2020年8月28日金曜日

◇概略

これが唯一の正解！とか、決定版！という「絶対の鉄則」についての説明ではありません。（すみません。）
やり方は、必ずしも一通りだけではないので、こんなやり方もあるのか～？くらいの感じで、お気軽にお読みください。

１．大まかな流れ

☆（原則として）旋削を全て終えた後にミーリングをします。旋削、ミーリングのそれぞれについて、リストの上から順に行います。

説明用サンプルワークとチャック

［旋削］

端面・外径粗加工（あら・かこう）
穴あけ
内径粗加工
端面・外径、内径の仕上加工（しあげ・かこう）
溝加工
ねじ切り

［ミーリング］

平面加工
穴あけ（穴の面取を含む）
バリ取り、鋭角部の面取
リーマー通し
タップ加工

２．具体的な順番

［旋削：端面・外径（粗）］

（１）定周速切削による主軸回転数の変動が少ない場合（ワークの径：小）

（２）定周速切削による主軸回転数の変動が大きい場合（ワークの径：大）

［旋削：穴あけ・内径（粗）］

穴がないときは、ドリルで下穴①をあけてから、内径加工②をします。

内側から外側、奥から手前（①～③）の順に内径加工をします。

［旋削：端面・外径①、内径②（仕上）］

外径①、内径②とも倣い加工で加工します。

［旋削：溝加工①、ねじ切り②］

溝加工の粗・仕上加工は、必要に応じて別のバイトを使用します。
溝加工は3パス（粗1パス、仕上２パス［両幅］）で加工します。

［ミーリング：平面加工］

正面フライス、エンドミルなどで平面加工をします。

［ミーリング：センタリング穴①③、鋭角部面取②、下穴④⑤］

センタリング穴①③用のリーディングドリルで鋭角部面取②を加工します。

［ミーリング：リーマー通し①、タップ加工②］

3.まとめ

　全ての旋削加工を終えた後でミーリング加工を行うのは、旋削加工が断続になることを避けるためです。（鋳物やダイカストや鍛造品等では、異形状であるためにミーリング加工を後にしても断続加工となる場合があります。）

　ミーリング加工は、切削動力の大きな加工を先に行い、軽切削となる加工を後にします。

　バリ面取り、リーマ通し、タップ加工の順番について、特に厳格なこだわりはありません。但し、タップ穴の口元の面取は、タップ加工前に行わないと、タップのねじが潰れてしまうため、注意が必要です。

2020年8月9日日曜日

チャッキングで考えるべきこと③

チャッキングで考えるべきこと②に引き続き、今回は、以下の赤文字について書きます。

▷関連：油圧チャック

Ⅰ.チャッキング方法

チャック（片持ち）
チャック✕センター（両持ち）
フェイスドライバー✕センター（両持ち）
ケレドライブ✕センター（両持ち）

Ⅱ.チャックの種類

油圧チャック
エアーチャック
手締めチャック（単動/スクロール）
特殊治具

トルク管理について

「ボルトの締め付けにはトルクレンチを使いましょう！」

▷関連：トルクレンチ

トルク管理が必要なのは、次のような理由があるからだと考えられます。

締め過ぎ防止（ボルト破断の防止）
取付面へ均一な荷重をかける
締め付け力不足の防止
作業者の違いによる差異の防止

5面加工機のアタッチメント

▷ 関連：門形マシニングセンタ、JIS B 0105、JIS B 0106

アタッチメントを取り付けるための「ラムヘッド」を持った門形マシニングセンタ（又は門形プラノミラー）で、5面加工を行うことのできるアタッチメントを2つご紹介します。

1.アングルアタッチメント

Ｃ軸旋回を可能にするアタッチメントです。通常のアタッチメントと併用することにより、5面加工を行うことができます。

2.ユニバーサルアタッチメント

Ｂ軸旋回（またはＢ,Ｃ軸旋回）を可能にするアタッチメントです。Ｂ,C軸旋回ができるアタッチメントであれば、単純な5面加工だけでなく、5軸加工を行うこともできます。

≫門形マシニングセンタ

2020年7月30日木曜日

チャッキングで考えるべきこと②

チャッキングで考えるべきこと①に引き続き、今回は、以下の赤文字について書きます。

▷関連：エアーチャック

Ⅰ.チャッキング方法

チャック（片持ち）
チャック✕センター（両持ち）
フェイスドライバー✕センター（両持ち）
ケレドライブ✕センター（両持ち）

Ⅱ.チャックの種類

油圧チャック
エアーチャック
手締めチャック（単動/スクロール）
特殊治具

2020年7月29日水曜日

チャッキングで考えるべきこと①

「チャッキング」と一言で言っても、次のようにいろいろなチャッキング方法があり、チャックにも多種多様なものがあります。

Ⅰ.チャッキング方法

チャック（片持ち）
チャック✕センター（両持ち）
フェイスドライバー✕センター（両持ち）
ケレドライブ✕センター（両持ち）

Ⅱ.チャックの種類

油圧チャック
エアーチャック
手締めチャック（単動/スクロール）
特殊治具

2020年7月17日金曜日

隣接工具干渉について

1つの刃物台に複数の工具を取り付けることのできるタレット旋盤の場合、加工中の工具の近く（特に隣の取り付け位置）に取り付けられた工具がチャックや加工物（ワーク）と干渉しないか注意することが必要です。

次のような時には特に注意が必要です。

メーカーが推奨するサイズを大きく超えたチャックの取り付けをしたりそのように大きなワークを加工する場合。
主軸中心（X=0）付近の加工を行う場合。
深い穴加工を行うために長くZ軸方向に突き出したボーリングバーやドリル工具の隣にチャックの端面近くまで外径加工を行う場合。

隣接工具干渉の回避しやすいツーリング

外径バイトと内径バイトは交互に取り付ける
穴ぐり用の工具を隣り合わせに取り付ける場合は、突き出し長さが同等（加工する穴の深さが同等）なもの同士にする。
総形工具（そうがた・工具）を作成し、使用する工具本数を減らす（隣接工具が干渉する取り付け位置は空きにしておく）

2020年7月16日木曜日

円弧形状の切削長（ミーリング）

加工時間を計算するためには切削長を知ることが必要です。

ヘリカル加工やコンタリング加工などで円弧形状の穴ぐりを行う場合、切削長は工具の外径部分が描く円周の長さになります。

ともすれば、回転工具の中心が描く円周の長さを切削長と勘違いしてしまう場面を見たりするので、お気をつけください。

2020年7月15日水曜日

スレッドミル

円弧を描きながら軸方向に動作させる「ヘリカル加工」によってねじ切りを行う工具です。

スレッドミルの工具については各社メーカーが多種多様な製品の提供をしています。

スレッドミルの使用に関しては、「タップより負荷がかからないため折れにくい」、「特別な加工プログラムが必要となる」などの特徴がありますが、OSGのサイトにてシンプルにわかりやすく書かれていますので、そちらをご参照ください。（手抜きですみません汗）

お願い:

このブログの方針として、特定メーカーの製品の紹介に偏る事がないようにする事を心がけています。それでも筆者の知識はそれほど広くも深くも無いため、どうしても勘違いしたり偏った情報の記述が発生してしまう可能性があります。

このブログの読み方として、ある製品に関する紹介があった場合には他社メーカーの製品についてもググっていただけますと幸いです。

また、お気づきの点などがありましたならコメント欄への書き込みにてお気軽にご指摘いただけますと励みになりますのでよろしくお願いします。

2020年7月13日月曜日

穴面取りの仕方（ミーリング加工）

穴面取りの仕方には次のような方法があります。

リーディングドリルでセンタリング穴をあけると同時に面取りをする。（図１）
面取り付きドリルで穴をあける。（図2）
穴をあけた後に面取り用カッターで面取りをする。（図3）

図1.リーディングドリルで先に面取加工。
※小径穴向き

図2.面取付きドリルで一度に加工する。
※タップの下穴向き

図3.穴をあけた後に面取加工。
※大径穴向き

2020年7月12日日曜日

概要

「管用(くだよう)テーパねじ」とはその名の通り、管（パイプ）用のテーパねじ（傾斜角度を持ったねじ）です。

「管用テーパねじ」には、ISO7-1に準拠したR(おねじ),Rc（めねじ）,Rp（平行めねじ）や、PT(おねじ・めねじとも共通 [旧JIS])とPS(管用平行めねじ [旧JIS])の他、NPT（米式管用テーパねじ）、NPTF(米式管用耐密テーパねじ)などがあります。

1.一般的な管用テーパねじ（英国式管用テーパねじ、ISO準拠）

現行のJIS B 0203では、管用テーパおねじを「R」と表し、管用テーパめねじを「Rc」と表すように決められています。

なお、JIS Ｂ 0203：1999のタイトルは「管用"テーパ"ねじ」ですが、管用テーパおねじ用の「管用"平行"めねじ（Rpと表す）」についても記載がされています。

2.ISOに規定されていない管用テーパねじ（旧JIS）

旧JISの管用テーパねじ（おねじ・めねじとも）を「PT」と表します。こちらにも管用テーパおねじ用の管用"平行"めねじがあり、「PS」と表します。『耐密性を主目的とするねじに適用する』とJISには記載されていますが、実加工においてISOと旧JISの違いについてとりわけ明確に求められることはないように思われます。

3.JISに規定されていない管用テーパねじ（米式管用テーパねじ）

NPT（米式管用テーパねじ：おねじ・めねじとも）や、NPTF(米式管用耐密テーパねじ：おねじ・めねじとも)などのようにANSI（米国の規格協会）の規格にあってJIS規格にない管用テーパねじがあります。これらについても今後状況によってはJIS規格に含まれる可能性もなくもないのではないかな？と思います。

4.管用テーパねじの共通点

管用テーパねじは上記1～3のように各種いろいろありますが、テーパ角は全て1/16になっています。

あとがき（独り言）

JIS B(一般機械)に関しては、"規格"としての役割を果たしているのかな？と疑問に思う場合があったりしますが、今回参考とした「JIS B 0203『管用テーパねじ』」についてもそんな感じでした。ISO7-1に含まれないていない「耐密に配慮した内容」を記載するためにPTやPSなどといった『旧JISの表記法』が附属書に残されるなどしている事も混乱のもとになっていると思われます。管用テーパねじに限らず、JISが規格として機能しないと専門用語への配慮がないがしろにされ、意思の伝達があいまいになって設計者の意図に従ったモノづくりが難しくなっているように思われます。

JIS B 0203の附属書に記載された旧JISのねじに関していえば、次回の改正時に廃止年限が明らかにされるということですから、少しスッキリするのかな？と思います。

加えて、タイトルが「管用テーパねじ」のままだと「耐密用に使用する平行めねじ（Rp、PS）」を含めることにムリがあるので名前の付け方にも工夫をしてもらえたら…と期待します。

2020年7月7日火曜日

旋盤用ツールホルダの共有化について

関連：内径バイト、内径ホルダ

NC旋盤のタレットにバイトやドリルなどを取りつける時には一般的に各旋盤メーカー専用の「ツールホルダ※」を用います。

バイトに関してはISOやJISで規定されているので他社メーカーの製品間での共有が可能なのですが、それを取り付けるツールホルダに関してはそういうわけには行きません。

例えば同じメーカーの製品でさえ、互いに同等なサイズのタレットに取り付けるツールホルダが共有できないこともあるため注意が必要です。

※ここでのツールホルダは旋削専用のNC旋盤またはミーリング加工も行えるターニングセンタ用のタレットに取り付けるツールホルダを指します。

図.12角形のタレットの外径に取り付けられたツールホルダ

JISで規格化されてないことにより、各メーカーは自由にやりたい放題？な設計をしていますが、ツールホルダが共有できないのは、ユーザーにとってうれしいことではありません。また、規格化されていないからこそ各メーカーにはホルダの正規図面の公開をしてもらえると助かります。（おそらくほとんどの場合、図面の入手は困難だと思われます。）

2020年7月2日木曜日

加工時間の計算（旋盤の場合）②～定切削速度II

最高回転数指令を超える場合

Ｇ96で定切削速度指令をしている状態で端面加工を行うと、Ｇ50による最高回転速度クランプの制限を受けて一定回転数でしか回転しないようになります。

例：素材径φ145㎜の端面粗加工を想定

Ｇ50　Ｓ2000　（主軸の最高回転数を2000rpmに制限する）

Ｇ96　Ｓ150　（周速を150m/minに設定）

Ｇ0　Ｘ150　Ｚ1　（Ｘ＝150、Ｚ＝1に早送り位置決め）

Ｇ1　Ｘ0　Ｆ0.3　（Ｘ＝150→0　0.3mm/revで切削送り）

※主軸回転/工具呼び出し/クーラント吐出等の指令は省略しています。

※アニメーションでは「分かりやすくするため」にバイトの動作を一旦停止させています。

最高回転数指令を超える場合の加工時間の計算は、主軸最高回転数2000rpmに到達する前①と到達した後②に分けて考えて、最後に合計します。

1.最高回転数に到達する前

式1.定切削速度の場合の加工時間[sec]

ここでは、「加工時間の計算（旋盤の場合）②～定切削速度Ｉ」で紹介済みである式1を使用します。

ただし、加工径Ｄがφ24～φ145まで変化するため、ここでは便宜的に平均値のφ84.5（＝（24＋145）÷2）を用いて計算します。

刃具の移動距離Ｌには、（145-24）÷2より、60.5[ｍｍ]を代入します。

◇式1に代入する値

Ｄ：84.5[mm]
Ｌ：60.5[ｍｍ]
Ｆ：0.3[mm/rev]
Ｖ：150[m/min]

◇最高回転数に到達する前の加工時間①

Ｔ1＝60×3.14×84.5×60.5÷（1000×0.3×150）

＝21.4[sec]

2.最高回転数に到達した後

式2.毎分当り回転数の場合の加工時間[sec]

◇式2に代入する値

Ｌ：12[mm]・・・φ24からφ0までに刃具が移動する距離
Ｆ：0.3[mm/rev]・・・①と同じ
Ｎ：2000[rpm]・・・最高主軸回転数（一定）

◇最高回転数に到達した後の加工時間②

Ｔ2＝60×12÷（0.3×2000）

＝1.2[sec]

3.合計の加工時間

Ｔ＝Ｔ1＋Ｔ2

＝21.4+1.2

＝22.6[sec]

2020年6月29日月曜日

加工時間の計算（旋盤の場合）②～定切削速度Ｉ

定切削速度で倣い加工の場合

定切削速度（Ｇ96）指令の場合、加工時間では以下の式で表すことができます。

式1.定切削速度の場合の加工時間[sec]

　但し、上の式1が使用できるのは、加工径Ｄ[mm]「一定」であるような『特別な場合』に限定されます。

　倣い（ならい）加工のように連続的に加工径Ｄが変化する場合は、主軸回転数Ｎ(＝1000・Ｖ÷πD)も変化するので、式1をそのまま使うことはできません。

図1.加工径Ｄが変わると主軸回転速度と刃具の速度も変わる。

加工径Ｄが変化する場合の加工時間

そこで、加工径が変化する場合には、加工径の平均値を用いて計算を行います。

以下の図の場合、下記の①～④の和から加工時間を求めます。

Ｄ1～Ｄ2→　式1のＤに（Ｄ1＋Ｄ2）÷2 を代入，式1のLにＬ1を代入・・・①
Ｄ2～Ｄ3→　式1のＤに（Ｄ2＋Ｄ3）÷2 を代入，式1のLにＬ2を代入・・・②
Ｄ3～Ｄ4→　式1のＤに（Ｄ3＋Ｄ4）÷2 を代入，式1のLにＬ3を代入・・・③
Ｄ4～Ｄ5→　式1のＤに（Ｄ4＋Ｄ5）÷2 を代入，式1のLにＬ4を代入・・・④

関連記事：加工時間の計算（旋盤の場合）①

2020年6月28日日曜日

加工時間の計算（旋盤の場合）①

概要

ＮＣ工作機械は、プログラム通り正確に加工を行うため、計算によって加工時間の把握をすることができます。

加工時間を計算して把握するのは、生産計画に無理がないか（実現可能かどうか）の検証を行うために用います。

旋盤の場合、1秒を争う大量生産部品については特に加工時間の管理が重視されています。

主軸回転数を高速にすることができない加工径の大きな部品や、複合加工機で複雑な平面加工を多用するなど長時間の加工を行う場合にも有用な考え方です。

各チップの切削距離を把握することで、工具チップの寿命の管理を行うこともできます。

加工内容によって加工時間は大きく変わります。

計算方法

加工時間Ｔ[sec(秒)]の計算にはＮＣプログラムで指令される以下の項目を使用します。

主軸回転数：N[回転/min]（Ｇ97指令の時）
切削速度（周速）：Ｖ[m/min]（Ｇ96指令の時）
送り速度：Ｆ[mm/rev]
刃具の移動距離：Ｌ[mm](G01,G02,G03指令で工具が移動する距離)

毎分当り回転数（Ｇ97）の場合

Ｇ97の指令は主軸回転数が一定のため、加工時間は次の式で表すことができます。

式1.毎分当り回転数の場合

【説明】

毎分当り回転数Ｎの単位［rev］は1分間で回転する主軸の回転数を表し、送り速度Ｆ[mm/rev]は主軸が1回転した時に刃具が移動する距離[mm]を表しています。

そのため、刃具の移動する速さは（Ｆ×Ｎ÷60[mm/sec]）となります。

これを「時間＝距離÷速さ」の式に当てはめると式1.のようになります。

定切削速度（Ｇ96）の場合

Ｇ96の指令は切削速度が一定のため、加工時間は式1から次式で表すことができます。

式2.低切削速度の場合

【説明1】

式2は、式1に対して、以下の式3を代入しています。

式3.切削速度と主軸回転数の関係

【説明2】

切削速度Ｖは、1分間当りの刃具が切削を行う距離[m]を意味するため、円周の長さ（π・Ｄ[㎜]）に1分間当たりの主軸回転数(Ｎ[rev])をかけて1000で割ります。

2020年6月9日火曜日

1個の生産に必要な時間

「生産管理」の上で、『目標個数を達成できるかどうか』を判断するために1個の生産に必要な時間を知っておくことが必要です。

「1日は24時間」、「１ヶ月は28～31日」に制限されるので、目標個数によっては、工場の稼働時間（日数・シフト）の見直しが必要にもなることもあります。

完全な負荷オーバーの場合

しかし、例えば、１か月の目標生産個数が100000個の時に１個の生産に1分を要する場合、100000[個]×60[秒]＝6000000[秒]

→6000000[秒]÷（24[時間]×3600[秒]）≒70[日]になってしまいます！

「交代勤務による24時間フル稼働、稼働率100％の部品生産」という事実上あり得ない条件でさえ、完全に負荷オーバーであるため、1個の生産に必要な時間を短くする必要があります。

[方法]

加工プログラム（切削条件・加工パス、加工内容）を見直す。
加工機（工作機械）の台数を増やす。

部品図面と実加工された完成部品（製品）とを見比べて、製品の品質が「良すぎる」と思われる場合、作り方を見直し、それを加工プログラムに反映することによって加工時間を短くすることができます。
ただし、個人的な考えとして、「過剰品質」や「効率化」という言葉を前面に出しすぎた加工時間の短縮には「品位や精度のバラつきに関する評価」や「工具寿命管理の見直し」が必要であり、局所的に生産計画Ｄを満足させても、品質Ｑ・コストＣに悪影響を与えるのであれば『やる意味はない』と思います。
設備を増設する場所とお金があれば、加工機を増やすことも一つの対策案になります。上の例についていえば、機械が4台あれば70÷4＝17.5となるので、24×0.8＝19時間/日稼働の条件で休日出勤か残業が可能であれば何とかなりそうです。
ただし、継続的な受注がなければ安易な設備の増設などするべきでないのは当然の話です。
→従来、町工場はお隣さん同士で相互に助けあい（負荷調整）をしていたわけで、そういう柔軟な自主独立性を維持を許したままどこかの慈善団体が丸ごと傘下に組み込んだりすれば、面白いことになるのでは？と思ってみたりみなかったり。笑。