超高速切削加工における高感度・高時間分解能工具損耗モニタリング装置の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555037
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 吉田 嘉太郎 千葉大学, 工学部, 教授 (80174960)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 昇 千葉大学, 工学部, 助教授 (30239660)
• Keywords: 超高速切削加工 / モニタリング / 切削動力計 / 工具損耗

Research Abstract

超高速切削における工具損耗機構を究明しこれを高精度に監視するためには,切削現象に伴う3軸方向の切削分力を高い時間分解能で計測するとともに,工具損耗現象とその支配因子との関連について基礎的に理解することが必要である.この目的を達成するため,本年度は衝撃的な切削力の3軸方向成分を一切れ刃毎に計測できる切削力モニタリングシステムを新たに試作・構築した.具体的事項について以下に示す.
1.高速回転で使用するエンドミル工具の1切れ刃当たりの切削分力の3軸成分を高い時間分解能と感度で計測する手法を開発した.具体的には,主軸回転数(〜40,000rpm)と工具切れ刃数(〜6枚)を考慮して,応答周波数が高くで高感度の3軸衝撃荷重測定センサ(インパクトセンサ)を利用した切削動力計と計測システムを試作・構築した.
2.試作した切削動力計に静荷重および衝撃荷重を疑似的に負荷した場合の基本性能を評価するとともに,問題点を抽出し改良を加えた.
3.現有の超高速切削加工装置に試作した切削動力計を搭載し,金型鋼材を対象に切削速度と切込みをパラメータとした加工実験と工具損耗試験を行い,切れ刃当たりの切削分力の特異性と工具損耗との関連性を明らかにした.
次年度は,試作した切削力モニタリングシステムを用いて,切削条件と工具損耗との関連を定量的に求めるとともに,工具損耗の支配因子を特定し加工条件にフィードバックできるアルゴリズムを提言していく.