2021 Fiscal Year Research-status Report
Research and development on cooling effect of cutting tool edge and heat dissipation type tool by utilizing ultra-high pressure coolant during interrupted cutting
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21K03787
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
臼杵 年 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10176670)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エンドミル加工 / 超高圧クーラント / 放熱型工具 / チタン合金 / 超耐熱合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超高圧クーラント用エンドミルについて逃げ面給油が可能なエンドミルの試作を行った。当初予定したクーラント吐出口を別ブロックとしてエンドミル本体に取り付ける方式は、取り付けビスを大きくできない（取り付け空間が狭い）ために固定強度が不足する懸念を生じた。そのためエンドミル本体にクーラント供給穴を形成する方式に変更した。また実用化を考慮してスローアウェイ型のエンドミルとした。エンドミルを設計するに当たり、流体解析ソフトを利用して吐出口ノズルの設置角度の最適化を液相率、流速を評価指標として、角度を変更したシミュレーションを実施して行った。完成した形状にAM法による造形を行い、熱処理、仕上げ加工を行って、試作品を完成させた。またサイドスルーホルダーの製作が無理ということでセンタースルー方式で実験を実施した。
試作したエンドミルを用いた切削試験は、加工条件、被削材Ti6Al4V、V=200m/min、f=0.1mm/tooth、ae=0.8mm、ap=4mmにて、給油圧：3，7,14,20MPa、給油方向：すくい面、逃げ面、すくい＋逃げ面、比較としてドライおよび外部給油の摩耗データー取得を行った。現在データーの整理・分析を行っているところであるが、ドライに比べ工具刃先の部位により傾向がことなるが、最も摩耗が大きくなるコーナー部では圧力に伴って摩耗減少傾向にあるが、側面切れ刃は、圧力に関係なく湿式時にほぼ一定もしくはある圧力で最小を示し、以降増加傾向になることがわかった。
さらにグラフェンシートもテストしたが、接着強度に問題があり、改善策を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
エンドミル試作に時間がかかったこと、およびコロナの影響で実験に後れを生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
切削加工実験結果の整理と解析を進める。併せて2色放射温度計による工具逃げ面表面温度の測定と切削抵抗の測定を行い、切削状態の把握を行う。また熱流体解析も平行して行い、クーラント流速と工具刃先温度の関係を検討する。高熱伝導材料については、グラフェンシートの接着法の改善および高熱伝導コーティング材料の検討を進めていく
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| Causes of Carryover |
油剤の浸透状況、工具表面と被削材料凝着物境界面での付着状況の分析が遅れた結果、次年度繰り越しが発生した。現在分析を依頼実施している。
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