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縦フライス盤で六面体の加工するための手順を説明します。

1.形状
 下図のような感じになります。

    
      

2.条件
 使用機械
 ・縦フライス盤
    静的精度は、JISB6204-2(ひざ形)、JISB6225(ベッド形)参照    
 ・使用工具
    正面フライス

 ・工作物の素材
    黒皮まる材
 ・工作物の保持具
    バイス
      バイスは正しく固定したものとし、動的精度もある程度出ているものとします。
    バイスの向き
            

 ・補助治具
    スコヤ・敷金
      平行・直角度を数値管理する場合(高精度)はテコ式ダイヤルゲージ等も必要。
 ・他
   樹脂ハンマ・ショックレス・鉄ハンマ等
   またフライス盤関係の資料はここここを参照して下さい。 

備考
 あまり影響ないと思いますが、材料の内部応力は無視して説明します。6面加工で各面との平行度・直角度等の精度(0.01以内)が必要な場合は荒加工後、再現性の高い機械を使用し、ほぼ同じ手順であまり材料に圧力をかけないで(イケール等を使用する)保持加工して下さい。

3.加工手順

手順 イ ラ ス ト 説    明
01 材料とバイスの口金にアルミ等の非金属の板を入れ、黒皮面全面しっくり締め付け圧力が加わるようにします(固定側と移動側)。
その後樹脂ハンマ又はショックレスハンマで工作物上を叩き材料がバイスの着座面に当たるようにし、再度適度な力締めます。
02 荒加工後、締めなおしをし、軽く締めた状態で仕上げ加工します。

第1面加工完
03 第2面加工

敷金の上に上下ひっくり返し底面に第1加工面がしっくりあたる様に、樹脂ハンマ等でショックを与え、敷金が抜けないようにします。

04 第2面加工完

★高精度を要する場合は手順05へ、
平行度等の数値に多少ばらつきがあってもよい場合は手順06へ行く。
05 荒加工後マイクメータで周囲4箇所の厚みを確認後し、もし期待外れならバイスをさらに締めてワークを浮かせ、敷金を取り、軽く締まっているように締め直しを行う。

■ 次にピックテストを主軸に取り付け、第1面の下面に測定子が当てるようにし、適度な重さの鉄ハンマでワーク上面を軽くたたきながらX軸片側の平行(Y軸) を出します。そのままピックテストの目盛りとZ軸を0セットし、Z軸を上げ、X軸反対側へ主軸を移動後、先に合わせたZ軸とピックテストの指針が0になる ようにZ軸を動かしてから、X軸の平行を確かめます。違うようなら鉄ハンマで高い方を叩いて調整します。
注意 削り代以上に凹を造ると残りますので注意してください。

X軸を平行にしたらそのままY軸の確認を行い、もし違いが出ているようでしたら、直します。その後さらに再度X軸の平行を確認します。
平行が出たら仕上げ加工します。
結果(目標0.02以下)はマイクロメータで確認する。

06 第3面目の加工です。

固定側に最初に加工した面(第1面)をあて、移動側の口金のほぼ中央にアルミ板等をあてがい締めます。ここでも樹脂ハンマで叩いてバイス底面へ黒皮部を当てます。

★高精度を要する場合
ピックテストで第1面と機械のZ軸と平行か確認し、期待外れ(0.01以下)なら締め付けの圧力で調整します。
07 3面目加工終わり。
08 第4面目の加工。

第3面を下にして樹脂ハンマで叩いて底面に密着させ(音で判断)、加工します。

★高精度を要する場合
第1面との直角度を確認する為に、機械のZ軸にピックテストを取り付け、第1面との平行出しと、手順NO5の■印以降の第1面の平行出しを参考に第3面の平行出しを行います。

注意、第1面と第3面の直角度に差異が出た場合、第1面の平行を優先する。
また平行を出す面(ここでは第2面とか)を変えると累積誤差を生じますので、必ず第1面を使用します。

09 第4面目の加工が終わり。
10 ちょっと整理します。

第1面は3回基準面に使い、第3面は1回基準面として使いました。

★高精度を要する場合は基準面を必要最小数にすることが重要です。
11
第5面目の加工。

第1面を口金固定側へ合わせ軽く締めます。

スコヤを使い、X軸と第3面との直角を、ワークの第3面とスコヤとの間から漏れる光具合を見ながら、樹脂ハンマでワークを軽く叩き、光の漏れ量を見ながら平行を合わせ、さらに強く締めます。

★高精度を要する場合

第1面・第3面ともZ軸との平行をピックテストで確認します(0.01以内)。

順序は第1面→第3面となりますす。
12 第5面目加工完了
13 第6面目の加工です。

第1面をバイスの固定口金へ当ててから締め、樹脂ハンマで叩いて底面に第5面がしっかり接触していることの確認を音で見る。

★高精度を要する場合
手順NO08の「★高精度を要する場合」を参考に必ず第1面と第5面の姿勢を数値で確認する。

14 第6面目の加工が終わり、六面体が出来上がりました。

15

     完成品

4.備考
 以外にもいろいろな方法があるかと思います。ただ言えるのは、
これだけの面を加工する場合、累積誤差が必ず発生しますのでその誤差をいかに減らすかがポイントになるとおもいます。機械精度はJIS規格でも 300何が しかで0.02~0.03程度の製作誤差を認めているし、静的精度の検査は移動しない軸は固定することになっていますので、実際の作業では注意が必要にな ります。そのような許された許容差はその機械の癖として当たり前という考えもあります。従いその癖をいかに知り、いかに使いこなすかが技能者だと思いま す。

※スコヤ等と使わない六面体加工も参考にしてください。

5.エンドミルを使った六面体加工
 小さい六面体はエンドミルで加工すれば2工程で加工できます。


       
  
1回取り付けたら上図のように、上面と両サイド削ります。取り付けは材料の平面部2面がバイス口金固定側と可動側になるような向きにします。エンドミルで側面も加工しますので、口金にエンドミルが干渉しないようにコマをあてがいます。
これで1段取りで3面の加工できますが、ここここを見てもお分かりのように、強度に応じてエンドミルが逃げますので、期待する直角度に満たない場合はここを参考にして下さい。  

最初の3面の加工が終わったら、残りの3面が加工できるようにクランプし加工します。
※必要に応じピックテスト等を使い数値で取り付け姿勢の確認をします。

こうする事により段取りがえの誤差を減らす事が可能になります。

6.六面体加工参考ページ
教員研修センター:研修支援情報
長岡技術科学大学工作センター   


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