机械加工模拟技术的高能率加工

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1、機械加工シミュレーション技術による高能率加工HighEfficiencyMachiningthroughtheEmploymentofMachiningSimulationTechnology佐々木渉技術開発本部生産技術センター加工技術部岩﨑孝行技術開発本部生産技術センター加工技術部課長長谷川雅信技術開発本部生産技術センター加工技術部佐賀立郎技術開発本部生産技術センター加工技術部澤田法吉株式会社IHIターボ生産センター生産技術部近年，製品のさらなる高品質化，リードタイム短縮およびコスト削減が求められており，機械加工においても高精度，高能率化が求められている．今なお，製造現場では

2、過去の経験やトライアンドエラーに頼った加工の最適化が行われている一方で，数値解析の進歩に伴い機械加工にもシミュレーションが適用されるようになり，加工現象の予測が可能になりつつある．そこで本稿では，FEMによる機械加工シミュレーション，振動解析による加工びびり予測，および切削負荷解析によるNC(NumericalControl)プログラムの最適化，によって高能率化する手法を示し，その適用事例を紹介する．Inrecentyears,therehavebeendemandsforhigherquality,shorterleadtimeandcostreductionwithrega

3、rdtothemanufacturingofproducts.Inaddition,highaccuracyandefficiencyisalsorequiredinmachiningprocess.However,attemptsarestillbeingmadetoresolvemachiningprocessproblemsbasedonpastexperienceandtrialanderror.Ontheotherhand,numericalsimulationisbeingusedinmachiningprocessestopredictprocessingphen

4、omenabymakinguseofadvancesinnumericalanalysis.Thispapershowsthepossibilitiesforimprovingmachiningefficiencyusingmachiningsimulationthatemploysthefiniteelementmethod,thepredictionofchattervibrationinmachiningthroughvibrationanalysisandtheoptimizationofNCprogramsthroughcuttingforcesanalysis.1.

5、　緒　　　　言2.　機械加工のシミュレーション技術近年，製品のさらなる高品質化，リードタイム短縮およ2.1有限要素法を用いた切削シミュレーションびコスト削減が求められており，機械加工においても高精有限要素法(FEM)を用いた切削シミュレーションで度化，高能率化が求められている．しかし，今なお，製造は，実験では計測することが困難な材料・刃物の内部応力現場では過去の経験やトライアンドエラーに頼った加工のや刃先の温度などを得ることができる．これによって，切改善が行われているのが現状である．特に当社で扱うよう削現象を理解し，効果的な改善を実施できることが期待さな大型構造物やチタン合金や

6、ニッケル基合金といった高価れ，当社では，AdvantEdge®を導入している．解析に用な難削材を使用するジェットエンジン部品などでは，試いる材料物性値はその取得が困難であるが，本ソフトウェ験，試作を繰り返すことは時間とコストの両面で容易ではアではデータベースとしてデフォルトデータ（あらかじなく，実験的アプローチには限界がある．め，登録されたデータ）が内包されており，100種以上一方で，数値解析の進歩に伴い機械加工にもシミュレーの材料についてシミュレーションができる．しかし，デションが適用されるようになり，加工現象の予測が可能にフォルトのデータだけでは十分な精度を得られない実例も

7、なりつつある．当社では，自社開発の機械加工シミュレー多く，各種の社内材料試験結果から材料物性値を取得し，タに加え，市販の汎用ソフトウェアを導入し，これらを組シミュレーションの高精度化を図っており，これが当社のみ合わせて加工条件の最適化技術の開発を進めてきた．本ノウハウとなっている．稿では，その取り組み事例について紹介する．第1図に，SCM440H材のフェースミル（f32mm，2枚刃工具）における実験結果と解析結果の切削抵抗における誤差比較の例を示す．AdvantEdge®のデフォルトデーIH