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構造部品のフィレットを加工するための高速フライス工具パスを設定します

従来のNC機械加工では、一般に、工具経路を定式化する際に等切り厚切りを使用します。 つまり、半径方向の切込みは、1回のパスで一定の値になります。 しかし、丸い角の過剰なフライス加工の場合、機械加工の問題は大きくなります。 この問題は、薄肉構造を高速でフライス加工する場合に特に重要です。 丸い角の高速フライス加工の実施では、フィレットでの工具の切削力に大きな変化があることがわかります(図1を参照)。

 フライス加工部品の丸み付けツールパスを設定
図1 切削力変化曲線, 図2 ストレートエッジミーリング図,  図3 角丸加工の概略図

丸みを帯びた機械加工の問題のために丸みを帯びた工具経路を改良する方法。 等切削および厚肉フライス加工の場合、工具が直線経路から円形経路に移行すると、切り込み角度Qbが増加します(図2および3を参照)。
図に対応する式は次のとおりです。



Cos(Qb)= 1-Cl / r(1)
Cos(Qb)= 1-Cc / r-Cc(r-0.5Cc)/ rR(2)
Qb ———カット角度。
Cl ——— ストレートエッジフライス加工中の半径方向の切削深さ。
Cc ——— 丸い角をフライス加工するときの半径方向の切込み。
r ——— フライス工具半径;
R ——- フィレットでのツールセンタートラックの半径。

明らかに、Cl = Ccのとき、ツールが直線パスから円形パスに移行するとき。 プランジ角の増加により、工具とワークの接触面積が増加し、それにより、切削力が突然増加し、振動が発生しやすくなります。 急激な切削力の変化により、工具とワークの機械加工変形が大きくなり、部品の寸法誤差が大きくなり、切削振動が丸い角に振動パターンを生成し、部品の加工品質に影響を与えます。

丸みを帯びたツールパスを改良する方法。 アイデアは、パス中にツールのカットイン角度を一定に保つか、ツールにパスを追加することです。 これは、フィレットでの工具の半径方向の厚さを減らして、切削力の突然の変化を回避することです。 特定の改良ツールのパス図を図4および5に示します。


ミーリングと切削角度のツールパスの改良
図4 等角切削工具経路改良の概略図

 
  フライス工具経路洗練
図5 追加のパス調整の概略図

フライス加工フィレットの工具経路改良スキームは、安定した切削を効果的に維持できます。 切削力の突然の変化によって生じる加工歪みと起こりうる切削振動を減らし、部品の加工品質を向上させます。

同時に、チップの厚さは薄いものから厚いものへと反時計回りになります。 刃先のサイズ効果により、刃先がワークにちょうど触れると、逃げ面とワークの間の摩擦が大きくなり、振動が発生しやすくなり、コーナーで激しい斜め振動が発生します。時計回りのフライス加工は正反対で、ダウンミリングの切削力はアップカットの切削時の切削力よりもわずかに大きくなりますが、角を切削するときの大きなチャタリングはありません。しかし、時計回りのミーリングを行うと、切りくずの厚さが薄くなり、ワークと工具への衝撃が大きくなります。機械加工を行うと、工具の張り出しが可能な限り小さくなり、ワークの剛性が上がります。

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