| Research Abstract |
地球環境への負荷低減に向けて,最小限の切削液しか使用しない,より現実的な切削加工技術の確立が急がれている.その際の大きな問題は,良好な加工状態を維持しながら低減できる切削液の最小量を評価することであり,現状では試行錯誤を繰り返すことにより,その量を決めている.そこで本研究では,工具材種や刃形,その他の切削条件に応じて,切削液の最小使用量を評価するためのシステムを開発することを目的とする.
本年度は,最初に,工具から切削液への熱の流れをモデル化し,切削液供給量の低減に伴う工具面温度を評価するための解析システムの開発を行った.微量の切削液を使用する場合には,切磋液はミストとして切削域に供給される.そこで2枚刃エンドミルによる端面加工を想定し,ドライ切削,空冷切削,水冷切削およびミスト切削について,それぞれ熱の流れをモデル化し,それらの温度解析の結果を比較することによりミスト切削の冷却効果を評価した.なお熱移動のモデル化に際しては,工具面温度,冷却媒体の速度等の影響や沸騰機構の相違を考慮した.また実用性の点から2次元モデルに,工具軸方向の熱移動も考慮に入れた擬似3次元モデルを用いた.切削速度は1m/sの常用速度から10m/sの高速まで,空冷切削における空気速度とミスト切削におけるミストの速度は,共に50m/sまで,水冷切削における水流の速度は10m/sまでの範囲で変化させた.その結果,ミスト切削における冷却効果は,空冷切削と水冷切削の中間的な効果を有し,送りを抑えれば,ミスト切削は水冷切削と同等の効果を期待できることが明らかとなった.なおエンドミル切削の解析で見られた効果を実験において確認するため,購入したスパッタ装置を用いてコーティング層内に熱電対を埋め込んだ旋削工具の開発を進めている.また高速切削への適用が要請されているので,高速切削現象の解明についても研究を開始した.
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