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.

在本应用研究的最后一年，我们研究了振动切削方法的切削特性，旨在提高外围刀片切削方法的切削性能。特别是，我们从以下方面研究了振动对外围刀片切削方法的影响：振动切割加工的角度通过实验和有限元分析进行了验证。我们阐明了外围刀片在切割过程中的弹性变形行为。此外，为了进一步扩大振动外围刀片切割方法的应用范围，我们研究了碳纤维增强复合材料（CFRP），这是一种需求较高的复合材料。近年来，我们不断尝试开发切削技术。所取得的成果总结如下。・通过施加振动，外围刀片和工件在切割过程中反复接触和分离，但当外围刀片与工件分离时，弹性变形随着每个振动周期而恢复，因此不存在有限元。分析模拟显示，具有维持状态的“原点回归效果”。・在使用振动主轴的振动切削方法中，可以获得与工件侧面振动的振动切削方法同等的切削性能。换句话说，在工件激励的情况下，不受工件尺寸等的影响。然而，通过使用振动主轴，我们已经证明可以实现更实用的振动切削方法。・研究表明，在切削复合材料时，与非振动切削方法相比，振动切削方法可在保持切削精度的同时降低切削阻力并延长刀具寿命，这意味着振动周边刀片切削方法的应用范围可能更大。宽一点。