2015.04.19新製品の試作・開発を行うため、高精度・高剛性フライスマシンを作る事にしました。使用しているNCフライスを高精度化しても良いのですが、木時計の量産マシンと試作研究用のNCを別に用意したかったのと、以前から使っているNCフライスは、本来はオリジナルのNCを作る足がかりとして購入したものなのでいっそのこと作ってしまおうとなりました。可能な限り剛性を高め、C3等級のボールネジで精度を出し、ワークスペースも400×300ほどで設計しています。スポンサーリンクベース材料選びメインの材料は剛性に直結するものなので良く吟味する必要があるのですが、ぶっちゃけ金属なら何を使っても大差はありません。(もちろん例外がありますよ)というのも、剛性(変形し難さ)の尺度であるヤング率は、例えば鉄はアルミと比べ3倍の剛性がありますが重さも3倍あるのです。アルミで鉄と同じ剛性を確保しようとするなら厚みを3倍にすれば質量も変わらず、結局は剛性も同じという訳なのです。ヤング率は母材によってほぼ決まるので、ステンレス(SUS304)だろうが炭素鋼(S45C)だろうが鉄系なら200GPa前後、アルミ系なら70GPaで大きな差はないのですただし、引っ張り強度は材料組成によって大きく制御可能です。文字としてのニュアンスが似ているので強度と剛性が混乱してしまいがちですが、材料力学上まったく異なる意味を持っているのです。NCフライスを自作している方もちらほらいますが、アルミに比べて剛性が~とか重さが~とか言っている方はたぶん材料のことがよく分かっていないのでしょうね。そんなわけで、フライスなどの加工機は強度が必要なほどフレームが変形してしまっては精度なんて出ませんから強度より質量あたりのヤング率「ヤング率/質量」を重視します。今回は材料費を考え、アルミよりも安価な鉄材で作ります。重くてステッピングモーターの出力不足の場合、一部C-FRPに置き換えてみようかと思っていますが、思うだけですね多分。丸3日がかりで設計図を書いてみました。一部フレームのリブやねじ長さなどを修正するパーツがありますがこんなものです。一つ悩んだのが、ワークを固定するX軸テーブルの可動方法。ステージを動かすか加工ヘッド側を動かすか、一長一短なので悩ましい所です。短所X軸の加工は、Y軸Z軸ユニットを動かす必要があるので、慣性が大きくなってしまうY軸Z軸ユニットの荷重に気を使うY軸フレームの固定タイプは慣性の面で有利ですが何かしっくりこない(第六感的な気持ちわるさ)があるのでY軸フレームを稼働させるタイプに決めました。概算で質量計算してみると、スピンドル、Y軸Z軸合せると80kg以上になってしまうことが判明。このままでは十分な加工速度が出せないかもしれません。剛性に影響しない範囲で肉抜きするか、やはりY軸フレーム固定タイプにする必要がありそうです。一応コンバーチブルな設計でどちらにも対応可能ま~とりあえず作ってみることにします。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。ついて多関節によるリアルな鳥型飛行機の開発や、自作パソコンの話題、NCフライスを使った工作などを扱っています。最近はもっぱら鳥型飛行機の開発が中心となっています。ついて記事がお役に立ちましたら、ブログ運営をサポートしていただけると大変助かります。下記のリストからサポートしていただけるものがございましたら幸いです。ついて記事がお役に立ちましたら、ブログ運営をサポートしていただけると大変助かります。下記のリストからサポートしていただけるものがございましたら是非ともサポートのほどよろしくお願いいたします。