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高速切削のバーチャルマシ-ニングと生産加工システムへの適用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 07455061
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

帯川 利之  東京工業大学, 工学部, 助教授 (70134830)

研究分担者 篠塚 淳  東京工業大学, 工学部, 助手 (30282841)
白樫 高洋  東京工業大学, 工学部, 教授 (50016440)
笹原 弘之  東京工業大学, 工学部, 助手 (00205882)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
1997年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1996年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1995年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード生産加工システム / 切削 / バーチャルマシ-ニング / 高速切削 / バーチャルマシニング / 熱弾塑性有限要素法 / 鋸歯状切りくず生成 / 延性破壊 / 切削温度 / すくい面応力分布
研究概要

高速切削の本格的な研究や実用化は始まったばかりであるが、大きな付加価値を生みだす加工法の一つとして注目されており、高速切削への期待は非常に大きい.しかし高速切削の適用範囲を探索するための基本戦略が定まっておらず,こうした現状では,コンピュータシミュレーションによるバーチャルマシ-ニングにより,高速切削状態の把握と事前評価を効率的に行う必要がある.また生産加工のシステム化を推し進めるためには,バーチャルマシ-ニングを利用した切削条件の最適化を進める必要がある.
そこで本研究では,先ず高速切削の物理現象を解明するための二次元切削および三次元切削のバーチャルマシ-ニングシステムの開発を行った.切りくず形態として流れ型,せん断型,鋸歯型,すくい面形状として平面型,溝型,三次元工具としてバイト,エンドミルが対象である.
次にバーチャルマシ-ニングシステムの活用例として工具刃形の最適化を取り上げ,これにより高速化のための工具設計指針を獲得することを試みた.具体的には工具の摩耗や欠損,切りくず処等に及ぼす工具刃形の影響をバンチャルマシ-ニングシステムで得られる切削温度や工具面応力,工具内応力分布,工具の変形,切りくずの変形と破断等より明らかにし,与えられた切削諸元に対する最適な工具の選定,あるいは与えられた工具を十分に活用するための最適な切削条件の選定を行った.また工具摩耗のモニタリング,切削条件の最適化のための作業設計と,バーチャルマシ-ニングシステムとの統合化について検討を行った.
切削
バーチャルマシ-ニング

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] 帯川 利之: "溝型すくい面工具の切削特性" 精密工学会誌. 61・9. 1295-1299 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Prediction of Cutting Temperature and Flank Wear Rate for Practical Use Using Personal Computer" Proc. IMCC'95. 2. 55-60 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Analysis of Metal Cutting and Its Application to Machining Operation Plannig" Proc. ICPE'95,Keynote Papers and Invited Papers. 51-58 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Computational Machining of Titanium Alloy" ASME J. Manufact,Sci. Eng.118. 208-215 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maekawa: "Recent Progress of Computer-Aided Simulation of Chip Flow and tool Damage in Metal Machining" IMechE J. Eng. Manufact,. 210・B5. 233-242 (1996)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 篠塚 淳: "チップブレ-カによる切りくず破断過程の熱弾塑性有限要素法シミュレーション" 精密工学会誌. 62・8. 1161-1166 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 帯川 利之: "切削加工のシミュレーション" 日本機械学会第73期通常総会講演会資料集(V). 133-135 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 帯川 利之: "ガラス切削における延性一脆性遷移のシミュレーション解析" 1996年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集. 739-740 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka: "Chip Breaking Analysis from the Viewpoint of the Optimum Tool Geometry Design" Journal of Materials Processing Technology. 62. 345-351 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Tool Wear Monitoring for Optimizing Cutting Corditions" Journal of Materials Processing Technology. 62. 374-379 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 篠塚 淳: "切削工具形状評価システム" 1997年度精密工学会春季大会学術講演会論文集. 685-686 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Wear Characteristic of Alumina Coated and Alumina Ceramic Tools" Lournal of Materials Processing Technology. 63. 211-216 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Analytical Prediction of Crater Wear of Multi-Layer Coated Tools" Proc. ICPE'97,Taipei. 467-472 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka: "ACAE System for High Performance Metal Cutting Tool Geometry" Proc. ICPE'97,Taipei. 941-946 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Application of Computational Maching Method to Discontinuous Chip Formation" ASME J. Manufact,Sci. Eng.119・4(B). 667-674 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 帯川 利之: "エンドミル加工プロセスの有限要素法解析" 1997年度精密工学会秋講論. 79- (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 篠塚 淳: "バーチャルマシ-ニングを用いた工具形状設計" 1998年度精密工学会春講論. 178- (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, J.Shinozuka and T.Shirakashi: "Cutting Performance of Grooved Face Tools" Journal of JSPE. Vol.61. 1295-1299 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, W.N.Liu and T.Shirakashi: "Prediction of Cutting Temperature and Flank Wear Rate for Practical Use Using Personal Computer" Proc.IMCC'95, Harbin. Vol.2. 55-60 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa and T.Shirakashi: "Analysis of Metal Cutting and Its Application to Machining Operation Planning" Proc.JCPE'95, Singapore, Keynote Papers and Invited Papers. 51-58 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa and E.Usui: "Computational Machining of Titanium Alloy" ASME J.Manufacturing Science and Engineering. Vol.118. 208-215 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maekawa, T.Shirakashi and T.Obikawa: "Recent Progress of Computer-Aided Simulation of Chip Flow and Tool Damage in Metal Machining" IMechE Journal of Engineering Manufacture. Vol.210. 233-242 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka, T.Obikawa and T.Shirakashi: "Thermo, Elastic-Plastic FEM Simulation of Chip Breaking" Journal of JSPE. Vol.62. 1161-1166 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Machining Simulation" Proc.JSME General Assembly. 133-135 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, T.Shirakashi and E.Oda: "FEM modeling of brittle-ductile transition in machining of glass" Proc.JSPE Autumn Meeting. 739-740 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka, T.Obikawa and T.Shirakashi: "Chip Breaking Analysis from the Viewpoint of the Optimum Tool Geometry Design" Journal of Materials Processing Technology. Vol.62. 345-351 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, C.Kaseda, W.G.Gong, T.Matsumura and T.Shirakashi: "Tool Wear Monitoring for Optimizing Cutting Conditions" Journal of Materials Processing Technology. Vol.62. 374-379 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka, T.Obikawa and T.Shirakashi: "Tool Geometry Evaluation System" Proc.JSPE Spring Meeting. 685-686 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, T.Matsumura, T.Shirakashi and E.Usui: "Wear Characteristic of Alumina Coated and Alumina Ceramic Tools" Journal of Materials Processing Technology. Vol.63. 211-216 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, T.Matsumura, T.Shirakashi and E.Usui: "Analytical Prediction of Crater Wear of Multi-Layr Coated Tools" Proc.ICPE'97, Taipei. 473-478 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka, T.Obikawa and T.Shirakashi: "A CAE System for High Performance Metal Cutting Tool Geometry" Proc.ICPE'97, Taipei. 941-946 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, H.Sasahara, T.Shirakashi and E.Usui: "Application of Computational Machining Method to Discontinuous Chip Formation" ASME J.Manufacturing Science and Engineering. Vol.119,4 (B). 667-674 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa, K.Tanabe and T.Shirakashi: "FEM modeling of endmilling process" Proc.JSPE Autumn Meeting. 79 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Shinozuka, T.Obikawa and T.Shirakashi: "Tool Geometry Design Using Virtual Machining" Proc.JSPE Spring Meeting. 178 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Wear Characteristic of Alumina Coated and Alumina Ceramic Tools" Journal of Materials Processing Technology. 63. 211-216 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Analytical Prediction of Crater Wear of Multi-Layer Coated Tools" Proceedings of the International Conference on Precision Engineering, Taipei. 467-472 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shinozuka: "ACAE System for High Performance Metal Cutling Tool Geometry" Proceedings of the International Conference on Precision Engineering, Taipei. 941-946 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Application of Computational Machining Method to Discontinuous Chip Formation" Transactions of ASME, J. Manufact. Sci. Eng.119・4(B). 667-674 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 帯川 利之: "エンドミル切削加工プロセスの有限要素法解析" 1997年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 79- (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 篠塚 淳: "バーチャルマシ-ニングを用いた工具形状設計" 1998年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (発表予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Computational Machining of Titanium Alloy" Joarnal of Manatacturing Scieuce and Engineering Trancactions of ASME. 118. 208-215 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maekawa: "Recent Progress of Computer-Aided Simulation of Chip Flow and Tool Damage in Metal Machining" I Mech E Journal Engineering Manufacture. 210・5. 233-242 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Shinozuka: "Chip Breaking Analysis from the Viewpoint of the Optimum Tool Geometry Design" Journal of Materials Processing Technology. 62・4. 345-351 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Obikawa: "Tool Wear Monitoring for Optimizing Cutting Conditions" Journal of Materials Processing Technology. 62・4. 374-379 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Sasahara: "FEM Apalysis of Cutting Sequence Effect on Mechanical Cheracteristics in Machined Layer" Journal of Materials Processing Technology. 62・4. 448-453 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 篠塚 淳: "チップブレ-カによる切りくず破断過程の熱弾塑性有限要素法シミュレーション" 精密工学会誌. 62・8. 1161-1166 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 帯川利之: "ガラス切削における延性-脆性遷移のシミュレーション解析" 1996年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 739-740 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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