2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22560104
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
上村 康幸 東京大学, 生産技術研究所, 技術専門職員 (20396906)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土屋 健介 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (80345173)
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| Keywords | 目詰まり / 固定砥粒工具 / ドレスレス / 連続気孔 / 電着 / スパイラル |
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| Research Abstract |
本研究は、固定砥粒工具に共通する目詰まりを防止するために、切屑の流動性を確保した無限のチップポケットに切屑を連続排出することのできるスパイラル構造の固定砥粒工具を作ることである.工具開発は、高工具寿命の推進、加工時や工具製造時のインフラの整備による工具コストの削減、環境に対する負荷の軽減を期待している.研究は7項目について行なうが、今年度(22年度)は主に1)～4)について検討した.1)各種砥粒の分散・凝集性および共析量の検討.2)複合めっき工具の製作条件の検討.砥粒層の厚み・硬度・砥粒密度および砥粒径に対する工具表面品質の関係.3)砥粒層の厚み・砥粒密度に対する砥粒保持力の検討.4)試用工具の最適化(ワイヤ径・スパイラル角).5)最適化工具の砥粒径と目詰まりの関係.6)砥粒径・チップポケットサイズが工具寿命、加工品質に与える影響.7)制御パラメータと評価パラメータの相関.その結果、(1)無機砥粒を一時的に陰極側面に滞留させることで、電鋳方式の複合めっきと同様に共析できた.滞留を促進させる方法にポリプロピレン製のブラシを採用し、同時に陰極表面の活性化を図った.(2)工具表面の品質はめっき厚みを制御することで可能である.工具表面の品質低下は,めっき厚の上昇に伴って、うねり成分が増大し、多数の突起物が発生して生じる.この突起は電着応力による転移で起こり,特に大きい突起物は,転位した相の凸部に局所的に大きな電流が流れることで,局所的に半球状拡散層(突起物)が形成されて起こる.めっき厚を薄層にすれば、うねり成分は小さくなり,突起物の発生が抑えられ、工具表面の品質が向上した.(3)工具の硬度と砥粒の保持力は亜リン酸に含有する燐が効果的である.亜リン酸の添加量が少ないと砥粒層にクラックが発生し大きく剥離するが,20g/L以上(Pの量=7.3g)になると,剥離は改善された.一方硬度は,添加量が20g/L以上になると徐々に減少していくが,Hv800前後が得られた,亜燐酸を添加したことで,含有するPがNiと金属間化合物を作り結晶格子にひずみを生じ硬度が上昇する.(4)目詰まりは高砥粒密度によるチップポケットの形成,工具と工作物の接触面積の大きさ,非スパイラルによる気孔レスが原因であることを明確にした.スパイラルは連続気孔を創製するのに有効であり、採用した範囲のスパイラル角とワイヤ径の大小は、目詰まりに関係する因子としては小さい.したがって、前述した目詰まりの因子を工具製造時に考慮してやれば、アシストレスの固定砥粒工具を実現できる.
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