| 研究課題/領域番号 |
15560096
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生産工学・加工学
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
小幡 文雄 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20033243)
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| 研究分担者 |
上原 一剛 鳥取大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10324998)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2005年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | マシニングセンタ / 金型 / ツールホルダ / 主軸 / たわみ / びびり / 剛性 / 減衰性 / エンドミル加工 / たわみ集正 / 異種金属接合 / 拡散接合 / 耐びびり性 / 主軸系剛性 / たわみ修正 / 主軸系 / 振動モード / 接触界面 / 接触面圧 |
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| 研究概要 |
金型切削加工の高精度・高能率化に資するため、金型切削加工用ツールホルダの耐びびり性向上と、主軸とツールホルダからなる主軸系の質量アンバランスによる主軸高速回転時のツールホルダのたわみを工作機械上で修正できるシステムについて検討した。ツールホルダの耐びびり性はツールホルダの剛性と減衰比の積で評価した。得られた結果を要約すれば以下のようである。
1.長尺ツールホルダの耐びびり性を向上させるためにホルダ先端部に振動吸収用ダンパを内蔵させたツールホルダモデルを製作してその性能を実験的に調べた。ツールホルダの先端部にダンパを内蔵させることによって静的曲げ剛性をほとんど減少させないで減衰比を9〜12倍向上させることができたため、振動吸収用バンパを内蔵しないツールホルダと比較して、そのツールホルダの耐びびり性は大幅に向上した。
2.鋳鉄製テーパシャンク部と特殊鋼SCM415製ホルダ部を拡散接合したツールホルダを製作し、その耐びびり性と切削性能を調べた。ツールホルダ全体が特殊鋼SCM415性のモデルと比較して、静的曲げ剛性は約5%低くなったが、耐びびり性は基準モデルの約1.4倍弱向上し、切削性能は同等であった。
3.主軸およびツールホルダに作用する遠心力が大きくなる主軸高速回転時のツーホルダの曲げ剛性を向上させるため、鋼と比較して低密度・高ヤング率のアルミナセラミックス製の主軸と合金鋼製のツールホルダからなる主軸系を提案した。数値シミュレーションの結果、提案した主軸系は高い曲げ剛性を有し、かつ主軸回転数の影響をほとんど受けなかった。
4.低速回転時のツールホルダたわみ量の測定結果から主軸高速回転時のツールホルダのたわみを工作機械上で自動的に修正できるシステムを提案した。
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