微小電場における表面活性化現象を利用した超精密加工法の研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450061
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 中島 利勝 岡山大学, 工学部, 教授 (80026038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大橋 一仁 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (10223918) ; 塚本 真也 岡山大学, 工学部, 助教授 (80163773)
• Keywords: 研削加工 / 超精密加工 / 表面活性化現象 / 微小電場 / 表面創成機構 / 超精密切りくず / 表面粗さ / 表面硬度

Research Abstract

平成9年度の研究成果を発展させ,表面活性化現象を実用化するための超精密研削加工条件の最適化と研究の総括を踏まえて,次の2段階の研究を遂行した。
(1) 微小電場の表面活性化現象を利用した超精密碩削加工条件の最適化
研削加工は,工具条件,被削材条件,相対運動条件,干渉条件,工作機械条件及び雰囲気条件の6入力条件によって影響される。微小電場による表面活性化現象を利用した微粉砥石による超精密研削加工の場合は,特に表面活性化のための電場強さ,最大砥粒切込み深さを決定する砥粒の大きさや工作物と砥石との速度比及び半径比などによって研削結果が著しく影響される。そこで,微粉CBNメタルボンド砥石を用いて微小電場で金属材料を超精密研削加工し,仕上面粗さ,加工精度及び加工変質層を評価関数として最適研削条件を探索した。
(2) 微小電場の表面活性化現象による超精密研削加工面創成機構の実験的・理論的研究研究結果から,超精密研削加工における創成加工面は,砥石作用面に存在する砥粒一つひとつが生成する表面創成溝曲線の集合体として生成されるが,砥石作用面上での砥粒は3次元的に分布し,しかも砥粒支持剛性がそれぞれ変化しているので個々の最大切込み深さは一定ではないことが明らかとなった。この要因ならびに微小電場による表面活性化層深さは,電場強さに対応した一定値に固定されることのために,各々の砥粒が生成する表面創成曲線は複雑に変化しているものと予想される。砥石作用面のトポグラフィ及び表面活性化層深さと最大砥粒切込み深さによって決定される砥粒の表面創成曲線を組み合せることにより微小電場における研削加工面創成、機構の実験的・理論的解明を行った。

Research Products

• [Publications] 中島利勝,塚本真也 他2: "深穴内面研削における形状生成機構" 精密工学会1998年度関西地方定期学術講習会講演論文集. 講演論文集. 31-32 (1998)
• [Publications] 中島利勝,塚本真也: "New Grinding Techniques for Remarkably Improving Surface Finish" Proceeding of the fourth international conference on progress of cutting and grindin. 講演論文集. 262-267 (1998)
• [Publications] 中島利勝,塚本真也 他2: "超硬研削におけるダイヤモンド砥石作用面の3次元的変化形態" 1998年度精密工学会九州支部・中国支部共催佐賀地方学術講演会. 講演論文集. 13-14 (1998)
• [Publications] 中島利勝,塚本真也 他2: "砥粒支持剛性と砥粒分布・形状の実測値を用いた研削面プロフィルの創成シミュレーション" 精密工学会誌. 65巻7号. 1072-1077 (1998)