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工作機械と切削加工

切削加工におけるびびり振動の解析と抑制・回避

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切削加工はものづくりを支える基盤技術であり,製造現場において広く利用されている. しかし,加工中にびびり振動と呼ばれる激しい振動が発生しやすく,一旦発生すると仕上げ面性状や加工精度の劣化,工具の異常損耗といった致命的な問題を引き起こす. これらの問題に対し,旋削加工およびエンドミル加工などの各種加工プロセスにおけるびびり振動の基礎研究から実プロセスの最適化に援用可能な高精度解析モデルの開発,効果的な回避・抑制について検討を行っている. 日本国内では,現在びびり振動を本格的に研究している唯一の研究グループとして期待されている.

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案内溝付旋削工具による切りくずの制御と連続処理

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高延性のプレス鋼や耐熱合金等の旋削では,切りくずの脆性を利用して分断・処理するチップブレーカが機能し難い. このため,従来の考え方の延長で問題を解決することは困難である. そこで本研究では,切りくずを案内する微細溝を設けることで,切りくず流出方向を制御するとともにカールの発生を抑制し,切りくずを連続処理する手法を開発している. 本手法によって切りくずを安定して連続的に処理装置に誘導することが可能となれば,切りくずに張力を付与することも容易であり,これによる飛躍的な切削性能向上(工具寿命延長や加工能率向上)も同時に期待することができる.

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耐熱合金のロータリ切削と高速セラミックミリング加工

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航空機やロケットのエンジンなどに用いられる各種部品は,極めて過酷な高温高圧環境下で使用されるため高温強度,耐熱性に優れたNi基超耐熱合金が使用される. しかし,同時に高い難削性を有し,工具寿命が著しく短いことや,高精度加工が難しいといった問題点がある. 工具寿命を延長し得る新しい手法として,円盤状の工具が回転しながら切削加工を行うロータリ加工が注目されており,その切削機構や新しい応用方法などについて研究を行っている. また,その荒加工などでは,高温強度が高いセラミック工具を利用した高速ミリング加工の利用が広まりつつある. 従来(超硬工具)と比べて効率が数十倍向上するが,工具が脆いため損耗が激しいという問題がある. 高速セラミックミリングにおける工具損耗メカニズムは十分に明らかにされていないことから,工作機械や工作物などの機械構造の剛性の影響という観点から,工具損耗メカニズムに関する基礎検討について実験と解析の両面から行っている.

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