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書籍詳細

  心なし研削盤の原理と設計
- 研削加工の力学 -

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宮下政和 ナノテック研究所 著

大東聖昌 ナノテック研究所 著

金井彰 足利工大准教授 著

橋本福雄 ザ・ティムケンリサーチ 工博 著

発行年月日:2009/08/06 , 判 型: B5,  ページ数:238頁

ISBN:978-4-339-04599-4,  定 価:4,320円 (本体4,000円+税)

円筒状機械部品の量産に不可欠な心なし研削盤についての待望の理論書。心なし研削はその量産性,精密性に優れている反面,その取扱いの難しさが問題となってきた。この問題に取り組んできた著者が,力学的観点から整理し,まとめた。

【目次】

第1部 心なし研削盤の原理
1. 心なし研削方式の誕生と経験則(1915?1950年代)
1.1 心なし研削方式の誕生
1.2 心なし研削盤の成円作用に関する経験則(1922?1950年代)
 1.2.1 1932年当時の経験則
第1部 心なし研削盤の原理
1. 心なし研削方式の誕生と経験則(1915?1950年代)
1.1 心なし研削方式の誕生
1.2 心なし研削盤の成円作用に関する経験則(1922?1950年代)
 1.2.1 1932年当時の経験則
 1.2.2 1950年代に至る経験則
 1.2.3 当時の表面粗さ,真円度測定機器の状況

2. 円筒研削の変革技術としての心なし研削方式
2.1 V形支持円筒研削方式の系譜
2.2 円筒研削加工原理としての心出し機構の幾何学的原理
2.3 心出し基準面の精度の検討
2.4 工作物支持系の剛性および回転駆動機構の比較
2.5 再生心出しおよび摩擦回転駆動の機能を前提とする心なし研削盤の特色と利点
2.6 V形外周支持研削盤の開発の歴史

3. 工作物の“摩擦回転駆動系”の力学的成立条件
3.1 工作物が研削力を受けて“摩擦回転駆動系”が成り立つための経験則
3.2 単純円筒状工作物の摩擦回転駆動系の力学とセットアップ条件のガイドラインとなるパラメータの導入
3.3 摩擦回転駆動系を支配するパラメータによるセットアップ条件の選び方

4. 各種調整砥石の摩擦・摩耗特性およびその課題
4.1 各種調整砥石の摩擦・摩耗特性の測定
4.2 研削過程にある調整砥石の制動力の負荷特性
4.3 段付き工作物の安定・安全作業問題
4.4 心なし研削における研削作業の安定・安全対策

5. 幾何学的成円作用の解析
5.1 研削点における真円誤差測定から成円作用を考える?真円誤差が検出できなければ成円作用はない
5.2 幾何学的成円機構を表す伝達関数と成円作用の過度応答

6. 静力学的成円機構の解析
6.1 構成要素の静剛性を含む成円機構のブロック線図?成円機構に及ぼす切残し現象の影響
6.2 調整砥石の弾性接触弧と成円機構

7. 成円機構に関する基礎実験と解析モデルの検討
7.1 外乱入力の検討
7.2 振動外乱環境下における加工真円誤差の発生
7.3 規則的外乱入力に対する歪円出力の応答特性
 7.3.1 接線送り方式心なし研削盤の基礎実験
 7.3.2 切欠付き円筒体の加工真円度と心高角
 7.3.3 平坦部のある円筒体の高調波歪成分を外乱入力と考えた場合の加工真円度に及ぼす伝達特性の数値計算と実験値
7.4 うねり山数が3山および20山の初期歪円入力に対する心高角対成円過程の比較実験と歪円減衰率の算定
7.5 シューセンタレスにおける成円作用の基礎実験
7.6 調整砥石のツルーイング精度改善対策と加工真円度への影響
 7.6.1 調整砥石軸系の高剛性・高精密化対策
 7.6.2 研削ツルーイングと成形精度
 7.6.3 ツルーイング法が調整砥石の機能に及ぼす影響
 7.6.4 調整砥石のツルーイング精度と加工精度

8. センタ支持円筒プランジ研削における自励びびり振動の発生機構
8.1 センタ支持円筒プランジ研削の成円作用における再生効果とは?再生効果によるうねりの伝達特性
8.2 センタ支持円筒プランジ研削加工系の動力学的ブロック線図と特性方程式
 8.2.1 再生関数のベクトル軌跡?等σ線図,等Δn線図の導入
 8.2.2 研削機械系のコンプライアンスのベクトル軌跡
 8.2.3 ベクトル軌跡合致法による特性根の求め方
8.3 センタ支持円筒研削加工系の安定判別式と自励びびり振動対策
8.4 再生限界を含む特性根の分布領域の近似計算と自励びびり振動対策

9. 心なし研削加工系の動力学的成円機構のブロック線図と安定判別線図?一般論
9.1 心なし研削加工系の動力学的成円機構のブロック線図と特性方程式
9.2 再生関数?f(s)の近似ベクトル軌跡
9.3 特性根の求め方?安定判別線図の導入
9.4 心なし研削加工系の無次元化コンプライアンスのベクトル軌跡

10. 心なし研削実験条件と対象とする成円機構の数値解析?具体的事例解析
10.1 心なし研削実験条件の特性パラメータと研削加工系の無次元化コンプライアンスのベクトル軌跡
10.2 位相合致法による不安定振動根の発生領域?fnr=100Hz近傍の安定判別線図の数値計算
10.3 nnw vs. nc線図における等σ線図?成円作用判別線図の導入
 10.3.1 σ≧0の等σ線図と安定研削条件?nw/c値の選び方
 10.3.2 成円作用判別線図の導入と複素平面上の特性根s=σ+jnの配置
 10.3.3 静力学的・動力学的成円機構を総合的に表現する成円作用判別線図
10.4 研削加工系の特性パラメータと特性根の最大振幅発達率σmaxとの関係
10.5 再生心出し関数A(jn)の近似条件と等σ線図
10.6 位相合致法による安定判別線図上における自励びびり振動の発生機構と抑止対策

11. 心なし研削実験による自励びびり振動発生モデルの検証
11.1 自励びびり振動実験に必要な心なし研削盤Hi-Grind1の改造
11.2 ドレッサ送り機構の固有振動数に起因する自励びびり振動の発生
11.3 自励びびり振動の発生過程の観測例
11.4 自励びびり振動発生条件を示すnc vs. nnw線図?高速安定領域と低速安定領域(解析)

11.5 実験によって求めた安定判別線図?低速安定限界線
11.6 心なし研削における成円作用を支配するキーパラメータnw/cと自励びびり振動研削現象の観察
11.7 安定研削条件の求め方?近似解法
11.8 自励びびり振動抑制のための心なし研削機械の設計指針

第2部 心なし研削盤の設計
1. 滑り軸受案内テーブルの高剛性・高分解能位置決めサーボ系の設計
1.1 スティックスリップ防止対策としての力操作形サーボ系とその構成
1.2 滑り軸受案内テーブル駆動系への適用
 1.2.1 力操作形油圧アクチュエータの駆動特性
 1.2.2 滑り軸受案内テーブルの力操作形位置決めサーボ系の特性
1.3 滑り軸受案内テーブルの力操作形サーボ系の特長

2. 新たな心なし研削盤の開発
2.1 新たな心なし研削盤の構成と成果
2.2 総形心なし研削におけるびびり振動の抑制
 2.2.1 基本設計
 2.2.2 諸特性の実験的検証
 2.2.3 びびり振動の抑制に及ぼす影響
 2.2.4 真円度の高精度化
2.3 高精度砥石修正による砥石の長寿命化
 2.3.1 研削条件のチェイン
 2.3.2 高精度心なし研削盤における砥石寿命?一般砥石の場合
 2.3.3 高精度心なし研削盤の超砥粒ホイールへの適用
2.4 心なしスルフィードにおける寸法精度の高精度化
 2.4.1 寸法精度に関する諸課題
 2.4.2 寸法の経時変化
 2.4.3 寸法の隣接誤差
 2.4.4 寸法偏差の検出?ポストプロセスゲージ
2.5 心なし研削盤の基本構成
 2.5.1 新たな位置決め機構
 2.5.2 油圧サーボ弁の選定
 2.5.3 送りねじに作用する残留力を検出する場合
 2.5.4 テーブル位置を検出する場合
 2.5.5 軸受隙間制御による寸法補正機構
 2.5.6 工作物寸法への転写精度
2.6 生産研削における寸法精度
 2.6.1 ポストプロセスゲージ:抜取り検測
 2.6.2 ポストプロセスゲージ:全数検測
 2.6.3 ポストプロセスゲージが適用できない場合
2.7 直径測定器

引用・参考文献
索引

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