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送り停止直後のゼロ切削状態に着目した工具-被削材間の摩擦特性の機上評価法

以停止进给后立即零切削状态为中心的刀具与工件材料间摩擦特性的在机评估方法

基本信息

批准号：
22K03885
负责人：
田中隆太郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

これまでに正面フライスのような送り運動を伴う転削加工において，主軸が回転を続けた状態で送り運動が完全に停止した直後の工具へ作用している力（抵抗力）から工具-被削材間の摩擦特性を評価する方法を提案している．しかし，この方法は汎用性を持たせるためノーズ半径を持つ工具を用いて実施することを想定しているため，軸方向切込みが変化すると切削に寄与する切れ刃部に占めるノーズ部の割合が変化することになり，摩擦係数を算出する際の垂直力へ影響をおよぼすことが懸念される．そこで本研究では，いくつかの軸方向切込みにおいて抵抗力を測定し，この値から摩擦係数を算出した．また，工具の切れ刃上の任意の位置の微小領域へ作用する抵抗力が送り運動中の切り取り厚さに依存する場合と切り取り厚さに依らず一定である場合について幾何学的な解析により摩擦係数へおよぼす軸方向切込みの影響を調べるとともに，実測の抵抗力から算出したと摩擦係数と比較しながら工具-被削材間の摩擦特性の評価において適切な軸方向切込みについて検討した結果，以下の結果が得られた．軸方向切込みが増加すると送り停止後の抵抗力から算出された摩擦係数は，乾式ではゆるやかに減少したのち，湿式では初期に増加した後，ノーズ半径の2倍に達したあたりから収束する傾向にある．幾何学的な検討から，どちらの傾向を示すかは抵抗力が切り取り厚さに依存する場合，切り取り厚さに依存しない場合による違いに依存するのではなく，軸方向切込みが増加したときの摩擦力と垂直力の傾きやそれを直線近似したときの切片の値に依存する．

This paper proposes a method for evaluating the friction characteristics between tool and workpiece in the process of cutting, in which the spindle is rotated, in which the motion is completely stopped, and in which the tool is operated. The method is versatile, the radius of the tool is used, the axis direction is cut, the cutting edge is cut, the friction coefficient is calculated, and the vertical force is affected. In this study, the resistance force was measured and the friction coefficient was calculated. For example, the resistance force of any position on the cutting edge of the tool is determined by the thickness of the cutting edge in motion. For example, the thickness of the cutting edge is determined by the geometric analysis. For example, the friction coefficient is determined by the axial direction of the cutting edge. The friction coefficient is calculated by comparing the measured resistance force and the friction characteristics between tool and workpiece. The friction coefficient is calculated by increasing the resistance force after stopping in the axial direction. The friction coefficient decreases in the dry state and increases in the early stage of wet state. The friction coefficient tends to increase by twice the radius. Geometrical analysis shows that the resistance force is dependent on the thickness, and the axial tangential force increases with the vertical force.