研究課題
基盤研究(B)
本研究の研究成果の概要は、以下の4点である。1.超音波振動切削に生じる不安定現象の研究2.超音波振動切削を行う場合の最適な加工条件に関する研究3.超音波振動切削に生じる挙動に関する研究4.NC旋盤の主軸回転制御時における超音波振動切削に生じる工作物の挙動1の研究成果は、数値シミュレーションや加工実験により、超音波振動切削加工時に生じる可能性のある加工精度の不安定性について、刃先挙動に関して検討を行った。また、真円度の悪化についても実験を行い、真円度悪化の発生時における特徴抽出が可能となる可能性を示した。2の研究成果は、超音波振動切削加工を難削材加工に適用する場合、工具刃先の丸みを考慮することにより、工具刃先の欠損を防止できた。その結果、工具寿命を伸ばせることが可能となった。3の研究成果は、従来では超音波振動切削が行われていない加工領域において、数値シミュレーションにより、切削加工が可能と考えられる新しい加工領域が発見され、超音波振動切削の加工領域の分類が出来た。その新たに発見した加工領域に着目し、加工実験を行った結果、今回発見した加工領域は、従来の加工領域と比較した場合、加工精度が良くなることがわかった。4の研究成果は、びびり振動の抑制を念頭にした実験を行った。その結果、NC旋盤における主軸回転数の制御を行い、切削速度を増加させた場合と減少させた場合とでは、系に生じる挙動の性質が異なることがわかった。これにより、超音波振動切削加工において、びびり振動が生じた場合、単純に主軸回転数を減少させればびびり振動が抑制されるわけではないことがわかった。今後、切削速度の増加・減少の方法を検討し、びびり振動を抑制する必要がある。
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