軸径の計算方法とは？

研削抵抗の話になります。

　　＞砥石スピンドルを回転させる力→ねじりモーメント

主分力、または接線抵抗と称します。

　　＞ワークを研削するときにかかる力→曲げモーメント

背分力、または法線抵抗と称します。

　　高知工科大　平面トラバース研削における研削抵抗・・・
　　http://www.kochi-tech.ac.jp/library/ron/2005/2005mech/1060103.pdf
　　P.8　図5 接線方向と法線方向の研削抵抗の波形

研削抵抗は
　　被加工物材質
　　砥石の５要因
　　研削条件。砥石周速はあまり変えないが縦横の切込み、テーブル送り速度
をパラメータにして変化し、能力一杯で使うと振動が大きくなり、面粗さ、加工精度に悪影響するから、機械として備えるべき能力はかなり余裕を見なければなりません。

研削抵抗の計算式も一応ありますが、所詮は上記データをまとめた実験式で諸条件を網羅することは無理。
　　富山大学工学部紀要　研削抵抗の解析
　　http://utomir.lib.u-toyama.ac.jp/dspace/bitstream/10110/9985/1/Kokiyo_21_01_Page071to087.pdf


＞軸の軸径を何mmにするか計算して求めたい

砥石フランジのサイズ、軸受構造から決まること多く、その軸径で研削抵抗にどこまで耐えるかの、むしろ逆ではないか？昔の機械はそんな感じ。
今の精度を追求した機械では静力学はほんの序の口で、振動理論が必須でしょう。

砥石軸の径も影響するが、外に出る砥石部は短く、軸受内部の方が長い。なので軸受設計の方が重要です。
昔は動圧／静圧のすべり軸受が主流であったのが、ベアリングが使われたり高速インターナル機ではエアー軸受、磁気軸受。

　　東芝機械
　　http://www.toshiba-machine.co.jp/jp/technology/tech_catalog/f1.html

　　ＳＫＦ（世界最大のベアリングメーカ）
　　http://www.skf.com/files/779075.pdf　　

決まりきったような構造（太さ）
　　
　　http://www.dm-daido.co.jp/pages/product_new_item3.html
　　優れた品質・歩留・ランニングコスト・・・切削加工と研削加工の比較

研削は切削より １／30～40 の低効率な加工。
機械構造では研削抵抗に対し余裕をもたせる。軸の強弱、軸受の剛性、本体構造を含めてダイナミック剛性が重要で、振動やビビリを抑えないと面粗さ、精度の加工品質が保てなくなる。その程度が切削機械と違います。

お礼

2013/10/22 21:16

回答ありがとうございます。

研削抵抗について自分でももっと調べてみよう思います。

質問者

工作機械の主軸設計を任されるのであれば、貴方は貴社のエース候補で
あること間違いなしです。おめでとうございます。

＞私は研削盤を作るメーカーで設計をしています。
原理原則は教科書に書いてありますが、ノウハウに関することは、
先輩技術者から教えてもらうことと思います。

＞カタログに載っているようなものでしょうか？
何のカタログ？と逆質問したくなります。もし、研削盤のカタログとしたら、
貴社がカタログに掲載していればそのような状況もあるかもしれませんが、
ノウハウとしたら、掲載しないと判断するのでは？？？

＞砥石スピンドルを回転させる力→ねじりモーメント
＞ワークを研削するときにかかる力→曲げモーメント
もっと想像力を働かせましょう。
砥石のダイナミックバランスがとれていなければ、曲げモーメントが
しょうじるでしょう。また、ワークが飛んだり、砥石が破壊するような
異常状態では、通常時と異なる大きな力が加わることも想定されます。
なお、定常状態のトルクであれば、モータに流れる電流から、およその
値を知ることもできると思います。

お礼

2013/10/22 21:11

回答ありがとうございました。

質問者