2018年9月15日土曜日

小型工作機CNC2418 その61(位置合せ治具発動&疑似旋盤加工)

前回、位置合せ治具が完成しました。

それを使ういい題材がないか探していると、
丁度いい題材が出てきました。
この鍋の取手です。
裏からビス止めです。
上の鍋は、まだヘタっていないのですが
下の鍋の取手がグラグラなのです。
取り外すと、だいぶ腐って弱くなっているのです。
もう何度か回転させてビス穴を変えて、ごまかしてきました。
ごまかすのも後1回が限界という所まで来ています。
この様な取手、売ってそうなのですが、最近は、置いていないようで
見つけれなかったのです。
で、Φ24、600mmの棒を買ってきました。
上の写真の様に鍋の挿入部分に入るよう径を細くする必要があります。
本当は、この程度の加工は、手でやった方がいいのですが、
旋盤みたいな加工で裏表に分けてCNCで加工したいのです。
そこに位置合わせ治具が活躍できると思ったのです。
治具を使わなくても、裏表の位置は、できるのですが
でも折角作った治具を使う絶好の機会なのです。

まず、35mmのイモネジを少し短くして20mmにカットします。
これを使います。
M4なので、空中で両手ではダメで
床に置いてかなり体重を掛ける必要がありました。
カット面はかなりキレイです。
切るというより、破断させているんですね。
ダイヤモンドヤスリで少しテーパーをつけます。
治具に取付ます。
この棒から上に飛び出さないようにしたかったのであります。
鍋に差し込む部分を細く削るのです。
左上の穴は、下げ金具用、兼、基準穴。
右下は基準穴。
最後に右下の基準穴でカットして左側が取手になります。
右側は、もう一つの鍋の取手で少し径が異なります。
2つ分作るわけです。
四角と原点のスケッチを表示ているのは、CAMで原点や切削範囲を指定するためです。
これを表示した状態でCAM画面に行きます。
CAMのセットアップ
でストックを円柱にしたかったけどできませんでした。
できないことは、ないのですが、ポスト処理でエラーがでました。
角材のストックにします。
原点が、ここでは都合が悪いので
スケッチで描いていた、原点を指定します。
加工の設定に行きますが、
この時作った、切削条件表を見返すと木材では、
ミル直径:3.175mm  回転数:8000rpm(S800)で
切削送り速度:530 mm/min、深さ:0.7mm
と、作った時は、強気だったけど、今は、弱気なので、70%に落として(-_-;)
370mm/min、0.7mmで行こうと思います。
木材が柔らかそうだったら
OverridingでFeedを上げることができるし。

ということで、穴は、[2D]-[輪郭]を使います。
[2D]-[2Dポケット]や[3D]-[ポケット除去]では、
ミルの直径が、穴の半径より大きいとツールパスができないのです。
この設定にします。
 輪郭を選択して
上の手前の穴は段差があるので、選択にコツがいります。
まず、[2D]-[輪郭]のこの[輪郭選択]で
穴の手前の円周部をクリックすると
穴以外に段差の部分も選択されるので
カーソルを青線の上に置くと(クリックしません)
赤に変わるので(線の上にカーソルがあると赤になります)
赤の状態でカーソルを穴の円周半円の上でクリックします。
全体が黒線ですが、赤丸部の手前の半円部だけ薄く青になり
右下にアイコンが出てきます。
]の「開いた輪郭」アイコンをクリックします。
]の「現在の輪郭を承認」アイコン  をクリックします。
手前の半円だけが選択状態になりました。
穴の反対側の半円も同様に円周部分をクリックすると
この様に青線ができます。
カーソルを青線の上に置くと(クリックしません)
赤に変わるので(線の上にカーソルがあると赤になります)
赤の状態でカーソルを穴の円周半円の上でクリックします。
全体が黒線になりますが、半円部だけ薄く青になり
右下にアイコンが出てきます。
]の「開いた輪郭」アイコンをクリックします。
]の「現在の輪郭を承認」アイコン  をクリックします。
これで穴の円全周が選択できました。
次は、高さ関連を設定して
 [複数深さ][均等切込みを使用]にチェック入れて
[最大粗取り切込みピッチ]0.5mm としました。
 [進入][退出]のチェックを外します。
久しぶりなので、穴といえど、シミュレーションしておきます。
次は、丸棒の径を細くする側面切削です。
疑似旋盤というか旋盤みたいな加工をやりたいので
[3D]-[走査線]を使うことにします。
まあ、「何とな~くこれがいいかな」という感じで選択しています^^;
工具送りと速度は、穴と同じです。
[工具外側境界]にします。
ここでこの境界を選択できるようにスケッチを表示していたのです。
裏返して切削する予定なので
ボトムは、直径24mmの半分より1mmだけ深く-13mmにします。
次のタブは、かなり試行錯誤しました。
直径24mmを21mmに削るので片側の堀深さは、1.5mm
一度にこの深さを掘るのは、厳しいので、2回に分けることにします。
1回目は、深さ0.7mm分を残して(0.8mmの切削)荒削りします。
以下の項目をデフォルトから変えました。
ここは、1つ変えてはシミュレーションを繰り返した産物です。
[急斜面領域加工]にチェック
[最小急斜面切削ピッチ]:0.1mm
[最大急斜面切削ピッチ]:1mm
[パス方向]:90 deg(ツールパスを軸方向⇒径方向にします)
[切削ピッチ]3mm(パスの間隔、ミル直径が最大値)
[仕上げ代]0.7mm(0.7mm残して荒削りする)
[フィレット]2mm(選択域内のΦ4穴を掘らないようにする)
[OK]するとツールパスができます。
やろうと思ってた旋盤みたいな加工パスになりました!
シミュレーションします。
[カラライゼーション]を傾斜にすると、表面のウネリがよく分ります。
まあ、良さそうです。
[材質]を鏡にするのが、表面の状態が見た目に分り易いです。
荒削りなので、これでいいでしょう。
ちなみに[パス方向]:0 deg のままだとツールパスがこうなり
仕上がりが全然綺麗になりません。
時間は、16min ⇒ 11min と少し早くはなりますが...
続いて2回目の仕上げ切削です。
1回目から変えた所は、
[切削ピッチ]2mm(1mmでは、時間が掛かりすぎるので)
[仕上げ代]のチェックを外す
ツールパスが1回目より密になっています。
シミュレーション
[モデル]セラミックだと表面が判り難いです。
[カラライゼーション]を傾斜にして、表面のウネリが強調してみえます。
やはり[材質]を鏡にするのが、直視的には分り易いです。
後は、サンドペーパーで仕上げることにします。
ちなみに[切削ピッチ]2mm ⇒ 0.5mmにすると
ツールパスは、こんなに密になり
シミュレーションも滑らかになりますが、
切削時間は、23分 ⇒ 58分 にもなるので、まあ2mmが落とし所という感じです。
ポスト処理します。
穴、1回目の走査線加工、2回目の走査線加工のGcodeを吐き出します。
1回目と2回目は、一緒にポスト処理してもいいのですが
途中経過を見たいので、別々にします。
[G28 Safe retracts]は、忘れずに[いいえ]にします。
ちなみにセットアップだけZ軸を軸方向にしてストックを円柱にできるので、
加工設定で通常の軸にすると、この様にシミュレーションは、できました。
が、ポスト処理でエラーがでるのです。
それでは、切削に行きます。
部材をセットします。
Φ24 全長600mm の丸棒です。
原点設定というか原点になるべきポイントを探す作業です。
左端に下ろして、紙が動かせなくなった所で止めて
RESETしてXYZ全部「0」にします。
ここから、X軸の原点へは、X軸方向に
160+3.175÷2 =161.5875mm の座標なので
なので161.590に移動します。
これでX軸は、原点に来たことになります。
Y軸は、奥側から部材に近づいて、紙が動かせなくなった所で止めて
読むと、Y軸:13.000
たまたま小数点がピッタリ「000」!
今度は、手前側に持ってきて
じわじわと部材に近づけ、紙が動かせなくなった所で
Y軸:ー14.000
また、小数点がピッタリ「000」!、気分いいですね~
Y軸原点は、この中間点にすればいいので
{13.000+(-14.000)}÷ 2 = -0.500
がY軸の中心座標ということになります。
Y軸を-0.500ポイントへ移動します。
このポイントで
Z軸も紙を挟んでゼロ調整します。
X:161.590、Y:-0.500、Z:-10.6になっています。
今の位置が、XYZ全て原点ということになるので、
ここでRESET!
Machine coodinatesもALL「0」にしないと、な~んか安心できないのです。
エンドミルは、長いこれを使います。
先端Flat・2-Flute・トウモロコシタイプ(HOZLY製)の3.175mm
全長45mmなので10mm固定したとして35mmの深さまで掘れます。
これは、1個ずつケースに入って高級感があります。
アフィリンクないので消えるかもです。

まずは、基準穴あけから
Candle v1.1.7にGcodeを読み込みます。
目分量で測っていたら、固定が深すぎて、軸長がギリギリでした(-_-;)
では、位置合わせ治具を取り付けます。
治具を横において、穴位置を合わせて、スケールで位置を見ておきます。
溝に挿入します。
スケールで奥に入れていきますが、横から1mm程、浅めの所で
上からイモネジピンを入れます。
イモネジを回しながら、治具をじわ~っと押し込んでいくと
ある所でイモネジがビス穴に食い込む感覚が分かるので、そこで締めます。
上手いこと固定できました!
反対側も同様にして固定します。
慣れれば、意外と簡単ですが、
奥に入れ過ぎて失敗すると、両方とも外さないと取り出せないし、
イモネジを上から抜くのは、磁石で引っ張り上げるしかありません。
何とか一発で留めることができました!
旧バージョンの治具で随分練習したからでしょう。
では、Candle v1.1.7に読み込んで、側面切削1回目の粗加工です。
疑似旋盤加工中。
動画で!
ミルの側面で切削した所は、ヒゲが多いです。
軸方向の堀量が3回に1回だけ多いです。
パスの間隔は、やはり一定ではなく、ザクッと削った後、
狭い間隔で表面を慣らしているようです。
できました。
18m34sです。
Overridingは、100%のままです。
やはり久々なので速くするとちと怖いです。
不思議なことに手前と奥では側面のヒゲの出方が全然違います。
きっとエンドミルの回転方向に対する部材の当り方の差ですね。
続いて2回目の仕上げです。
仕上げ切削中。
動画で!
最初にガ~ッと大きく削った後、2往復は、ちょっとしか削っていません。
ここもOverridingは、100%のままです。
26m10s
ステージの溝とX軸がどの程度平行になっているか心配でしたが
結構大丈夫そうです。
後から計算したのですが、切削部分の断面図です。
この切削部分の深さは、左から1.3、2.25、1.75、1.3mmです。
1回目の粗加工では、仕上げ代:-0.7mmにしていたので
切削深さは、左から、0.6、1.55、1.05、0.6mmとなります。
1.05は、まだしも、1.55mmは、かなり厳しいですね~
どうりでCNCが、この近辺だけちょっと悲鳴を挙げていたわけです。
一旦、スピンドルをXY原点、Z:10mmに移動して
Z軸は10mmにします。
裏返し中にUSBケーブルとか外れると折角の苦労が水の泡になるので。
固定具を外して
部材を位置合わせ治具のピンからそっと外します。
部材を裏返して、再び位置合わせ治具のピンに入れて置きます。
なかなか簡単でいいですね~
再度、固定して、裏というか最初の反対側の粗加工から再開です。
その、裏の粗加工が終わりました。
上が粗加工部、下が仕上げ加工部
やっと轟音に少し慣れてきたので、Feed120%
仕上げ切削は、深さは、オール0.7mmなので
だんだん速くしていきます。
この辺で、Feed:150%
更に160%
更に170%
まあこの辺、180% で止めときます
370 x 1.8 = 666(あっ不吉な数字...計算するんじゃなかった)
粗削りは、真ん中辺で深く掘る所があり、あまり速くできませんでしたが
(この時は、粗削りの深さを計算してなかったのです)
仕上げだけは、0.7mm深さの均一だとわかっていたので
結局、Feed180%まで行きました。
もう少しいけた感じもします。
19min20secで完了です。
切削は終了。
いい感じです。
裏表の段差がわかりません!
不思議なことに
Ball-Endではなく、Flat-Endなので
下2つの赤丸部は、フィレットでRが付くのはわかるのですが
一番上の赤丸部は、切削部が垂直にならず、同じ様にフィレットが付いています。
見かけが同じになるようにFusion360 CAMがツールパスをそうしているようです。
最後に固定具から外して
左側の位置合わせ治具を外して
左右を入れ替えて、右の位置合わせ治具のピンに装着して
反対側にも穴を開けます。
手引き鋸でカットします。
鍋が2つあるので、
切削ヒゲの感じでは、フルカタ集成材より少ないので、それでもないし
何の木かわかりませんが、この木材、かなり柔らかいことは、確かです。
鍋の取手なので、硬い木が欲しかったのですが、これしかなく。
***2018.9.15追記
今日、丸棒を買った店で見ると、檜葉(ヒバ)でした。
檜葉の芳香は、ヒノキチオールという成分で
檜(ヒノキ)よりも多く含まれているそうで
抗菌効果があり腐れ難いので、まな板などにも使われるようです。
偶然ですが、何だか料理器具には向く材料だったのでした(^o^)
***
ギチギチに設計していたので、回しながら、嵌め込んでいきます。
嵌りました!
修理完了です。
模様を付ければ良かったなあ~
と、今頃思っています(-_-;)
直ぐに治具を試したかったので、模様まで考える余裕かなかったのです。
元々は、PCBの両面切削で裏表の位置合わせ用に作ったので、
いつの日かやりたいと思います。