2015 Fiscal Year Annual Research Report
CFRPの高速曲線切断を可能とする丸のこ切削の開発
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26630021
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
笹原 弘之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00205882)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 機械工作・生産工学 / 切削加工 / CFRP / 丸のこ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.曲線切断丸のこ専用小型加工機の開発：小型の曲線切断丸のこ加工機を開発した．のこ刃の直径はφ50 mmでR200 mm程度の曲率半径まで加工可能とした．X軸，Y軸の直進軸，のこ刃の湾曲状態を制御するU軸，工具をZ軸まわりに旋回する旋回軸C軸，さらに，切断面の角度を可変とするための工具傾斜軸B軸を有する構成とした．
2.湾曲丸のこの開発とCFRP切削試験: 湾曲させる構造の必然性から，たわみやすさが必要となる一方で，切削力に対する剛性も確保する必要がある．のこ台金に放射状に多数のスリットを設けることによりたわみ剛性を調整することができる．有限要素法解析と実験とにより，椀状に湾曲させるよう環状変位を与えた場合の剛性やスリットおよび荷重点付近への応力集中の状態を明らかにし，本加工に適した丸のこの構造の設計指針を作成した．
3. 任意の曲線を切断するための，のこの湾曲状態と移動軌跡の制御方法の開発：曲率半径が場所によって異なる，自由曲線を連続的に加工するため，①のこの湾曲状態と②のこの移動軌跡，③のこの姿勢の制御方法を開発した．のこ刃には「あさり」が存在し，切れ刃部の幅が台金よりも大であることを利用し，その範囲でたわみ量を制御することにより切断面とのこの台金の干渉を回避しながら任意の曲線を切断可能とした．
4. のこ刃形式での切削におけるCFRPのデラミネーションやファイバアウト，工具寿命について調査し，丸のこ切削によりCFRPの高品位加工が可能であることを示した．
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