2019 Fiscal Year Research-status Report
Examination of replaceability of scraping with texturing by micro-vibration assisted cutting
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19K04102
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
山本 武幸 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 技術職員 (40396594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 淳 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40292479)
小貫 哲平 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70400447)
周 立波 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90235705)
尾嶌 裕隆 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90375361)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 表面テクスチャ / きさげ / 振動援用切削 / 摩擦 / 潤滑 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０１９年度は、きさげ面の初期状態となじみ後の状態を文献調査し、表面テクスチャを設ける対象となるしゅう動要素用の材料と、表面テクスチャ創成に用いる微小振動援用切削用工具を選定した後、無数の微小凹凸によるテクスチャパターンの寸法および周期を決定した。
次いで、所有する三軸同時制御式のＮＣ加工機に、工具の微小動作用のＦＴＳ（ファスト・ツール・サーボ）を追加した加工装置を用い、切込み深さ方向に工具を周期振動させる方法により、黄銅およびアルミ合金を対象に、単結晶ダイヤモンド三角錐圧子を工具として微小振動援用切削を遂行し、表面テクスチャの創成を試みた。その結果、凹部の深さが数～十数ミクロンで周期が数十～百数十ミクロンの複数の異なる寸法および周期のテクスチャパターンを有する表面を創成できた。そこでは、１０～４０％のテクスチャ面積密度で、かつ凹パターンの周囲に生じたバリ（塑性盛上り）をオンマシンによるマイクロ切削で除去したものとそうでないものをそれぞれすべり摩擦試験用のテクスチャ表面として準備した。
そして、それらのテクスチャ表面に対し、軸受け用鋼球をスライダとして、所有するすべり試験装置を用い、ドライ環境においてすべり摩擦試験を実施した。そこでは、摩擦係数の評価の他、レーザ顕微鏡などを用いたテクスチャの摩滅状態、鋼球の摩耗状態の観察などによる評価を実施した。その結果、テクスチャの面積密度が高くなるにつれて摩耗粒子の頻繁なトラップ効果が発現して摩擦・摩耗は低減すること、およびバリのオンマシン除去が摩擦・摩耗の低減に有効なことを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初期の計画に記載したとおりに、創成するテクスチャの条件等を選定して実際にテクスチャ表面を創成し、ドライ環境下でテクスチャ表面の摩擦特性を評価するところまで遂行し、本提案手法により製造したテクスチャ表面が、ドライ環境においてすべり摩擦・摩耗の低減に有効であることを確認できたためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２０年度以降は、当初の計画に沿って、２０１９年度にドライ環境下での摩擦特性評価により効果的と判断されたテクスチャ表面を再度創成した後、油潤滑環境下で油量を変化させるなどして摩擦特性を評価し、提案手法により作成したテクスチャ表面の特性および有用性を明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスによる自粛のため（１）学会が中止されて旅費が使用されなかった。（２）一部実験補助も延期され大学院生への謝金の支払いとそれに付随する消耗品の購入を２０２０年度に繰り越すことになった。
それらに対する早期の実施を、自粛が解除され次第、検討・実施する予定である。
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