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薄肉構造部品の側壁の高速フライス加工

現代の航空業界では、多数の一体型の薄肉構造部品が使用されています。 その主な構造は、側壁とウェブで構成されています。 そのシンプルな構造、大きなサイズと大きな加工許容量のため。相対剛性が低いため、加工スキルが劣ります。切削力、切削熱、切削振動、その他の要因の影響下で、変形を処理することは容易であり、加工精度を制御し、加工効率を改善することは困難です。機械加工の変形と処理効率の問題は、薄肉構造の処理にとって重要な制約となっています。 したがって、フライスの特別な構造と工作機械の特性のために、薄肉部品の加工技術に新たなブレークスルーをもたらす効果的なフライス法が提案されています。

まず、高速加工ツールパスを最適化する
高速切断技術で薄肉部品を加工する鍵は、切断プロセスの安定性です。多くの実験的研究により、部品の壁厚が薄くなると、部品の剛性が低下することが証明されています。 加工変形が大きくなり、びびり振動が発生しやすくなり、部品の加工品質と加工効率に影響します。部品の全体的な剛性を最大限に活用するツールパス最適化スキーム。 アイデアは、切削プロセスがより良い剛性の状態になるように、切削プロセス中にフライス加工部品のサポートとして部品の未加工部分を可能な限り適用することです。
 
薄壁(側壁)処理の概略図
図1 薄壁(側壁)処理の概略図, 図2 単軸加工の概略図,   図3 二軸加工の概略図

図1に示すように。 側壁のフライス加工では、切削の許容範囲内で大きな半径方向の切削深さと小さな軸方向の切削切削が使用されます。 部品の全体的な剛性を最大限に活用します(図1(a)を参照)。 工具が側壁に干渉するのを防ぐために、特殊な形状の切削カッターを選択または設計して、ワークピース上の工具の変形と干渉を減らすことができます(図1(b)を参照)。



より深いキャビティと側壁のための効率的なフライス加工。 動的ミリングの研究に基づいて、合理的な大きなアスペクト比のツールがそのような問題を効果的に解決できることが提案されています。工作機械と工作物の加工システムの固有振動数は、より高いスピンドル速度と出力状態で工具の突出しを調整することにより調整されます。 ローブ効果の安定性を使用して、切削振動の可能性を回避し、深い軸方向の切削深さで深いキャビティと側壁をフライス加工できます。実験結果は、この方法が大きな金属除去率と高い表面完全性を持っていることを示しています。

第二に、ダブルスピンドル加工制御変形
フライス力により、ワークの側壁が「ナイフ」によって変形するため(図2参照)、エンドミルで薄肉部品を高精度に加工することは困難です。従来の小さな送り速度と低い切込み法は、一定の加工精度を満たすことができますが、効率は比較的低いです。パラレルデュアルスピンドルスキームは、シングルスピンドル加工部品の変形問題を効果的に解決できます。この方法では、同じ回転半径、有効長、らせん角を持ち、それぞれ左と右に回転する2つのエンドミルを使用する必要があります(図3を参照)。平行二軸加工方式では、ワークの両側にかかる力が対称的な力であるため、少量の工具変形による加工誤差を除き、ワークの加工変形は基本的に除去できます。


薄肉部品の並列ツインスピンドル機械加工の使用は、薄肉部品の機械加工変形を効果的に制御します。 部品の加工精度と加工効率が大幅に向上し、単純な形状の側壁加工に適用できます。 ただし、この方法では、単純な薄肉部品の側壁のみを処理でき、工作機械の二重スピンドルの間隔が必要であり、構造が複雑であり、一般的な使用には適していないという制限があります。
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