2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a novel high-integrity cutting method by use of localized materials hardening due to tribo-compressive hydrostatic stress
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15K05753
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
清水 淳 茨城大学, 工学部, 教授 (40292479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
周 立波 茨城大学, 工学部, 教授 (90235705)
小貫 哲平 茨城大学, 工学部, 准教授 (70400447)
尾嶌 裕隆 茨城大学, 工学部, 准教授 (90375361)
山本 武幸 茨城大学, 工学部, 技術職員 (40396594)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 機械工作・生産工学 / 切削 / 計算物理 / 静水圧 / バリ / 加工変質層 / 工具 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
切削による除去加工において，延性材料ではバリを代表とする余分な塑性変形を，脆性材料では，き裂の拡大による破壊を極力低減させることが，加工後の表面品位を向上させるために求められている．本研究では，すべりあるいは転がり接触圧により，延性・脆性材料の加工領域に局所的に圧縮静水圧を付与することで材料を硬化させ，簡便に余分な塑性変形やき裂を抑制しつつ精密かつ高品位に切削する新手法を開発する．これにより，研削を用いなければ得難いとされている圧縮静水圧環境を切削にも導入可能となり，高表面品位の加工が実現できると考えられる．
平成29年度は，市販の小型玉軸受のレースの外側が工作物と接触する方式による転がり治具を汎用切削工具に取り付けることによって前年度に製作した，転がり式の局所静水圧付与型切削工具を用い，汎用旋盤上において純アルミニウム工作物を切削し，慣用切削工具および前年度に実施したすべり冶具を付与した切削工具による切削実験結果と比較した．その結果，転がり冶具を付与した場合の切削では，切削溝の両肩に生成されるバリの規模が慣用切削に比べて顕著に低減され，さらには，すべり冶具式工具による切削の場合よりもバリ低減の効果が大きいことも明らかにした．また，すべり冶具式工具による切削の場合に見られたような擦過痕も生成されないことを確認した．そして，これらの結果が分子動力学解析結果と同じ傾向を示すことも確認した．
よって，研究期間を通じ，すべり式および転がり式の局所静水圧付与型切削工具による切削が，表面品位の向上に対し有用であること，とりわけ転がり式の工具における優位性を明らかにすることができた．
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