円筒プランジ研削における工作物温度分布および工作物熱変形量のシミュレーションとインプロセス測定

摘要

円筒プランジ研削では，加工中に発生する研削熱の多くが工作物内部へ流入することにより工作物が熱膨張し，加工終了後の熱の流出に伴い工作物が収縮する．これらの工作物熱変形が，工作物の仕上げ寸法精度の低下を引き起こす大きな要因となっている．そのため，円筒プランジ研削において高い寸法精度を実現するためには，加工プロセスにおける工作物の熱変形挙動をリアルタイムで把握することが重要であり，熱変形に影響を及ぼす工作物全体の温度分布に注目する必要がある．そこで本研究では，円筒プランジ研削を対象に，工作物温度分布および工作物熱変形量を算出するシミュレーション解析モデルを提案し，加工プロセスにおける温度分布の時間変化および熱変形挙動を解明する．また，新たに開発した工作物温度分布の測定システムを使用して工作物温度分布のインプロセス測定を行うと同時に，工作物熱変形量をインプロセス測定することにより，研削熱が工作物に及ぼす影響を実験的に明らかにし，シミュレーション解析モデルの妥当性を示す．