最新の製造および加工技術の継続的な発展に伴い、装置およびそれをサポートする CAM システムが広く使用され、開発されてきました。 CAMシステムが生成する加工ツールの軌跡（つまり、切削方法）は、装置の加工動作を制御する核となります。 加工されるワークの精度、表面粗さ、全体の加工時間、工作機械の寿命などに直接影響し、最終的に生産性を決定します。 効率。
この記事では、ツーリング方法のさまざまな特性とその選択に影響を与えるいくつかの要因を分析し、フライス加工プロセスにおけるプロセス方法とツーリング方法を比較することにより、適切なツーリング方法を選択する方法の参考情報を提供します。
1. 切断方法
1. 切断方法の基本的な考え方
では、ツール パスは、ツールがワークピースの切削を完了するときの軌道計画方法を指します。 同じ部品の加工において、さまざまな切断方法で部品のサイズと精度の要件を満たすことができますが、加工効率は同じではありません。
2. 切断方法の分類
切削方法は一方向切削、往復切削、円弧切削、複合切削の4つに分類されます。 複合パスは、最初の 3 つを組み合わせたものです。 一方向または往復の切削工具を使用することは、加工戦略の観点からはすべて切削と切削を意味します。 したがって、さまざまな加工戦略に応じて、切断方法はライン切断、リング切断、その他の特殊な方法に分けることができます。 一般的に使用されるのは、ロウカットとリングカットです。
ラインカット加工は工作機械の最大送り速度に有利であり、リングカット加工に比べて切削面品位も良好です。 ただし、複雑な平面キャビティに複数の内部輪郭を形成するために複数のボスがある場合、追加の工具持ち上げ動作が頻繁に発生します。つまり、工具経路のどこかで、工具とボスの間の干渉を回避したり、工具を元の位置に戻すためです。残りの未処理領域では、工具を加工面から特定の高さまで持ち上げてから、別の工具パスの開始点に移動して、切削動作を継続する必要があります。
ラインカットの工具経路は主に一定方向に平行な一連の直線で構成され、計算が簡単です。 単純なポケットの仕上げ加工や大きな取り代を伴う荒加工に適しています。 図 1 - に示すように、列切断ナイフ レールを往復します。
リング切削では、工具は閉曲線のグループで構成される同様の境界輪郭を持つパスに沿って移動するため、部品を切削するときに工具が同じ切削状態を維持することができます。 円形切断プロセスでは、現在の円形軌道マップを連続オフセットして構築して次の円形軌道を計算するため、計算が複雑で時間がかかります。 複雑な空洞や曲面の加工に適しています。 図2 -に示すように、割礼ナイフレール。
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2. カット方法に影響を与える要因
1. ワーク自体の形状および幾何学的要素: ワーク自体の形状および幾何学的要素には、加工領域の幾何学的形状、アイランドのサイズおよび位置などが含まれます。 これはワーク自体の固有の特性であり、変えることのできない要素ですが、切削方法を決定する根本的な要素です。
2. 加工ルート: 加工ルートは、加工目的を達成するための直接的なプロセスであり、切断方法の選択の直接の基礎となります。 加工ルートは、加工領域の順序、アイランドの結合と分割、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工の分割などを決定します。目的を達成するためには、さまざまな種類の加工ルートがあり、それによって異なる方法が決まります。切断方法の選択。
3. 被削材の材質：被削材の材質も切削方法を決める要素の一つです。 ワーク材質は直接の加工対象であり、切削方法には直接影響しませんが、切削工具の材質、サイズ、加工方法などの選択に影響し、間接的に切削方法に影響を与えます。 ワーク各部の取り代分布が均一かどうかは、ワークブランクの形状や大きさによって異なります。 さまざまなナイフの動きにつながる戦略。
4. ワークのクランプと固定方法: ワークのクランプと固定方法も間接的に切断方法に影響します。 変化、切断方法への振動の影響。
5. 工具の選択: 工具の選択には、工具の材質、工具の形状、工具の長さ、工具の歯数などが含まれます。これらのパラメータによって、工具とワークピース間の接触面積と頻度が決まり、切削量が決まります。切削時間の長さは、単位時間あたりの材料と工作機械の負荷、その耐摩耗性、工具寿命によって決まります。 中でも、工具のサイズ（つまり直径）は、切削方法に直接影響します。 異なる直径の工具を選択すると、残留領域のサイズが影響を受け、加工軌跡が変化し、工具の送り方法が異なります。
6. 加工領域の選択: フライス加工プロセスでは、複雑な平面キャビティに複数のボスがあり、複数の内部輪郭を形成する場合、ライン切断のために追加の工具持ち上げ動作が発生することがよくあります。 リングカットの場合、加工の原因になります。 弾道が長くなります。 この追加の工具の持ち上げ動作や加工パスの延長により、切削効率が大幅に低下します。 したがって、そのような状況の数をどのように最小限に抑えるかが私たちの大きな関心事です。
切削領域全体は、加工ニーズに応じていくつかのサブ領域に分割され、各サブ領域は個別に処理され、工具リフトは各サブ領域間で発生します。 同時に、これらの処理サブエリアは、切断方法に応じて統合または分割され、さらには無視されます。 この異なる加工領域の選択により、工具リフトの数が減るだけでなく、加工経路の相対的な長さも長くならず、同時に新しい領域に最も合理的な工具移動方法が採用され、加工効率が向上します。 。
3. 合理的な切断方法の選択
1. 選定の基本原則
切削方法を選択する際のポイントは、加工時間の長さと、加工代が均一かどうかの2点です。 一般にリングカット法はワークの形状に応じて加工するため、取り代は比較的均一です。 ただし、ラインカット法の取り代は比較的不均一です。 ラインカット後により均一な取り代を残したい場合は、通常、境界付近の円形のバイトレールを増やす必要があります。 マージンの不均一性の要件を無視すると、ラインカットツールの工具経路の長さは通常比較的短くなります。 マージンの凹凸を考慮して円形の切削ツールパスを追加すると、加工領域の境界が長い場合（複数のアイランドの場合など）、境界付近のリング切削ツールレールがより顕著に影響を及ぼします。総処理時間は一般に、ライン カット ツール レールの方がリング カット ツール レールよりも長くなります。 ラインカット時のナイフ位置の計算が容易でメモリ使用量も少なくなりますが、ナイフを持ち上げる回数が多くなります。 円形のツールパスを使用する場合、リング境界を複数回オフセットし、自己交差するリングをクリアする必要があります。
2. 外観の特徴から選ぶ
ワークの形状特性によって、工具の加工方法が決まります。 さまざまな加工対象に応じて、ワークを平面キャビティと自由曲面に簡単に分割できます。 平面キャビティは一般的にラインカットによって加工されます。 これらのワークの多くは、ボックス本体やベースなどのブランクから一体的に切削・フライス加工されるため、加工代が大きくなります。 工作機械の進歩を最大限に引き出すラインカット方式。 リングカット加工よりもスピードが速く、加工効率が向上し、切削面品位も優れているので、常にマシニングセンタの操作に従事したくない場合に最適です。
自由曲面の加工はリングカットで行うのが一般的ですが、これは曲面の多くが鋳物や規則的な形状で加工されており、マージンの分布が不均一であることが主な理由です。 同時に、曲面の精度は比較的高く、 優れた表面処理特性を備えているというよりも、実際の表面形状に近いものです。
3. 処理戦略に応じて選択する
部品の加工は、粗加工、中仕上げ、仕上げの３つの加工段階に分かれることが多く、場合によっては仕上げ加工の段階が設けられることもあります。 処理精度を確保するには、処理段階を合理的に分割する必要があります。 従来の加工方法では工作機械の比較的単一の機能のため、加工ルート上で各段階の境界が明確に見えますが、CNCミーリング加工方法では境界が比較的曖昧であり、ブレンディング（粗加工段階と微細加工段階など）。 加工内容により、仕上げ段階でも荒加工跡が残る場合があります）、加工品質を確保する観点からは、NC加工時の加工段階の分割も必要ですが、クランプ時間の短縮や工具動作の簡略化のためには、各段階の決定 処理内容、考慮事項は従来の処理技術とは多少異なる場合があります。
荒加工の主な目的は、単位時間あたりの材料除去率を追求し、中仕上げ用にワークピースの幾何学的プロファイルを準備することです。 そのため、レイヤーカットにはラインカット法やコンポジット法がよく使われます。 中仕上げ加工の主な目的は、ワークの輪郭形状を滑らかにし、表面仕上げ代を均一にすることです。 したがって、割礼法がよく使用されます。 仕上げ加工の主な目的は、要件を満たす幾何学的寸法、形状精度、表面品質を備えたワークピースを取得することです。 ワークの幾何学的特性に応じて、内側はラインカット方式、エッジや接合部はリングカット方式を採用します。
4. プログラミング戦略に応じて選択する
プログラミング中にツールパスを決定するための主な原則は次のとおりです。部品の加工精度と表面粗さの要件が保証される必要があります。 ツールの空の移動時間を短縮するために、加工ルートを可能な限り短縮する必要があります。 プログラミングの労力を軽減します。 一般に、平面キャビティの場合、ライン切断を使用して加工領域を分割し、ツールリフトの数を減らします。 自由曲面の場合、リングカットを使用して形状を近似します。 ブランク形状の選択は、プログラミングの選択に影響します。 ブランク形状を大型化することで、クランプしにくい形状加工をクランプしやすいラインカット方式のキャビティ加工に変換することができ、 円切削で加工した自由曲面を線切削に変更することも可能です。 切削加工によりマージンを大幅に削減し、加工効率を向上させます。
