本稿では、特殊な工具を導入することなく、一般的なフライス盤や中ぐり盤のフライスを使用して効率的に加工できる、大半径円弧溝の簡単な加工方法を紹介します。 そしてフライスの傾斜角の計算式と理論誤差の求め方を導出した。 加工精度は要件を満たすことができ、単品および小ロット生産に非常に適しています。
1 前文
WD615シリーズロータリーキルンの大型ローラーを組み立てるバッキングプレートの構造を図1に示します。バッキングプレートのR510mmの円弧溝は通常、スクライビング後にカンナで加工するか、クランプツールを使用して立型旋盤で加工します。 前者は処理効率が低く、精度も低い。 後者は加工効率や精度が高いものの、専用のクランプ治具への投資が必要で、クランプが面倒で加工コストも高くなるため、単品生産には向きません。
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図1 バッキングプレートの構造
研究の結果、通常のフライス盤や中ぐり盤のフライスディスクによる加工を実現する簡単な加工方法を採用し、生産効率を向上させ、精度は使用要件を十分に満たします。
2 バッキングプレート円弧溝の加工方法
バッキングプレートの円弧溝加工を図2に示します。円弧溝はフライスを角度θ傾けることで加工できます。 円弧溝の深さは、フライスとワーク間の距離を制御することで保証できます。 処理プロセスを図 3 に示します。
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図2 バッキングプレート円弧溝加工の模式図
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図3 加工プロセス
原理解析：傾斜角θが{{0}}度のとき、加工された円弧溝の半径はフライスの半径です。 傾斜角度θが９０度の場合、加工された円弧溝の半径は無限大となり、平面となる。 角度θが0度から90度の間の場合、加工された円弧溝は実際には長軸がフライス直径、短軸がフライス直径との積である楕円弧溝になります。傾斜角の余弦。 許容される場合は、円弧状の溝として近似することができます [1]。
3 傾斜角の決定方法
簡単な加工方法では、フライス盤の具体的な傾斜角θをどう決めるかが鍵となります。 図4[2]に示す4中心近似楕円法に従い、楕円の長半軸をa、短半軸をbとします。 簡単な数学的計算の後、楕円の大きな円弧半径 R を計算できます [3]
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図4 4中心近似楕円の描画方法
図2において、楕円の長軸はフライスの直径d、短軸はdcosθです。 式 (1) に代入すると、d、θ、R の関係は次のように推定できます。
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特定のワークの場合、円弧溝の半径Ｒと使用するフライスの直径ｄが分かり、式（２）に代入することで傾斜角を計算することができる。 もちろん、計算処理は非常に煩雑であるが、エクセル上に計算式をまとめれば、傾斜角θの具体的な値を簡単に求めることができる。
4 エラー分析
上記のような単純な加工方法では、円弧面が近似的に楕円弧面に置き換わってしまうため、その理論誤差を検討する必要がある。
中心線から最も遠い点の誤差が最も大きくなります。 理論上の誤差は、円弧と楕円弧のそれぞれに応じて点の座標値を計算することで計算できます。 許容誤差範囲内であれば、このように処理できます。 許容誤差を満たすには、要件を満たすまでフライスディスクの直径を大きくし、傾斜角を小さくすることで理論上の誤差を減らすことができます。
具体的な計算プロセスはより複雑ですが、簡単な方法は CAD で直接描画して測定することで、理論上の誤差値を迅速かつ便利に決定できます。
図1のバッキングプレートの円弧溝はφ25｛｛5｝｝mmのフライスディスクを採用しており、式（2）より傾斜角を計算すると76.9353度となります。 CADでの図面測定では、中心線からの最遠距離の誤差はわずか0.1064mmであり、要件を満たしています。
5 注意事項
この簡易な加工方法は円弧溝を近似的に楕円弧溝に置き換えたものであるため、精度を確保するためには以下の点に注意してください。
1) 選択したフライスカッターの直径は、ワークピースの必要な円弧溝幅 (つまり、弦長) より大きくなければなりません。
2) ワークの円弧溝の幅は、図 4 の楕円の大円弧の弦長 B より小さくなければなりません。B の値の計算式は次のとおりです。
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3) 理論上の誤差値は使用前に決定する必要があり、この方法はワークの精度要件が満たされている場合にのみ使用できます。
6 結論
一般のフライス盤や中ぐり盤で大半径の円弧溝を簡単に加工する方法を紹介します。 フライスディスクの傾斜角を制御することにより、楕円弧面を利用した円弧溝の近似加工が実現され、以下の結論が得られる。
1) 簡単な加工方法で精度要求を満たす大半径の円弧溝を加工することができ、生産効率の向上と生産コストの削減が可能です。
2) 高精度を必要としない大半径の円弧溝の加工において、傾斜角を変えることでフライス径を変えずに様々な半径の円弧溝を加工することができ、工具のリザーブを低減します。仕様。 生産量を削減し、生産コストを削減します。
3) シンプルな加工方法のため、特に単品・小ロット生産に適しています。
専門家のレビュー
この記事では、通常のフライス盤や中ぐり盤で大半径の円弧溝を加工する簡単な方法を紹介し、フライスディスクの傾斜角の計算式と理論誤差の決定方法を導き出します。 単品、小ロット生産に最適です。
記事の内容には、ある程度の技術継承と技術革新があります。 この方法はシンプルで経済的かつ実用的であり、通常の工作機械と伝統的な加工の利点を最大限に活用しています。 工具コストを削減し、生産効率を向上させます。
