2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K17951
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
大西 孝 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90630830)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 円筒研削 / 研削抵抗 / 研削熱 / 内面研削 / 寸法精度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
円筒研削盤における寸法精度の向上策として切残し量，すなわち砥石を送ったにもかかわらず加工されていない寸法の推定を図っているが，本年度は長尺工作物を対象として，容易に測定可能な砥石軸モータ電力から背分力(砥石の法線方向に作用する力，工作物や砥石を弾性変形させ，切残しの原因となる)を推定する手法の構築を試み，弾性変形に起因する切残し量を推定できることが分かった．また各種条件において長尺工作物の研削を行い，砥石周速度を向上させることで，トラバース速度を高く設定した場合においても研削抵抗の上昇を抑制し，工作物の弾性変形に起因する寸法精度の悪化を防ぎながら加工時間の短縮を実現した．
円筒研削盤における工作物の熱変形量の推定は，従来のひずみゲージを用いて工作物熱変形量の推定を行い，熱変形に起因する寸法誤差を直径で1μｍ以下に抑制可能なことを実証した．さらに，プランジ速度や砥石周速度を変更しても同等の精度を確保できることを実験的に検証した．
内面研削盤においては，加工前の工作物，砥石の形状を測定し，加工終了時の目標形状を設定することで，加工前に砥石摩耗により生じる形状誤差を予測し，最適な研削抵抗に達した際に加工を終了する知能化研削システムを構築した．複数の加工条件で研削実験を行い，工作物内面のテーパー量を1μｍ程度に軽減できることを確認した．またツルアを用いて砥石の形状補正を行った際も，同様の計算手法により形状誤差を抑制できた．この結果，内面研削においてはスパークアウト時間を短縮しながら加工精度を向上させることに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の目標としていた(1)研削抵抗に起因する切残し量の推定(2)内面研削における知能化研削システムの構築を挙げていたが，いずれも設定した目標を満たす結果に達している．(1)について，研削中に容易に測定可能な砥石軸モータ電力から主分力を求め，これまでの多くの研削実験データから主分力（砥石の接線方向に作用する力，砥石軸モータ電力に比例して増大する）と背分力の比を算出し，求められた研削抵抗比に基づいて研削実験を行ったところ弾性変形に起因する切残しによって生じる工作物の形状誤差の推定結果と形状誤差の実測結果がよく一致したことから，本手法の有効性を確認した．また，内面研削の知能化においては，前述の通り加工前に工作物の砥石の摩耗形態を予測し，砥石の摩耗による影響と研削抵抗による砥石の弾性変形が相殺する瞬間に加工を終了する手法を構築し，研削実験により十分な精度が得られることを実証した．
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| Strategy for Future Research Activity |
本課題の最終年度である本年度は，円筒研削において弾性変形に伴う切残し量も考慮した加工システムの開発を行う．同時に切残し量をより高精度に解析するために，研削抵抗の分布を解析的に求め，特に剛性が低く研削抵抗分布の影響を受けやすい長尺工作物を対象に解析結果の検証を行う．さらにこれまでの成果を展示会，論文投稿などを通じて広く周知を図る．
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| Causes of Carryover |
海外出張旅費（スウェーデン）において学生1名，教員1名の出張を予定していたが，本予算からは学生のみの充当となり，教員の出張旅費（約40万円）を節減できたため．また工作機械の消耗品類の購入が予測を下回ったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
機械の継続的なメンテナンスのため，消耗品の確保に努める．また老朽化している計測器の購入に充てる．
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