2019 Fiscal Year Research-status Report
ハイレシプロ研削用砥石の開発と耐熱合金の高能率研削への応用
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19K04120
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
吉原 信人 岩手大学, 理工学部, 准教授 (80374958)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ハイレシプロ研削 / 研削特性 / 耐熱合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研削加工において高能率化は非常に大きな課題である．高能率化を達成する方法として提案されている研削法がクリープフィード研削とハイレシプロ研削である．クリープフィード研削とは工作物送り速度を低くし，砥石半径切り込み深さを大きくする高能率研削法である．一方，ハイレシプロ研削は工作物を高速反転運動させ，砥石半径切り込み深さを小さくする高能率研削法である．しかしこのハイレシプロ研削では，砥粒切り込み深さが大きくなるため，砥粒脱落型磨耗の促進が懸念される．そこで本研究ではハイレシプロ研削における砥石磨耗メカニズムの解明を進め，砥石磨耗を抑制するための研削条件および砥石選定指針を明らかにする作業を進める．
一方，インコネル７１８やワスパロイなどのニッケル基耐熱合金は航空産業など広く使用されるようになっている．しかし，これらの材料の熱伝導率は低く，研削熱の影響が大きくなるため砥石寿命が短くなることが問題となっている．ハイレシプロ研削は砥粒切削長さが短く研削熱の発生が小さく，冷却もしやすいという特徴がある．そこで本研究ではハイレシプロ研削により研削熱の発生を抑制しつつ，ニッケル基耐熱合金を研削することを提案し，その研削特性を明らかにする．
２０１９年度は砥石の集中度や粒径がハイレシプロ研削における砥石摩耗に与える影響を明らかにした．また砥石摩耗メカニズムの推定，砥石摩耗を抑制するための研削条件最適化の指針を検討した．
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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
2019年度は砥石仕様がハイレシプロ研削における砥石摩耗に与える影響について検討した．ハイレシプロ研削により難削材を研削し，砥石作業面を観察したところ，研削熱による砥石摩耗よりも，砥粒脱落による脱落型摩耗が支配的であることが観察された．そのため砥粒に加わる力を小さくすることで砥石摩耗を抑制することができると推測した．そこで砥粒に加わる力の影響を確認するために，集中度と粒度を変化させて研削実験を行った．
その結果，集中度を高めた場合は砥粒保持力が維持できず，砥石摩耗量が大きくなった．また，粒度を変化させた場合，径の大きな砥粒を用いることで加わる力を小さくし，砥粒の脱落が抑制できることを確認した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究から，砥粒に加わる力を抑制することによりハイレシプロ研削における砥石の脱落型摩耗の進行を抑制することが可能であることが明らかとなった．そこで今後は砥粒に加わる力を定量化しすることにより研削条件と力の関係を明らかにし，理論的に最適な研削条件を選定することを可能にする．また，ハイレシプロ研削を実際の耐熱合金研削に適用し，その研削特性を明らかにする．
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