超高速研削用砥石作業面のマイクロパターニングによるクーラント効果の改善

• Project/Area Number: 09650125
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 機械工作・生産工学
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 田牧 純一 北見工業大学, 工学部, 教授 (30005516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保 明彦 北見工業大学, 工学部, 助手 (40178025) ; 北川 武揚 北見工業大学, 工学部, 教授 (40003165)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 1998: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 1997: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 研削用砥石作業面 / 研削液供給状態 / マイクロパターニング / 流れの可視化 / 研削温度 / 研削性能 / 研削油剤供給状態 / 研削点温度 / 研削砥石 / cBN研削ホイール / ホイール作業面 / マイクロパタ-ニング / YAGレーザ加工 / ク-ラント効果

Research Abstract

初年度は,SiCビトリファイド砥石の作業面上に任意の軌跡でYAGレーザを照射できる同時2軸制御CNC運動機構を製作し,生成される溝とレーザ照射条件の関係を明らかにした.その結果,加工溝の形状について,1)加工溝深さはレーザ走査速度の増加に伴い線形的に減少する傾向を示すがレーザ平均出力が同じならば発振方式(Qスイッチ,連続)の違いは認められないこと,2)レーザ平均出力を変えることにより深さ0.5〜3.0mmの溝を形成できること,3)加工溝幅は走査速度に対して極大値を有するが,その傾向はQスイッチ発振のほうが安定しており,加工溝幅はレーザ平均出力の値に関わらずレーザ走査速度5〜8mm/sの付近で最大値を示すこと,4)Qスイッチ発振の場合,レーザ平均出力およびレーザ速度を変えることにより幅0.1〜0,4mmの溝を形成できることを明らかにした。次年度は,YAGレーザによる加工溝と同等寸法の溝を円板すなわち擬似砥石に作成し,擬似砥石を回転することによって研削点近傍における研削油剤の供給状態を定量的に評価するシステムを構築した.この計測システムにより,溝を形成したホイールのほうが溝を形成しないホイールよりも研削油剤供給効果に優れることを確認した。次にYAGレーザでマイクロパターニングを行なったSiCビトリファイド砥石を用いてSUJ鋼の平面研削実験を行ない研削性能を検討した.その結果,パターニングを施した砥石は100μm以上の高切込み領域において溝を形成しない砥石よりも低い研削点温度を示すこと,しかしながら,砥石摩耗はかなり大きくなるという欠点を有することがわかった。以上の結果よリマイクロパターニングの有効性を基本的に確認することができた。残された課題として,ホイール摩耗の抑制および研削液供給効果の両面から検討したマイクロパターンおよびホイール構造の最適設計が挙げられる。