2015 Fiscal Year Annual Research Report
ラピッドローテーション研削によるダイヤモンドの高温軟化促進研削法に関する研究
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25420052
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
太田 稔 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (60504256)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 多結晶ダイヤモンド / 高速定圧研削 / ラピッドローテーション研削 / 高能率研削 / 研削温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、多結晶ダイヤモンド（以下、PCDと呼ぶ）の高温軟化特性と高速研削による研削抵抗低減の相乗効果を利用した『高温軟化促進研削法』によって、ダイヤモンドの加工能率を飛躍的に増大することを目的としている。
平成25年度では、連続ドレッシング機構を有した高速定圧研削装置を開発し、PCDの高速定圧研削実験を実施した。その結果、砥石周速度を増大すると、加工能率の向上とともに表面粗さも改善できるという現象を発見できた。平成26年度では、より詳細な研削現象の解明と高能率な研削条件の探索を目的として、研削温度の解析および研削実験を行った。その結果、メタルボンドホイールよりビトリファイドボンドホイールを用いた場合の方が高能率に研削できることが分かった。その原因として研削温度が大きく影響していることが判明した。一方で、ラピッドローテーション研削による基礎実験で、極表層部のみに研削熱が集中する効果が明らかになった。
そこで平成27年度では、研削温度の影響をさらに詳細に検討することを目的として、メタルボンドホイールとビトリファイドボンドホイールの2種類のダイヤモンドホイールを用いて、砥石周速度100m/sまでの領域で、乾式、湿式研削条件における研削特性を検討した。その結果、砥石周速度100m/sの乾式研削条件で極めて高い加工能率を達成できることがわかった。原因究明のため、有限要素法による研削温度の解析と熱電対法による研削温度測定実験を行うとともに、研削加工後のPCDの表面性状の観察やXPS分析等を実施した。その結果、工作物表面の推定研削温度が800℃を超え、ダイヤモンドのグラファイト化が促進されたことが判明した。以上の結果から、砥石周速度100m/s超の高速研削によって、PCDの高温軟化特性を利用した高能率かつ高品位な研削加工が可能となることを実証できた。
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