2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of Coupled Dynamic Behavior between Machine Tool Dynamics and Cutting Force
| Project/Area Number |
18H01350
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
佐藤 隆太 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60376861)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 勇 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40776556)
白瀬 敬一 神戸大学, 工学研究科, 教授 (80171049)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 数値制御工作機械 / 振動特性 / 切削力 / 接触剛性 / 連成シミュレーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
数値制御工作機械で切削加工を行うとき，数値制御工作機械の動的な挙動と切削力との間には複雑な力学的関係がある．その中には，工作機械の構造振動，主軸および工具系の振動，送り駆動系や主軸駆動系の特性，案内面や軸受の摩擦特性，切削プロセスといった，制御系や電気回路の特性から機械系の特性に至る全ての要素が含まれる．本研究の目的は，それら加工に関わるすべての要素を詳細にモデル化して統合したシミュレーションを行うことで，工作機械の特性と切削力との間の動的な連成挙動を明らかにすることである．
本研究では，これまでに，ボールねじやリニアガイドの非線形摩擦特性をモデル化し，そのモデルを組み込んで工作機械の振動特性と切削力との時間領域連成シミュレーションを行うことで，非線形摩擦特性が加工中の振動特性に及ぼす影響を表現することに成功した．また，加工条件を様々に変えた振動特性評価試験を行い，加工条件と振動特性との関係を評価することに成功したほか，振動特性の変化をシミュレーションで表現することにも成功した．このほか，工具の振れ回りを考慮した切削力のシミュレーションも行った．
2020年度には，工具と工作物との間の接触状態を検出する方法を開発し，接触状態と工作機械の振動特性との間の関係を定量的に評価したほか，工具系と工作物系，および工具と工作物との間の接触による接触剛性と振動減衰性とをモデル化し，そのモデルを組み込んだ状態で加工中の振動特性をシミュレーションした．その結果，接触による影響は工具逃げ面の押し付け力や接触長さによって大きく変化することが確認されたほか，その影響をシミュレーションで表現できることも確認できた．
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(6 results)
