2014 Fiscal Year Research-status Report
切削に匹敵する大切込みと目詰まり防止を特徴とする超硬研削用カップ型砥石の開発
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26420051
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
藤原 貴典 岡山大学, その他部局等, 教授 (20274011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 一仁 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10223918)
塚本 眞也 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80163773)
大西 孝 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90630830)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 縦軸正面研削 / 研削抵抗 / 研削抵抗分布 / 超硬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
縦軸正面研削は，フライス切削のように砥石軸直角方向に工具である砥石をある一定の速度で送りながら，砥石底面の砥粒切れ刃で工作物を微小切削する手法である。平成２６年度は，超硬を工作物として正面研削を行う際に，砥石と工作物の干渉領域で発生する研削抵抗の分布を測定することを目的としている
研削抵抗は，砥石軸方向に発生する研削背分力と，砥石回転速度方向に発生する研削主分力の合力として与えられる。その２成分の抵抗分布を測定するために，予め砥石外周部形状を工作物に転写しておき，砥石と工作物の干渉領域全面で同時に研削が開始されるようにした。砥石をわずかに後退させ，再び砥石を送り込むことで，瞬間的に砥石干渉領域と工作物の干渉が開始するようにして，研削抵抗の急激な立ち上がり区間の変化過程から，時間的に微小時間毎，すなわち微小な送り量ごとに工作物幅当たりの抵抗値の逐次差分を得ることによって，圧力の次元を持つ研削抵抗分布量を測定した。
その結果，砥石外周部に小さなＲ部を有する底面が平坦なダイヤモンド砥粒電着砥石を用いる場合，砥石底面の平坦部の外周近傍で研削抵抗分布のピーク値が発生し，その大きさは砥石幅を５分割した工作物を用いる場合は砥石幅中央部で最大になり，外周に近づくにつれて減少すること，ピーク幅は砥石中央部でもっとも狭く，外周に近づくにつれて幅広になることが分かった。
一方，研削抵抗そのものは，砥石と工作物支持系の弾性変位量を支配して加工誤差に大きく影響を及ぼすが，砥石幅を５分割した幅の工作物を研削する場合，砥石底面の干渉領域が大きな砥石外周部で大きな抵抗が発生し，砥石中央部ではそれよりも抵抗値は小さくなることが分かった。
また，ゼロ研削加工面を基準に，ワンパス研削することで各種切残し量の変化を解析し，砥石前縁では切残し量が設定切込み深さの約５割に達することが明らかになった。
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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
超硬の正面研削における研削抵抗分布の解析手法については順調に研究が進み，砥石幅を５分割して幅の狭い工作物を研削する場合の研削抵抗の立ち上がりから研削抵抗分布を得る手法を確立することができたので，その成果をThe 17th International Symposium on Advancesin Abrasive Technology（22-25，September，2014, Hawaii USA）にて発表し，査読付き論文がAdvancesin Abrasive Technology XVIIに掲載された。
続いて，十分な回数のゼロ研削を行った前加工面に対して所定量切り込んでワンパス研削する際の研削抵抗分布，研削主分力と背分力の比で与えられる研削抵抗比，設定砥石切込み量に対する切残し量および寸法生成量を実験的に検討しており，その成果は日本機械学会 2015年度年次大会（2015年9月13日（日）～16日（水），北海道大学）にて発表予定である。
このように，平成２６年度に予定していた内容を計画どおりに実施でき，研究成果が得られていることから，「おおむね順調に進展している」と判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研削抵抗分布測定法が確立できたことから，縦軸正面研削加工に適した大切り込み研削加工用の砥石形状を検討する。
まず，干渉領域で一様な研削抵抗分布が発生する砥石作用面形状を検討する。具体的には，砥石外周部に大きな傾斜を設ける。高さは想定する設定砥石切込み量を若干上回る量であり，半径方向には砥石幅の２／３程度を想定している。こうすることにより，傾斜面の全域で実切り込み深さを均一化することが出来，したがってほぼ一様な研削抵抗分布が発生するようになるので，砥石の編摩耗を避けることが可能になる。
続いて，砥石干渉領域に研削液通過用の小さな溝を形成し，冷却性と切りくず排出性を改善する。
このような形状の砥石を試作し，研削性能の改善程度を実験的に検討する。
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| Causes of Carryover |
主に分担研究者の使用経費が無かったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度以降で消耗品費として使用する予定。
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Research Products
(2 results)
