2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of virtual machining simulator for coupled simulation in variable spatial and time resolutions
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17H03158
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
白瀬 敬一 神戸大学, 工学研究科, 教授 (80171049)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 勇 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40776556)
佐藤 隆太 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60376861)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 切削力シミュレーション / エンドミル加工 / 工作機械 / 連成シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加工現象をモデル化して予測することは，加工効率や加工精度の改善，さらには加工トラブルの回避に非常に有効である。このため本研究課題では多目的・多用途に利用可能なエンドミル加工の切削力シミュレータを開発している。この切削力シミュレータは被削材をボクセルモデルで表現する点に特徴があり，解析する空間分解能と時間分解能を任意に変更することで，切削力シミュレータが多目的・多用途に使用できるようにしている。
①多様な工具切れ刃形状に対応できる静的切削力シミュレーションの研究では，前年度に完成した加工面の加工誤差を予測する加工面創成シミュレーションで，新たに工具の振れ回りの影響が考慮できるようにした。工具の振れ回りがあると切れ刃ごとに実切込み厚さが偏心量に応じて変化するために工具の弾性変形および工具把持部の変形が変化するが，それが加工面の工具送り方向の加工誤差にうねり成分として現れる現象をシミュレーションで再現することに成功した。
②工具振動の影響を考慮した動的切削力シミュレーションおよび加工面創成シミュレーションの研究では，解析の時間分解能と空間分解能を小さくしていくと長い計算時間と膨大なメモリを要するという問題に対して，計算の並列処理やメモリの管理を工夫して解決策を検討したが，抜本的な解決策は得られなかった。
③動的切削力と工作機械動特性との連成シミュレーションの研究では，工作機械の動特性シミュレータと静的切削力シミュレータを統合した連成シミュレーションを実現できた。この研究成果をまとめた学術論文が日本機械学会の論文賞に選ばれた。また，工具と工作物との加工中の接触剛性を測定するために，加工中に工作機械のテーブル駆動系のサーボモータにトルク外乱を加えるという全く新しい独自の加振実験を行った。加工中の接触剛性とプロセスダンピングを考慮したシミュレーションを行ってその有効性を検証した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
