JP5131826B2 - 切削時のびびり振動を抑制する減衰用部材、減衰装置及び切削工具 - Google Patents
切削時のびびり振動を抑制する減衰用部材、減衰装置及び切削工具 Download PDFInfo
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Description
実施例1
本発明の切削時のびびり振動を抑制する減衰装置を使用し、該切削時のびびり振動を抑制する減衰装置がシャンクの自由減衰振動波形および動剛性に及ぼす影響を実証した。実験に用いた切削時のびびり振動を抑制する減衰装置の外観を図13に示す。切削時のびびり振動を抑制する減衰装置はシャンク径10mm用であり、鋼板(剛性体)、鋼製スリーブ、直径2mmのニトリルゴム球から構成されるカンチレバータイプである。鋼板の断面形状は扇型であり、鋼板の剛性を高めるとともに切くずの排出空間を極力広げる形状となっている。また、切削条件で変化する切削力の向きにも対応できるよう、鋼板をシャンクの円周方向に可動できる仕様としている。更に、鋼製スリーブに設けられたネジの締め付け力を調節することにより、鋼板の押し付け力を調節することができる。本実施例では、シャンクを固定する角型のスリーブ内に切削時のびびり振動を抑制する減衰用部材を保持するためのスリーブを備えている。CNC/NC旋盤、タレット旋盤などのツールホルダーでは、この角型スリーブが丸型となる。
本発明の切削時のびびり振動を抑制する減衰用部材、減衰装置及び切削工具の最適設計に指針を与えるため、等価モデルによるシュミレーションを行った。ここではシャンクを主系とみなし、これにゴム球のバネ要素と減衰要素とを付加した剛性板を従系とみなして、主系に強制振動が加わる場合の振幅比(|XB/Xst|)を求める。XBは強制振動の振幅、Xstは外力による静的変位をそれぞれ示す。図21にゴム球のバネ定数(KG)を変数として、主系の振動数比(β)と振幅比との関係を解析した例を示す。
本発明の切削時のびびり振動を抑制する減衰用部材を装着することによって生じる最小加工穴径の増大を考慮して、径φ10mmの鋼製シャンクに該減衰用部材を装着したもの(トータルの径φ:約12mm)と、径φ12mmの鋼製シャンクならびに径φ12mmの超硬合金製シャンクを用いて切削試験を行った。本試験によって、同一の最小加工穴径を有するシャンク間でのびびり振動抑制効果を評価することができる。
102,202,302…粘弾性体
204…スリーブ
206…シャンク
208,308…切削刃
210…締付け機構
306…シャンク部
Claims (9)
- 切削時のびびり振動を抑制するための減衰用部材であって、
剛性体と粘弾性体とから構成され、
前記剛性体の一方の先端部近傍に前記粘弾性体を備え、
他方の先端部が切削工具のシャンクを把持する部分を支点として保持可能な形状を有し、
かつ前記剛性体の支点を中心に1方向にのみ自由度を持たせ、
前記粘弾性体を介して前記剛性体を前記シャンクに当接させることで切削時のびびり振動を抑制する切削工具の減衰用部材。 - 前記剛性体が板状部材であり、
該部材が前記シャンクの軸線に対する弧形状を有する請求項1に記載の切削工具の減衰用部材。 - 前記粘弾性体が前記シャンクの円周方向に亘って当接するように前記剛性体に配設された請求項1〜2いずれかに記載の切削工具の減衰用部材。
- 剛性体と粘弾性体と切削工具のシャンクを担持するスリーブとからなる切削工具の減衰装置であって、
前記剛性体の一方の先端部近傍に前記粘弾性体を備え、
他方の先端部が前記スリーブに保持可能な形状を有し、
前記スリーブに前記剛性体を担持させ、
前記粘弾性体を介して前記剛性体を前記シャンクに当接させることで切削時のびびり振動を抑制する切削工具の減衰装置。 - 前記剛性体が板状部材であり、
該部材が前記シャンクの軸線に対する弧形状を有する請求項4に記載の切削工具の減衰装置。 - 前記粘弾性体が前記シャンクの円周方向に亘って当接するように前記剛性体に配設された請求項4〜5いずれかに記載の切削工具の減衰装置。
- 前記剛性体と前記スリーブが前記シャンクの円周方向の相対運動を抑制するように互いに嵌合する形状を有し、
前記スリーブは前記剛性体を前記シャンクの径方向に押圧するための締付け機構を有する請求項4〜6いずれかに記載の切削工具の減衰装置。 - 前記シャンクに対する前記剛性体の押圧荷重を調節可能な締付け機構を有する請求項4〜7いずれかに記載の切削工具の減衰装置。
- シャンク部と減衰用部材とを備える切削工具であって、
前記減衰用部材は剛性体と粘弾性体とから構成され、
前記剛性体の一方の先端部近傍に前記粘弾性体を備え、
他方の先端部が前記シャンク部と一体に構成され、
剛性体を固定せずに支点として1方向のみ自由度を持たせ、
前記粘弾性体を介して前記剛性体を前記シャンク部に当接させることで切削時のびびり振動を抑制する切削工具。
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