1. データム
すべてのパーツは複数のサーフェスで構成されており、サーフェス間の特定の寸法と相対位置の要件があります。部品の表面間の相対位置の要件には、表面間の距離寸法精度と相対位置精度 (同軸度、平行度、垂直度、円振れなど) の 2 つの側面が含まれます。部品の表面間の相対的な位置関係の研究はデータムから切り離すことはできません。明確なデータがなければ、部品の表面の位置を決定することはできません。一般に、データムは、他の点、線、および面の位置を決定するために使用される部品上の点、線、および面です。データムは、その機能の違いに応じて、設計データムとプロセスデータムの 2 つのカテゴリに分類できます。
1. 設計データム
部品図面上の他の点、線、および面を決定するために使用されるデータムは、設計データムと呼ばれます。ピストンの場合、設計基準はピストンの中心線とピン穴の中心線を指します。
2. プロセスデータ
加工および組み立て中に部品によって使用されるデータはプロセス データと呼ばれます。さまざまな用途に応じて、プロセスデータムは位置決めデータム、測定データム、組立データムに分割されます。
1) 位置決めデータ: 加工中に工作機械や治具内でワークを正しい位置に配置するために使用されるデータを位置決めデータと呼びます。さまざまな配置要素に応じて、最も一般的に使用されるのは次の 2 つのカテゴリです。
自動センタリング位置決め: 3 つ爪チャックの位置決めなど。{0}
位置決めスリーブの位置決め: 位置決め要素は、ストップ プレートの位置決めなどの位置決めスリーブに作成されます。
他には、V- 形のフレーム内に配置する、半円形の穴に配置するなどがあります。
2) 測定データム：部品検査時に加工面の大きさや位置を測定するためのデータを測定データムといいます。
3) 組立データム: 組立中にコンポーネントまたは製品内の部品の位置を決定するために使用されるデータムは、組立データムと呼ばれます。
2. ワークの取り付け方法
ワークピースの特定の部分に指定された技術要件を満たす表面を機械加工するには、加工前にワークピースが工作機械上の工具に対して正しい位置を占めていなければなりません。このプロセスは通常、ワークの「位置決め」と呼ばれます。ワークの位置決め後、加工時の切削力や重力などの影響により、ワークの位置が変わらないように何らかの機構でワークを「クランプ」する必要があります。工作機械上でワークを正しい位置に設置し、クランプする作業を「据え付け」といいます。
機械加工においては、ワークの取り付け品質は重要な問題です。加工精度、ワーク取り付けの速度、安定性に直接影響するだけでなく、生産性のレベルにも影響します。加工面とその設計基準との間の相対位置精度を確保するには、ワークを取り付けるときに、加工面の設計基準が工作機械に対して正しい位置を占める必要があります。例えば、リング溝の微小旋削加工では、リング溝の底径とスカートの軸の円振れ要件を確保するために、ワークの設計基準が工作機械の主軸の軸と一致するようにワークを設置する必要があります。
さまざまな工作機械で部品を加工する際には、さまざまな取り付け方法があります。設置方法は、直接整列方式、ライン整列方式、治具設置方式の3種類に大別できます。
1) ダイレクトアライメント法 この方法を使用すると、工作機械上でワークピースが占めるべき正しい位置が、一連の試行を通じて得られます。具体的な方法としては、工作機械に直接ワークを設置し、ダイヤルインジケータや針板上の針を用いてワークの正しい位置を目視で修正し、要求を満たすまで確認しながら校正を行います。
ダイレクトアライメント方式の位置決め精度や速度は、アライメント精度、アライメント方法、アライメントツール、作業者の技術レベルに依存します。欠点は、時間がかかり、生産性が低く、経験に基づいて操作する必要があり、作業者のスキルが要求されることが高いため、単一個の少量生産でのみ使用されることです。-たとえば、形状の模倣に依存する位置合わせは、直接位置合わせ方法に属します。
2)ケガキ位置合わせ法 工作機械上のケガキ針を用いて、ブランク品や半完成品に引いた線に合わせてワークを位置合わせし、正しい位置を得る方法です。明らかに、この方法では追加のマーキングプロセスが必要です。描いた線自体にはある程度の幅があり、マーキング時のマーキング誤差や、ワークの位置修正時の観察誤差も存在します。したがって、この方法は主に生産ロットが少なく、ブランク精度が低く、治具の使用に適さない大型ワークの荒加工に使用されます。たとえば、2ストローク製品のピン穴の位置の決定には、位置合わせ用の分割ヘッドのマーキング方法が使用されます。
3) フィクスチャの取り付け方法を使用する: ワークを正しい位置にクランプするために使用されるプロセス装置は、工作機械のフィクスチャと呼ばれます。治具は工作機械の追加装置です。工作機械上の工具に対する相対的な位置は、ワークを取り付ける前に事前に調整されています。-そのため、一括してワークを加工する際に、一つ一つ整列・位置決めをする必要がなく、加工の技術的要件を保証することができます。これにより、-労力が節約され、トラブルも発生しません-。これは効率的な位置決め方法であり、バッチ生産や大量生産で広く使用されています。現在のピストン加工は治具取付方式を採用しております。
①。ワークを位置決めした後、その位置決め位置をそのまま加工中に保持する動作をクランプといいます。加工中に位置決め位置を一定に保つ治具内の装置をクランプ装置と呼びます。
②。クランプ装置は次の要件を満たす必要があります。クランプ時にワークピースの位置が崩れてはなりません。クランプ後、加工中にワークピースの位置が変化してはならず、クランプは正確、安全、信頼性が高くなければなりません。クランプ動作は速く、操作は便利で省力的です。-構造がシンプルで製作が容易です。
③。クランプ時の注意事項：適切なクランプ力で締め付けてください。多すぎるとワークが変形し、少なすぎると加工中にワークが動いてしまい、ワークの位置決めが崩れてしまいます。
3. 金属切削の基礎知識
1. 回転運動と形成される表面
回転運動: 切削プロセスでは、余分な金属を除去するために、ワークピースと工具が相対的に切削運動を行う必要があります。旋盤でバイトを使ってワークの余分な金属を取り除く動作を旋削動作といい、主動作と送り動作に分けられます。
主動作：ワーク上の切削層を直接除去してチップ化し、ワークの新たな面を形成する動作を主動作といいます。切削中はワークピースの回転運動が主な運動となります。通常、主動作の速度が速くなり、消費する切削動力も大きくなります。
フィード動作: 新しい切削層を連続的に切削に投入する動作です。送り運動は、形成されるワークピースの表面に沿った運動であり、連続運動または断続運動にすることができます。たとえば、横型旋盤の旋削工具の動作は連続動作ですが、プレーナのワークの送り動作は断続動作です。
ワークに形成される面：切削加工の際、ワークには加工面、加工面、被加工面が形成されます。機械加工面とは、余分な金属を取り除いて形成された新しい面を指します。被加工面とは、金属層を除去しようとする面をいう。加工面とは、旋削工具の刃先が回転する面を指します。
2. 切削パラメータの 3 つの要素は、切削深さ、送り速度、切削速度を指します。
1) 切込み深さ: ap=(dw-dm) / 2 (mm) dw=未加工ワークの直径 dm=加工済みワークの直径、および切込み深さは通常切込み深さと呼ばれるものです。
切込み深さの選定：切込み深さpは取り代を考慮して決定してください。荒加工の際は、仕上げ代を残すことに加え、できるだけ一度のパスで荒加工代をすべて除去する必要があります。これにより、一定の耐久性を確保しつつ、切り込み深さ、送り速度f、切削速度Vの積を大きくすることができるだけでなく、パス数も減らすことができます。取り代が過大である場合、加工系の剛性が不足している場合、ブレードの強度が不足している場合には、２パス以上に分割してください。このとき、1パス目の切り込み深さは大きくする必要があり、総取り代の2/3〜3/4を占めることができます。仕上げ加工でより小さな表面粗さパラメータ値とより高い加工精度を得るには、2 パス目の切り込み深さを小さくする必要があります。
鋳物、鍛造品、または表面が硬化したステンレス鋼を切断する場合、硬化層で刃先が切断されるのを避けるために、切込み深さは硬度または硬化層を超える必要があります。
2) 送り速度の選択: ワークまたは工具の各回転または往復における送り運動方向のワークと工具の相対変位 (mm)。切込み量を選定したら、送り速度はできるだけ大きいものを選定してください。適切な送り速度の値を選択するには、過剰な切削力によって工作機械や工具が損傷しないこと、切削力によって生じるワークのたわみがワークの精度で許容される値を超えないこと、および表面粗さパラメータの値が大きすぎないことを確認する必要があります。荒加工中の送り速度の主な制限要因は切削抵抗です。一方、中仕上げ加工および仕上げ加工中の送り速度の主な制限要因は表面粗さです。-
3) 切削速度の選択: 切削中の、主動作方向における加工対象の表面に対する工具の刃先上の点の瞬間速度 (m/min)。切り込み深さ p と送り速度 f を選択すると、それに基づいて最大切削速度が選択されます。切削加工の発展方向は高速切削加工です。-
IV.粗さの機械的概念
力学において、粗さとは、機械加工された表面上の小さな間隔と山と谷で構成される微細な幾何学的形状の特徴を指します。これは互換性研究における課題の 1 つです。表面粗さは一般に、使用される加工方法や、加工中の工具と部品表面の間の摩擦、切りくず分離中の表面金属の塑性変形、加工システム内の高周波振動などのその他の要因によって形成されます。-。加工方法やワーク材質の違いにより、加工面に残る痕の深さ、密度、形状、質感が異なります。表面粗さは機械部品の適合性、耐摩耗性、疲労強度、接触剛性、振動、騒音などに密接に関係しており、機械製品の寿命や信頼性に重要な影響を与えます。
粗さの表現方法
加工後の部品の表面は非常に滑らかに見えますが、拡大すると凹凸があります。表面粗さは、加工部品の表面上の小さな間隔と小さな山と谷で構成される微細な幾何学的特徴を指し、一般に加工方法やその他の要因によって形成されます。部品表面の機能が異なり、必要な表面粗さパラメータの値も異なります。表面が完成した後に達成する必要がある表面特性を示すために、表面粗さコード (記号) を部品図面にマークする必要があります。表面粗さの高さのパラメーターは 3 つあります。
1.輪郭の算術平均偏差Ra
サンプリング長内における測定方向（Y方向）に沿った等高線上の点と基準線との間の距離の絶対値の算術平均。
2. 微小粗さ Rz の十-点高さ-
サンプリング長内で最大 5 つの等高線の山の高さの平均値と、最大 5 つの等高線の谷の深さの平均値を指します。
3. 最大輪郭高さ Ry
サンプリング長内の等高線の最も高い山の頂線と最も低い谷の底線の間の距離。
現在、Raは主に一般機械製造業で使用されています。
4. 粗さの表現方法
5. 部品の性能に対する粗さの影響
加工後のワークピースの表面品質は、ワークピースの物理的、化学的、機械的特性に直接影響します。製品の動作性能、信頼性、寿命は主要部品の表面品質に大きく左右されます。一般的に、重要部品や主要部品の表面品質要求は、通常の部品よりも高くなります。これは、表面品質が良好な部品は、耐摩耗性、耐食性、耐疲労性が大幅に向上するためです。
6. 切削油
１）切削液の役割
冷却効果：切削熱により大量の切削熱が奪われ、放熱状態が改善され、工具とワークの温度が低下するため、工具の寿命が延長され、ワークの熱変形による寸法誤差が防止されます。
潤滑効果：切削液がワークと工具の間に浸透し、チップと工具の間の微小な隙間に薄い吸着膜を形成し、摩擦係数を低減することで、工具チップとワーク間の摩擦を低減し、切削抵抗と切削熱を低減し、工具の摩耗を低減し、ワークの表面品質を向上させます。仕上げには潤滑が特に重要です。
洗浄効果：洗浄工程中に発生する小さな切りくずはワークや工具に付着しやすく、特に深穴の穴あけやリーマ加工の場合、切りくずが切りくず溝に詰まりやすく、ワークの表面粗さや工具の寿命に影響を与えます。切削液を使用すると切りくずを素早く洗い流すことができ、スムーズな切削が可能です。
2) 種類: 一般的に使用される切削油には主に 2 つの種類があります。
エマルジョン：主に冷却の役割を果たします。乳化油を水で15～20倍に薄めて乳化液を作ります。比熱が大きく、粘度が低く、流動性が良く、熱を多く吸収することができる切削液です。このタイプの切削液を使用する主な目的は、工具とワークピースを冷却し、工具寿命を延ばし、熱変形を軽減することです。エマルジョンには水分が多く含まれており、潤滑機能や防錆機能が低下します。{6}}
切削油：切削油の主成分は鉱物油です。この種の切削油は、比熱が小さく、粘度が高く、流動性が悪い。主に潤滑の役割を果たします。一般的に使用されるのは、エンジンオイル、軽ディーゼル油、灯油などの低粘度の鉱物油です。
