| Project/Area Number |
23H05186
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
Tsuji Naofumi 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 技術専門職員
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 超音波振動切削 / 動的加工現象 / 光弾性法 / 動的可視化 |
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| Outline of Research at the Start |
応用加工の一つである，背分力方向に超音波振動を援用した小径ドリル加工においては優れた加工特性が知られている．一方で，刃先が潜りながら加工進展するため可視化が難しい．実用化を目指すためには現象の究明が必須であり，その裏付けに基づいた加工条件設定が必須である．そこで，2次元切削モデルを用いて超音波振動帯域で生じる切りくずの生成過程を動的に可視化し，現象解明と加工技術の実用化を目指すことを目的とする．
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| Outline of Final Research Achievements |
本研究では二次元切削モデルを用い光弾性とストロボ撮影法による動的な内部応力分布の変化を可視化し，超音波帯域で生じる現象究明を試みた．刃先前方には超音波振動によって圧縮応力が生じ，振幅に比例してその圧縮応力が大きくなっていることが分かった．これらの現象は，切削によって生じる刃先前方の応力だけではなく，工具逃げ面が被加工面を押しつぶしたことにより生じた現象が組み合わさって生じていると考えられる．
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の手法によって，背分力方向の超音波振動切削で発生する超音波帯域の動的な加工現象を究明することができた．現在，応用としてテクスチャリングやドリル加工が研究されているが，加工現象の議論は超音波帯域よりも低い，準静的な議論にとどまっている．これは，測定に用いるセンサの特性によるものである．工業的な実用化のためには超音波帯域の加工現象を明らかにする必要があり，本研究は極めて有意義といえる．
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