| 研究概要 |
本研究は,次世代生産システムに要求される多機能工作機械主軸を実現することを目的とし,初年度の平成5年度において以下の要素研究を実施した.それらの主要な研究成果は以下の通りである.
(1)マシニングセンタとターニングセンタを対象に各種工作機械に使用されている主軸系の機能及び構造に関する現状調査を行い,それらについて静的,動的,熱的な観点から分析を行った.その結果,最近の主軸系においては(a)コンパクト化,(b)高速化,(c)超精密化,(d)複合機能化,が著しく進展し,それに伴って特に熱変形問題が改めて解決すべき重要な課題となっていることが明らかになった.
(2)マシニングセンタとターニングセンタにおいて複数の適用事例がみられる双主軸構造を対象に,モデルを製作して特性評価を行った.その結果,力学的・熱的特性を同時に向上させる上で,構造内部に配置するリブや隔壁の最適設計が重要な因子となることを実験と解析の両面から明らかにした.
(3)単純化した主軸-軸受-ハウジングから構成される主軸系モデルを対象に,運転中の主軸受周辺部の動的な力学的特性の変化を超音波を用いてインプロセス計測する方法を提案し,その妥当性を実験的に確認した.
(4)単純化した多重層主軸系の解析モデルを対象に有限要素法を用いた計算機シミュレーションを行った結果,層主軸間に存在する接合部,特に軸受と軸受ハウジング間の接合部において生じる微小な熱的・力学的特性の変化が,主軸全体の変形パターン等の特性に大きな影響を与えることを明らかにした.
上記平成5年度の研究成果の一部は日本機械学会第72期全国大学において公表予定である.
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