TOOLPATHSツールパスの種類

ツールパス(工具経路)は、工具の刃先や中心が通る道すじです[1][2]。形に合った加工方法を選んで、CAM に計算させます。ふつうは荒加工 → 中仕上げ → 仕上げ → 残し削りの順に重ねます[3][4][5][1][6]。図は模式図で、縮尺は合わせていません。

▭2.5D のツールパス

品物外周に沿って 1 周
輪郭(外周・プロファイル)
内側を層ごとに掘り下げる
ポケット
上面を平らにする
正面削り(フェース)
穴の位置を拾って固定サイクル
穴加工(ドリル・タップ)
溝幅小さな円を描きながら進む(1 周の送りは大きく描いた)
トロコイド

穴加工の固定サイクル:G81・G83・G84(G・M コード辞典)

≋高効率荒加工(アダプティブ・ダイナミック系)

削る材料角:食い込みが急に増える直線:食い込みは一定
一定間隔の経路(従来)では、角で食い込み(赤)が急に増える
従来高効率荒加工
従来は ap 小・ae 大。高効率荒加工は ae を小さく、ap(軸方向の切込み)を深く取る(赤=食い込む所)

最初の切込みの目安は下の計算で。

◠3D 仕上げのツールパス

図は同じ山形の断面に、経路が通る点(青)を描いたものです。

平らな所が空く
等高線:同じ高さごと(急な斜面が得意)
急な斜面で間隔が開く
走査線:XY で平行な線(なだらかな面が得意)
面の上で等間隔
面沿い(スカラップ):面の上で等間隔
前の工具
ペンシル:前の工具が届かない谷・隅(赤)だけ
前の工具(大)小さい工具
残し削り:大きい工具の削り残り(赤)を小さい工具で

ボールエンドミルの回転数・送りはボールエンドミルの計算機へ。

⟲5 軸のツールパス

工具の向きの決め方・機械の構成・干渉の確かめ方は5軸加工のページへ。

◎トロコイド溝加工の目安

ae の上限(0.20Dc)—mm
G1 区間の ae(0.10Dc)—mm
1 周の送りの上限(0.10Dc)—mm
切り始め・終わりの円弧の半径(0.50Dc)—mm
溝幅の下限(Dc ÷ 0.70)—mm
Dc ÷ 溝幅—

ae_max = 0.20 × Dc / rad_m = 0.50 × Dc / w_max = 0.10 × Dc / Dc ÷ 溝幅 < 0.70[10]

目安です。Sandvik Coromant の資料にある比率に、入れた値を掛けただけの計算で、資料に計算例はありません。同じ資料に ae の上限 20%Dc、G1 区間の ae 0.1×Dc、ステップオーバーの上限 10%Dc が並んでいるので、3 つとも出しています。

↧高効率荒加工の最初の切込みの目安

アルミ:ap(1.5〜2.0 × D、刃長まで)—mm
鋼:ap の上限(刃長まで)—mm

鋼:ap ≦ 刃長 / アルミ:ap = 1.5〜2.0 × D(ただし刃長まで)[3]

目安です。Autodesk Fusion のヘルプは、最初の切込みは工具の有効刃長を目安とし、鋼は刃長まで、アルミは工具径の 1.5〜2 倍(刃長まで)を挙げています。メーカー 1 社の目安で、資料に計算例はありません。回転数・送りはエンドミル・フライスの計算機で。

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📚出典

ツールパスの名前はソフトによって違います(例:等高線=Z レベル・コンター・ウォーターライン)。お使いの CAM のヘルプで呼び名を確かめてください。

  1. FreeCAD project「CAM Workbench(FreeCAD Documentation)」
  2. Autodesk「Inventor CAM 2020 Help: To Simulate and Post Process the Toolpaths」
  3. Autodesk「Fusion Help: 3D Adaptive Roughing(旧 Adaptive Clearing)reference」
  4. Autodesk「Fusion Help: Scallop Finishing reference」
  5. Autodesk「Fusion Help: rest machining の検索結果(Rest Machining の説明)」
  6. 株式会社C&Gシステムズ「CAM-TOOL」
  7. Siemens Digital Industries Software「NX X Manufacturing Standard」
  8. Dassault Systèmes「DELMIA Machining - Online Store(プランと価格)」
  9. Hexagon(ESPRIT)「ESPRIT Milling」
  10. Sandvik Coromant「Slicing and trochoidal milling(技術情報)」
  11. 熊本大学 工学部技術部「リモートバッファによるNCフライス盤のDNC運転(倉田 大、技術部報告 2018年度)」
  12. Sandvik Coromant「Profile milling(技術情報)」