振動スピンドルを用いた振動外周刃切断方式の実用性評価とその超高速切断技術への展開

使用振动主轴的振动周边刀片切削方法的实用评价及其向超高速切削技术的发展

基本信息

批准号：
18760105
负责人：
畝田道雄
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760105/
关键词：
機械工作・生産工学材料加工・処理外周刃振動応用

项目摘要

本申請研究の最終年度では,外周刃切断方式の切断性能向上を目的とした振動切断方式における切断加工特性の検討を行った.特に,切断精度の観点から外周刃切断方式における振動付与の影響を実験的に検証するとともに,有限要素解析を用いることによって振動切断加工中における外周刃の弾性変形挙動を解明した.さらには,振動外周刃切断方式のさらなる適用範囲拡大を目的として,近年需要が増大している複合材料として,炭素繊維強化複合材料(CFRP)の切断技術への展開を図った.得られた結果を要約し,以下にまとめる.・振動を付与することによって切断加工中に外周刃と工作物が接触と分離を繰り返すが,外周刃が工作物から分離する場合において振動1サイクル毎に弾性変形が復元することから,変形していない状態を持続できるという「原点復帰効果」を有することを有限要素解析シミュレーションによって明らかにした.・振動スピンドルを用いた振動切断方式においては,工作物側を加振する振動切断方式と同等の切断性能を得ることができる.すなわち,工作物加振の場合には工作物の大きさ等の影響があることが指摘されていたが,振動スピンドルを用いることで,より実用性の高い振動切断方式を具現化できることを示した.・複合材料の切断加工においても,無振動切断方式と比較して振動切断方式では,切断精度を維持したままで,切断抵抗の低減や工具寿命の延伸効果がもたらされることを明らかにした.このことは振動外周刃切断方式を適用できる範囲が広範になる可能性があることを意味する.

在本应用的最后一年，我们研究了振动切割方法的切割特征，该方法旨在提高外叶片切割方法的切割性能。特别是，从切割准确性的角度来看，我们通过实验验证了在外部叶片切割方法中振动施用的效果，并且通过使用有限元分析，我们阐明了振动切割过程中外叶片的弹性变形行为。此外，为了进一步扩大外部叶片切割方法的应用范围，我们提出了近年来碳纤维增强复合材料（CFRP）的切割技术，近年来一直在增加。所获得的结果总结并汇总在下面。・通过施加振动，外部叶片和工件在切割过程中反复接触并分开，但是当外叶片与工件分离时，每个一个振动循环都会恢复弹性变形，因此可以维持未构成的状态。・使用振动纺锤体的振动切割方法可以实现与激发工件侧激发振动切割方法相当的切割性能。换句话说，已经指出，工件的大小对工件大小等有影响，但是使用振动主轴表明可以实现更实用的振动切割方法。 - 据揭示，即使在切割复合材料的切割过程中，振动切割方法也可以保持切割精度，同时降低削减电阻并延长刀具寿命。这意味着振动外叶片切割方法的应用范围可以扩大。