切屑接触長さを拘束したボールエンドミルによる曲面加工のびびり振動抑制

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650154
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 臼井 英治 東京電機大学, 工学部, 教授 (20016299)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浜野 新 東京電機大学, 工学部, 講師 (80277235) ; 松村 隆 東京電機大学, 工学部, 助教授 (20199855)
• Keywords: ボールエンドミル / 拘束工具 / びびり振動 / 切削機構

Research Abstract

1.拘束刃形の制振効果の実験的検証
通常用いられる形彫り方式のうち最もびびり振動を生じやすいx-z軸制御,y軸ピックフィード方式を採用し,通常刃形および拘束刃形を用いる形彫り切削を行った.形彫り断面は両側に円弧部,斜面部を持ち,中央に平底部をもつものであり,円弧部の半径,斜面部の傾き角を変えて実験を行い,びびりを発生する安定限界切込み量を測定した.使用した切削工具は超硬合金製1枚刃のボールエンドミルであり,放電加工により拘束刃形を付与した.得られた知見は以下の通りである.
(イ)安定限界切込み量は切削条件や形彫りの昇り行程,降り行程により,また円弧部の半径,斜面部の傾き角によって相違し,拘束刃形による安定限界の改善率も異なるが,いずれについても常に1.5〜3倍程度の改善率を示す.
(ロ)定性的には,加工断面各部のびびり易さ,拘束刃形の効果をエンドミル切れ刃と工作物の接触弧の傾き,接触弧長さを目安として判定できる.
2.びびり発振過程の計算機シミュレーション
前年度に開発した静的(無振動の)切削抵抗3分力を解析的に求める手法を動的切削の場合に発展させ,定常2次元切削に関する力学的データのみをデータベースとして任意の刃形(切れ刃諸角,拘束の有無),切削条件における前項のボールエンドミルのびびり発振課程を計算機上でシミュレートできる手法を開発した.若干のプログラム不備が残っているが,これによるシミュレーション結果から,拘束刃形がびびり発振を抑制する経過を示すことができた.今後更に改良して安定限界を具体的に求められるものにしたいと考えている.