| Project/Area Number |
22H04206
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
Tsuji Naofumi 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 技術専門職員
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
Fiscal Year 2022: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
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| Keywords | 超音波振動援用加工 / 難削材 / ドリル加工 / 温度測定 / 超音波振動援用ドリル加工 / 刃先摩耗 |
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| Outline of Research at the Start |
ステンレス鋼は熱伝導率が極めて低く，刃先に熱が滞留しやすい．そのため，刃先温度が約600℃にも達し，摩耗促進につながることが先行研究で報告されている．そこで，超音波振動援用による周期的な運動による冷却効果を利用し，加工条件をトライアンドエラーで探り，刃先温度を低下させることで工具寿命・加工精度向上を行うことを目的とする．また，温度測定については，高い時間分解能で動的測定が可能な手法を確立し，加工現象を詳細に明らかにすることを目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
被削材に直径0.1mmのクロメルおよびコンスタンタンエナメル素線を穴あけ方向に沿って埋め込み，ドリルの刃先の温度測定を行った．
直径2mmのノンコート超硬ドリルにおいて，主軸回転数5,000/min，送り速度10mm/minの条件で超音波振動の有無と振幅の違いによる温度比較を行った．慣用加工は300℃であったのに対し，超音波振動を援用したドリル加工はいずれも380~400℃であり，超音波振動を援用しても温度が上昇する結果となった．
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で提案した手法によって，刃先近傍の温度のみを取得することができ，加工現象の究明の一助となる．
今回行った実験のように切削速度や送り速度が遅く，被削材の再結晶温度以下の加工となる場合，かえって凝着摩耗が促進することがある．そのため，あえて刃先温度を上昇させるような加工を行うことで摩耗が抑制できる可能性が考えられる．
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