2009 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッドモデルを用いたマシニングセンタの動的シミュレーション解析法の開発
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19760154
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中野 寛 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 助教 (70433068)
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| Keywords | 機械力学・制御 / モデル化 / 振動解析 / びびり |
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| Research Abstract |
金型や機械部品加工を行う際,びびり振動の発生は高精度化・高効率化のボトルネックとなる.これまでのびびり振動に関する研究は,切削点近傍の振動に注目して解析が行われているが,工具や被削材の形状,取り付け剛性などが変化すると,その都度切削試験や振動試験を行なって切削剛性や振動特性を求める必要があり,それらの違いがびびり振動の発生予測結果にどのように影響するか詳細に調査した研究は見られない.そこで本研究では,工具や被削材の変更などにも対応可能なマシニングセンタの動的シミュレーション解析モデルを構築し,事前に実験を行なうことなく,びびり振動が発生する切削条件を予測し,びびり振動を回避するシステムを構築することを目的とする.本年度は,切削点近傍の工具・主軸系の振動解析に加え,被削材を含む系でびびり振動解析モデルを構築し,切削実験結果と比較・検証を行なった.実施項目は以下のとおりである.1.昨年度までに実施した振動解析結果から,主軸,ツールホルダー,工具を含む系を連続体のはりモデル,被削材とそれを保持する冶具,テーブルを剛体とし,それらを結合した複合モデルで表し,運動方程式を導出した.2.エンドミル加工における断続的でかつ回転数に比例して切削力が周期的に時間変動する影響を,切れ刃の回転方向角ごとの固有値の変化をみる解析とし,逐次固有値解析を行なった安定判別結果からびびり振動の発生限界線図を予測した.3.切削実験で得られたびびり振動発生限界線図と本手法で予測した解析結果を比較し,両者が定性的に一致することを確認し,本手法の有効性を確認した.
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