楕円振動切削加工に関する研究

椭圆振动切削研究

基本信息

批准号：
11750100
负责人：
社本英二
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

実績概要本研究では、延性モード楕円振動切削と呼ぶ新たな加工方法によって、硬脆材料の延性モードでの超精密切削を実現し、加工精度と加工能率を両立し得る新たな実用的超精密加工技術を開発することを目指して研究を行った。本年度は、前年度に引き続いて基礎的な溝加工実験を行い、さらにその成果を踏まえて平面加工を試み、下記の成果を得た。1.安定した任意の楕円振動軌跡が得られる工具振動システムの開発すでに開発している超音波楕円振動工具では、2方向に同一周波数で位相差を持つ共振を励起して楕円振動を得ているが、2方向の振動の干渉が大きいため、所望の楕円軌跡を得ることが容易ではない。そこで、高速回転体の制御において用いられるクロス制御の手法を応用して干渉を除去し、安定した任意の楕円振動軌跡を得ることのできる制御システムを構築した。開発したシステムでは、機械的共振周波数を自動的に追尾する制御,2方向の振幅を目標値に保つ制御,および2方向の振動の間の位相差を目標値に保つ制御を同時に行うことができる。2.旋削加工への適用と開発した工具振動システムの有用性の検証上記の工具振動システムの各制御ゲインの調整を行い、本システムによって安定化した楕円振動によって切削実験を行った。ここでは、代表的な3次元切削加工である旋削加工を行った。その結果、安定化しない従来のシステムに比べて、大幅に形状精度、仕上げ面粗さを向上し得ることを確認した。3.加工条件に関する検討まず、切削油剤の供給方法について検討を行った。切削油剤を塗布する方法、ミスト状にして供給する方法、および乾式の切削を比較した結果、ミスト状にして供給した場合に最も良い仕上げ面粗さが得られることを確認した。4.実用的な諸効果の検討本手法によって期待される実用的な諸効果すなわち加工精度の向上、加工変質層やばりの低減、びびり振動の抑制、被削材の工具への凝着の抑制、工具摩耗の減少などについて確認を行った。5.楕円振動エンドミル加工装置の試作(回転工具への適用)実用的には、旋削加工のみならず、エンドミル加工、ドリル加工などの回転工具による加工に適用することが望まれる。そこで、円振動装置を回転軸の中に組み込み、楕円振動切削加工法を適用したNCフライス盤を開発した。基礎実験の結果、超精密旋盤上での実験と同様に切削力が大幅に低減することを確認した。

这项研究的成就是一种新的实用的超准确处理，可以通过一种称为扩展模式椭圆振动的新处理方法来实现超准确的削减模式，并可以平衡我们进行的处理精度和处理比较开发技术的研究。在这个财政年度，我们在上一年进行了基本的凹槽处理实验，根据结果，我们尝试了平面处理以实现以下结果。 1.稳定，任何椭圆振动轨迹都在已经开发的超声波椭圆振动工具中开发了工具振动系统由于振动在两个方向上的巨大干扰，因此获得所需的椭圆轨迹并不容易。因此，我们应用了在高速旋转控制中使用的交叉控制方法来消除干扰，并建立了一个可以获得任何稳定椭圆振动轨迹的控制系统。在开发的系统中，可以执行自动跟踪机械谐振频率的控制，将两个路的振幅作为目标值，并同时控制在两个方向上振动之间的相位差。 2。应用转弯过程和使用开发的工具振动系统的使用。。在这里，进行了典型的三维切割过程。结果，与不稳定的常规系统相比，可以显着改善形状的准确性和饰面表面。 3。首先检查加工条件，我们检查了如何提供切割油剂。如何使用切割油剂，用雾气供应的方法以及干燥型切割的比较，并确认在以雾状形状供应时可以获得最佳的饰面表面粗糙度。 4。对这种方法预期的实际效应的研究，即加工精度的提高，加工后的恶化层，抑制了振动，抑制了凝聚材料工具的污渍。 5。椭圆振动端铣削设备（应用于旋转工具）的原型，不仅需要申请转弯，而且还适用于使用旋转工具（例如末端铣削和钻孔处理）的处理。因此，将圆形迁移率设备纳入旋转轴，并开发了施加椭圆振动切割过程的NC铣削板。由于基本实验，可以证实切割能力将大大降低，就像在超精确车床上的实验中一样。