田中 秀岳

To fulfill user requirements, various products are manufactured using machine tools requiring high-cutting-speed technology. The development of these products typically requires high-precision and high-efficiency machine tools. However, large centrifugal forces affect the tool gripping precision and rigidity during high-speed rotation. Recently, various tool holders have been developed to solve these problems. However, evaluation methods for tool holders vary by manufacturer, thus rendering it difficult for users to perform quantitative assessments. Therefore, a device is developed in this study that can measure the gripping properties of a tool holder to enable quantitative evaluation. The proposed gripping-strain measurement tool can measure the gripping force of a tool holder using strain gauges. Using a wireless strain logger as a sensor module and strain gauges attached to the tool shank, this device can measure the gripping force exerted from the tool holder and wirelessly transfer the recorded data to a computer for analysis. Unlike previously developed devices, this measurement device can simultaneously measure multiple positions of gripping strain. To validate the feasibility of the newly designed gripping-strain measurement tool, gripping-force distribution measurements are performed using commercial tool holders. The developed gripping-strain measurement tool is tested statically and dynamically using a machine-tool spindle system. The results show that the developed test tool can effectively measure the gripping-strain distribution. Additionally, the feasibility of the developed tool for strain-transition measurement during spindle rotation is validated.

CFRPの穴あけ加工において,著者らは従来のドリルやヘリカル加工に比べ高品位穴空け加工が可能である傾斜プラネタリ加工装置を提案している．また可搬型の傾斜プラネタリ加工装置を開発してきた．従来の傾斜プラネタリ加工装置は工具主軸ごと傾斜させる構造かつ手動での調整が必要であった．本研究では工具傾斜機構を自動化し,工具部分のみで傾斜可能な構造とすることで振動の低減を図った．本報では装置の設計と機構の検証を行った．

ヘリカル加工等のCFRPバリや剥離等を抑えた穴あけ加工方法が多く報告されている．筆者らは歳差運動よる複合材料の穴あけ加工法に基づいた新たな加工装置として傾斜プラネタリ加工装置を考案しており，被削材に対して，底刃中心部を避けて接触し切削することができるため，切削力の軽減が期待できる．試作した傾斜プラネタリ加工装置を用いてCFRPを被削材として加工試験を行い，傾斜プラネタリ加工の優位性を実証することができた．

炭素繊維強化樹脂(CFRP)は難削材であり，バリや表層剥離が発生しやすい．著者らはCFRPの高品位穴あけ手法として傾斜プラネタリ加工を提案している．傾斜プラネタリ加工は工具を傾斜させ歳差運動による穴あけ加工であり，バリおよび表層剥離の抑制に効果がある．また，幾何学的にラジアスエンドミルを用いることで加工穴品質が向上することが明らかになっている．本報では傾斜プラネタリ加工にラジアスエンドミルを適用しCFRPの連続穴加工実験を行い，工具摩耗の進展と加工穴品質に関して考察した．また，分散分析を用いて傾斜プラネタリ加工の加工条件が加工穴品質に及ぼす影響を明らかにした．