切削中 に生ず る油圧駆動往復台 の スティ ッ クス リッ プ

切削中 に生ず る油圧駆動往復台 の スティ ッ クス リッ プ

堀 込 泰 雄

1. ま え が き

工作按枕の自動化にしば しば採用 される油圧駆動送 り装置は,その剛性の低 さにより,低 速送 りのときにステ ィックス リップを生ず ることがある.特に切削していない状態で円滑な 運動を している場合でも,切削の状態に入 ると,切削力の周期的変動とステ ィックス リップ とが互に相手を強めあ う状態が作 り出され る(1). ここでは,切削中に生ず るステ ィックス リ ップを実験的に観察 し,その発生機構の説明づけを し,それにもとづいた解析結果 と実験結 果 との比較について述べることにす る.

2 .

す るための実験装置の概要を図

1

8 00mm

( 0. 1 ‑1 g /mi n)

DTE o

Li g ht

,P2 0,3 3 ‑3

( 0

6

6

8

0, 0 . 5)

実験方法は次のとうりである.往復台を油圧 駆動によって送 り,切削中における往復台の変 位 と切削力送 り分力 とを,それぞれ差動変圧器 とス トレンゲージで同時に検出 して電磁オ ッシ pに記録させた.差動変圧器の 拡大 率 を 大 に し,しかも記録値がす く･に測定範囲か らはずれ ないようにす るため,同期電動概で駆動される

̲r.作物 差動変圧 器

スケ 工トー往復台具 jr 一G)T> 朋里 円板直定規

∫ 巾

器 君 r‑i● .i

歪 i■

刺

定

M

器

[璽 ≡

∃

1

摩擦円板で,差動変圧器の鉄心に結合 している直定規を駆動させて,往復台との相対速度を 0に近 くさせた.

3 .

i :

S M :

k g s ² / c m

8 6 長野工業高等専門学校紀要 ･第 5 号

β:

/c m

p,:

/ c m

P :シ 1)ソダ背圧kg

/ c m

K

p:

mS / kg V :

m

y :往復台変位c

m v:

m/s vm…

m/ s

qv:

m

/ S

Fs:

fv:

+c v kg

c :

s /c m

. j

m

A :

m

R

〟 :

c m fc:

A,: A f t / Aukg / c m

(1)油圧系を集中定数系 としてとりあつか う.

( 2 )

( 3 )

(4) ピス トソとシ リソダ間における油のもれはない.

v

M S it V･ c v‑A

‑‑

q

v

Av ‑ ( 音

qv ‑Avm, a n(

･

‑

fE ‑kc u‑k̀ t y( t )‑y( i ‑ 1 /R

A, P. ‑Ap‑

<F, ･ ･

‑･

移 動 且

工 具 の 進

(o ^角度

2打つ 加 工 物 外 周 の 撰 糊

図5 スティックス1)ツヅの 発生原理

なお

( 2 ) ,( 3 )

( 5 )

図

2

6

0

2 ) 〜( 5 )

2 )

3 )

圧 P

A

1

f

B

5 )

.

1

また

2

切削中に生ずる油圧駆動往復台のスティックスリップ

4 .

8 7

実験の諸値 は測 定 の結果次の とう

りである.

〟 ‑0. 2 6kg s 2 /c m2 F. ‑1 06 kg F d ‑1 02 kg 4 ‑1 9. 60 A‑1 5 . 69 c m

β

. 25×1 0

kg / c m

Kp‑0. 5 c m ソkg c‑l l . 1 kg s /c m k c ‑3 6 0 kg / c m

B｢

叶 卜 叶 ハー ト t

2 1 0

O 0

==^{コ il}

(a)

RL ' , ‑4 . 2 6 d ‑6 4 . 7 mm

. 0 mm

1 . 2 mm/ s 1 / RJ ' . ‑0 . 2 3 5 s e c Ts t i c k ‑0 . 1 6 s e c Ts l z l p‑ 0 . 1 6 s e c T ‑0. 3 2 s ec

llg.｢叶L

o L ルT 汁 卜 叶 m

5 0 . 0

一一^{づ■ t}

O) )

Rh‑5 . 8 5 d =5 6. 5 mm

. 5 mm

1 . 2 mm/ s I / R, L ' ‑0 . 1 7 1 s e c Ts t i c k‑0 . 1 0 s e e Ts L z l p=0 . 1 2 s e c T ‑0. 2 2 s e c

( 図 3

k

‑8 0 0 kg / c m

3

,P,

1 0kg/ c m2 ,V ‑1 8 0. 44 c m

F

F

ほ

図

3

0 ^{0 . 2 0 . 4 0 . 6 s e c}

f

Rp . ‑4 . 2 6

4 . 7 mm R9 . ‑5 . 8 5

6. 5 mm

. 0 mm

1 . 2 mm/ S

. 5 mm

1 . 2 mm/S

図

4

8 8

5

の傾斜を除けば

, y‑V

n tである.また T.

,T . I , . P

図 4は,図 3で得 られた記録をかきなお した実験結果 と,上記諸値を(1)〜(5)式へ代入 して 計算 した結果 との比較を示す.なお計算はデ ィジタル計算機によるシ ミュレ‑シ ョ./の方法 を用いた.実験結果では,工具の切れ味,構成匁先の生成脱落,工作物材料の不均一等の原 因により,切削力の変動が見 られ る. しか し全体 としては,両者の変動の挙動は よく類似 し ているといえよう. この ことは図

2

ックス リップは発生 しない(1).

5 .

(1) ステ ィック状態 とス リップ状態について(1)〜(5)式の方程式を作 り,図 2のようなステ ィ ックス リップ発生のモデルを作成 した.

( 2 )

( 3 )

その理由は,摩擦力,切削力の非線形性によるものであると考え られ る.

参 考 文 献

( 1 )

3,! 9 6 9

( 2 )

7‑P7 0