2019 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ observation of friction-induced deformation in cutting process
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18K13671
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
杉原 達哉 大阪大学, 工学研究科, 講師 (90637539)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 切削加工 / トライボロジー / 塑性変形 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
切削加工における工具すくい面-切りくず界面の摩擦は，切りくず生成，工具寿命，仕上げ面性状に直接的な影響を及ぼす極めて重要な要素である一方で，すくい面における摩擦力の値やその分布，さらに摩擦が塑性域に及ぼす影響については，切削加工現象における不確定な要素として残された大きな課題となっている．そこで，本研究では工具-被削材界面の摩擦が被削材内のひずみ，ひずみ速度の分布に及ぼす影響を直接的に可視化することで，工具すくい面-被削材切りくず界面の摩擦現象が切削機構に及ぼす影響の理解を試みた．
そして本研究では，切削加工現象そのものを可視化するための手法として，粒子画像流速計測法（PIV）を援用したin-situ観察の構築を行い，開発手法によって二次元切削における被削材の塑性流動の様子を可視化することに成功した．
さらに，アルミニウム合金の切削加工におけるイソプロピルアルコール（IPA）の潤滑機構に着目した検討を行った結果，（１）アルミニウム合金のドライ加工においては，工具-切りくず間の被削材の滞留にともない，「Sinuous flow」と呼ばれる不規則な切りくず生成機構となること，（２）潤滑状態の改善にともない，工具-切りくず間における被削材の滞留が消失し，規則的な流れ型切りくずへの変化が得られること，（３）工具-切りくず間への潤滑剤の供給が困難な条件下においては，被削材自由面側におけるアルミニウム合金-IPA間の反応（アルコキシド反応）によって，せん断型切りくずの生成が促されること，などを明らかにした．
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