超精密旋盤用真空チャック面の熱変形・弾性変形による形状変化

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550101
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 横山 和宏 新潟大学, 工学部, 助教授 (00018673)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 速水 清 新潟県工業技術センター, 室長 ; 一宮 亮一 新潟大学, 工学部, 教授 (10035595)
• Keywords: 空気静圧式主軸 / 平面度 / 遠心力 / 弾性変形 / 直流制動 / アンバランス

Research Abstract

昭和63年度の成果を公表するため、デ-タの整理を行っている段階で一部デ-タの測定精度が不十分である可能性が見いだされ、これを解消するため、実験装置の一部を作成しなおし、弾性変形・熱変形の測定実験を再度実施した。得られたチャック面の形状変化は、前年度の結果と殆ど同一であったが、測定デ-タの精度に関する不安を解消することが出来た。この成果を11.研究発表の項に示すとおり公表しました。
空気静圧式主軸用の治具を作成し主軸に取り付けたところ、静的バランスが運転条件により変化する現象を見いだした。主軸自体の動的バランスはメ-カにて測定済みであり、この主軸は最高7000rpmで使用するので、静的バランスを十分に確保しておくことが、精度のよい研究を実施しかつ故障なく主軸を使用する上で是非とも必要です。そこで、まず主軸のアンバランス量と運転条件との関係を明らかにし、かつ今後の研究の基礎として主軸自体の基本的特性と変形特性を明らかにすることにしました。その結果、以下のことが明らかになりました。
1.主軸停止時に直流制動を行うと、見かけ上のアンバランス状態が生じる。アンバランスの大きさは、主として直流制動に依存するて。主軸の加速時間・減速時間・停止後の経過時間には依存しない。停止後、主軸を1回以上手回しするとアンバランス量は約1/2程度になる。
2.アンバランス量をきわめて小さくするには、停止時に主軸のフリ-ランを行う(直流制動を行わない)必要がある。
3.遠心力にもとづく主軸軸方向の収縮量は最高3.0μm(全長695mm、7000rpm時)である。
4.遠心力にもとづく主軸の直径分の膨張量は最高0.3μm(直径60mm、7000rpm時)である。

Research Products

• [Publications] 横山和宏: "真空チャック面の弾性変形・熱変形による平面度変化" 精密工学会誌.
• [Publications] 横山和宏: "超精密旋削におけるチャック面の変形(第1報遠心力による弾性変形)" 1989年度北陸信越支部=信越地方(長岡)講演会概要集. 63-64 (1989)
• [Publications] 横山和宏: "超精密旋削におけるチャック面の変形(第2報主軸部発熱による変形)" 1989年精密工学会秋季大会学術講演会論文集. 63-64 (1989)