切れ刃トランケーション量の最適設計に基づく硬脆材料の延性モード研削

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650105
• 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)
• Keywords: 延性モード研削 / 切れ刃トランケーション / ダイヤモンド砥粒 / 砥粒切れ刃の立体形状 / 走査型レーザ顕微鏡 / 精密ツルーイング / メタルボンドホイール

Research Abstract

光学ガラスに代表される硬脆材料の延性モード研削を達成するためには,工作物の塑性変形領域内に砥粒切込み深さを設定しなければならない.そのためには,ダイヤモンド砥粒切れ刃先端の一部を切断することによって円錐台形状に成形しホイール作業面上に揃えるトランケーション作業が必要となる.
昨年度は,研削ホイールの仕様(砥粒粒度,集中度)と研削条件(速度比,ホイール切込み量)をパラメータとして,研削プロセスに及ぼすトランケーションの影響を計算機シミュレーションにより検討した.
今年度は,第1ステップとして,実際の研削に使用されているダイヤモンド砥粒の形状を走査型レーザ顕微鏡で測定し,その特徴を定量化する手法を開発した.すなわち,レーザ顕微鏡特有の現象であるエッジノイズをウェーブレット解析によって検出し,ノイズ部分の形状を修復する手法を開発した.次に,砥粒切れ刃のレイヤー構造化とカム・フォロア法により,切れ刃エッジを抽出して切れ刃形状をモデル化する手法を開発した.その結果,研削前のダイヤモンド砥粒切れ刃は三角錐形状で代表できることが明らかとなった。また,それぞれのすくい面における切れ刃角度および隣接するすくい面のなす角度を実測し,その分布状態を明らかにした.
第2ステップとして,トランケーションを効果的に行うために不可欠な作業である精密ツルーイング法の開発を行った.すなわち,平面研削用ホイールの軸方向作業面プロフィルをサブミクロンオーダーの平坦度にツルーイングする技術として,円弧群で直線を包絡する手法を開発し,その実用性を微粒ダイヤモンドメタルボンドホイールの接触放電ツルーイングによって検証した.
第3ステップとして,平面研削用ホイールを対象とするトランケーション装置を設計・試作した.すなわち,縦軸型空気静圧スピンドルにカップ型ダイヤモンドホイールを搭載し,その基本的動作特性を検討した.