温度・変位制御機能と高い熱的安定性を有する超高速高剛性水静圧スピンドルの開発

开发具有温度/位移控制功能和高热稳定性的超高速、高刚性静压主轴

基本信息

批准号：
17K06093
负责人：
中尾陽一
金额：
$ 3.16万
依托单位：
Kanagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、微細形状を有する金型を含む各種精密部品の加工用途に適した、これまでのスピンドル性能を大きく上回る高速高剛性スピンドルの開発を目的にして実施している。特に、高い加工精度を達成するために、高い熱的安定性を有するスピンドル開発を目指している．具体的には、10 万min-1の超高速回転時においても、スピンドルの初期温度が保てるようにスピンドルの基本設計を目指している。さらに、チラーの温度制御性能を超える高精度高応答水温制御系に加え、スピンドル温度のフィードバック制御機能を具備させることによって、従来にない高性能スピンドルシステムの実現を図ろうとするものである。今年度の主な研究実績の概要は次の通りである。1. スピンドルのフィードバック温度制御スピンドル各部の温度は、スピンドル内部の熱源による影響に加えて、設置環境の温度変化、スピンドルに供給される水温変化、設置環境における他の要素との熱放射により、複雑に変化する。そこで、今年度は、開発したフィードバック温度制御システムをスピンドルの温度制御に適用し、実験によりその効果検証を行なった。その結果、スピンドル回転数、環境温度変化があっても、開発システムにより、スピンドル温度変動が抑制可能なことを実証した。２．スピンドルの軸心冷却構造等、内部冷却構造がスピンドル温度に及ぼす影響本研究では，特殊構造の冷却構造を回転するロータに具備させている。さらに、スピンドル本体には、２種類の冷却流路が構成されている。そこで、これら３種類の冷却構造がスピンドル各部の温度変化、さらに熱変形に及ぼす影響をコンピュータシミュレーションにより検討した。

这项研究的实施是为了开发高速较高的固定纺锤体，该纺锤体适合用于处理各种精密零件的处理，该零件包含具有良好形状的模具，大大超过了常规的主轴性能。特别是，为了达到高处理精度，我们旨在开发具有高热稳定性的主轴。具体而言，即使在100,000分钟1的超高速度旋转期间，我们旨在设计基本主轴，以便可以保持主轴的初始温度。此外，除了超过冷水机温度控制性能的高确定性高响应水温控制系统外，还提供主轴温度的反馈控制功能，以实现前所未有的高性能纺锤体系统。今年主要研究结果的概述如下。 1。由于安装环境的加热，供应纺锤体的温度变化以及安装环境中其他因素的热辐射，主轴反馈温度控制温度很复杂因此，今年将开发的反馈温度控制系统应用于主轴温度控制，并通过实验验证了效果。结果，开发系统证明了主轴温度波动也可以抑制，即使有旋转速度和环境温度的速度。 2。内部冷却结构（例如主轴的轴向冷却结构）的影响是由旋转特殊结构的冷却结构的转子提供的。此外，主轴本身具有两种冷却流道。因此，检查了计算机模拟，以了解这三种类型的冷却结构对每个主轴温度和进一步定义的影响。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

SiCウェーハのロータリ研削における加工特性

SiC晶片旋转磨削加工特性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
内山元喜;中川雄登;脇谷趣聞;楠山純平;中尾陽一;楠山純平，中尾陽一，川瀬美真，金澤雅喜，石川一政，余語政輝
通讯作者：
楠山純平，中尾陽一，川瀬美真，金澤雅喜，石川一政，余語政輝

Experimental investigation on effect of shaft-bore cooling structure on thermal stability against heat generation due to aerostatic bearing

轴孔冷却结构对空气静压轴承发热热稳定性影响的实验研究

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
Proceedings of American Society for Precision Engineering 35th Annual Meeting
影响因子：
0
作者：
J. Kusuyama;B. Kawase;Y. Nakao;M. Kanazawa and K. Ishikawa;Hozumi Kanabe，Shumpei Ikushima，Jumpei Kusuyama，Yohichi Nakao;Hozumi Kanabe，Shumpei Ikushima，Jumpei Kusuyama，Yohichi Nakao;Shumon Wakiya，Satsuki Yamazaki，Jumpei Kusuyama，Dmytro Fedorynenko，Yohichi Nakao
通讯作者：
Shumon Wakiya，Satsuki Yamazaki，Jumpei Kusuyama，Dmytro Fedorynenko，Yohichi Nakao

神奈川大学中尾研究室

神奈川大学中尾实验室