方

(1)試し切り方法

つまり、まず加工面の一部を切り出し、テストカットで得られたサイズを測定し、加工要件に応じてワークに対する工具の刃先の位置を調整してから、切削を試みます。 2~3回のテストカットと計測を行った後、加工サイズが条件を満たしたら、加工面全面をカットします。

試し切りは、必要な寸法精度が得られるまで「試し切り→測定→調整→再試し切り」を繰り返します。 例えば、ボックスホール方式の試しボーリング工程。

写真

試し切り法は精度が高く、複雑な装置を必要としないが、手間がかかり(何度も調整、試し切り、測定、計算が必要)、効率が悪く、技術レベルに依存する。作業員の人数や測定器の精度などにより品質が不安定なため、単品少量生産のみに使用されます。

試し切り・マッチング法の一種で、加工済みのワークをベースに、別のマッチングワークを加工したり、2つ(または3つ以上)のワークを組み合わせて加工したりする方法です。 マッチングにおける最終加工寸法の要件は、加工部品とのマッチング要件に基づきます。


(2) 調整方法

工作機械、治具、ツール、ワークピースの正確な相対位置をサンプルまたは標準部品で事前調整し、ワークピースの寸法精度を確保します。 サイズはあらかじめ調整されているため、加工中に試しにカットする必要がなく、自動的にサイズが取得され、一括部品の加工中もそのサイズが変化しません。 これが調整方法です。 たとえば、フライス盤の治具を使用する場合、工具の位置は工具設定ブロックによって決まります。 調整方法の本質は、工作機械上の位置決め装置、工具設定装置、または事前に調整された工具ホルダーを使用して、工作機械または治具に対して工具を特定の位置精度に達させてからバッチ処理することです。ワークの。

工作機械のダイヤルに合わせて工具を送り、切削する調整方法の一種でもあります。 この方法では、まず試し切り方法に従ってダイヤルの目盛りを決める必要があります。 量産では、固定ストッパー、サンプル、テンプレート、その他のツールセット装置を使用して調整することがよくあります。

調整法は試し切り法に比べて加工精度の安定性が高く、生産性が高くなります。 工作機械のオペレーターには高い要件はありませんが、工作機械の調整作業者には高い要件があります。 バッチ生産や大量生産によく使用されます。

(3) 固定サイズ方式

対応する工具のサイズを利用して加工するワークのサイズを確保する方法をサイジング方法といいます。 規格サイズの工具を使用して加工しますので、加工面の大きさは工具の大きさによって決まります。 つまり、加工するワーク(穴など)の精度を確保するために、ある程度の寸法精度を持った工具(リーマ、リーマ、ドリルなど)が使用されます。

操作が容易で生産性が高く、加工精度も比較的安定したサイジング方法です。 作業者の技術レベルにほとんど関係なく、生産性が高い。 さまざまな種類の生産に広く使用されています。 穴あけ、リーマ加工など。

(4) アクティブ測定法

加工中に加工寸法を測定し、設計で必要な寸法と比較したり、工作機械を動かし続けたり、工作機械を停止したりするアクティブな測定方法です。

現在、アクティブな測定値は数値で表示できます。 アクティブ測定法は、プロセスシステム(つまり、工作機械、工具、治具、ワークから構成される集合体)に測定装置を追加し、その 5 番目の要素となります。

安定した品質と高い生産性を実現するアクティブ測定法が開発の方向性です。

(5) 自動制御方式

この方法は測定装置、供給装置、制御システムから構成されます。 計量・供給装置・制御システムから構成され、加工工程がシステムによって自動的に完了する自動加工システムです。

寸法測定、工具補正調整、切削加工、工作機械のパーキングといった一連の作業を自動で完了し、要求される寸法精度を自動で実現します。 例えばCNC工作機械で加工を行う場合、各部品はプログラムのさまざまな命令によって加工順序や加工精度を制御します。


自動制御には 2 つの具体的な方法があります。

① 自動測定とは、工作機械にワークの寸法を自動的に測定する装置が付いていることを指します。 ワークピースが必要なサイズに達すると、測定装置はツールを自動的に後退させ、作業を停止するように指示を出します。

②デジタル制御とは、工作機械がツールホルダーまたはワークテーブルの正確な動きを制御するサーボモーター、転がりねじナットペア、およびデジタル制御装置の完全なセットを備えていることを意味します。 サイズ(ツールホルダーやワークテーブルの移動)は、あらかじめプログラムされたプログラムによって得られ、コンピュータ数値制御装置によって自動的に制御されます。

初期の自動制御方法は、機械式圧力や油圧などのアクティブな測定および制御システムを使用して実現されました。 現在では、加工要求に応じて予め用意されたプログラムが広く利用されており、制御システムからプログラム制御されて動作する工作機械や、制御システムからデジタル情報の指令を出してデジタル制御された工作機械が動作する。加工工程中の加工条件の変化。 指定された条件に応じて加工量を調整し、加工工程の最適化を実現する適応制御工作機械が自動制御加工を行います。

自動制御方式は品質が安定しており、生産性が高く、加工の柔軟性が高く、多品種生産にも対応できます。 これは機械製造の発展方向であり、コンピューター支援製造 (CAM) の基礎です。

2. 形状精度の求め方

(1) 軌道法

工具先端の軌跡を利用して加工面の形状を形成する加工方法です。 通常の旋削、フライス加工、プレーニング、研削はすべて工具先端軌道法に属します。 この方法で得られる形状精度は主に成形動作の精度に依存します。

(2) 成形方法

加工面形状は、工作機械の成形動作の代わりに、成形工具の幾何学的形状を使用することによって得られます。 旋削、フライス、研削などの成形方法。成形方法によって得られる形状精度は主に刃の形状に依存します。

(3) 開発方法

歯切り加工、歯車加工、研削加工、ローレット加工など、工具とワークの創生運動によって形成される包絡面を利用して加工面の形状を求める加工は、すべて創成法に属します。 この方法で得られる形状精度は主にブレードの形状精度と生成運動精度に依存します。

3. 位置精度の求め方

機械加工では、他の表面に対する加工表面の位置精度は主にワークのクランプに依存します。

(1) 直接位置合わせとクランプ

工作機械上のワークの位置をダイヤルインジケータやケガキ板、目視などを用いて直接知るクランプ方法です。

(2) クランプのケガキと位置合わせ

部品図に基づいてブランク材に中心線、対称線、各加工面の加工線を描き、工作機械にワークをロードし、工作機械上でワークのクランプ位置を求める方法です。描かれた線に従って工作機械を動かします。

このクランプ方法は生産性が低く、精度も低く、作業者の高い技術レベルが要求されます。 一般に、一体型の小ロット生産で複雑で重い部品を加工する場合、またはブランク サイズの公差が大きく、治具で直接クランプできない場合に使用されます。

(3) 治具によるクランプ

治具は加工プロセスの要件に従って特別に設計されています。 治具上の位置決め要素により、ワークピースは工作機械や工具に対して正しい位置を迅速に占めることができます。 アライメントレスでワークのクランプ精度や位置決め精度を確保でき、フィクスチャによるクランプの生産性が高くなります。 位置決め精度は高いですが、特別な治具を設計、製造する必要があり、バッチ生産や量産で広く使用されています。

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