| 研究課題/領域番号 |
01460104
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械工作
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
森脇 俊道 神戸大学, 工学部, 教授 (00031104)
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| 研究分担者 |
社本 英二 神戸大学, 工学部, 助手 (20216146)
奥田 孝一 神戸市立工業高等専門学校, 助教授 (50124061)
杉村 延広 (杉村 延宏) 神戸大学, 工学部, 助教授 (80135813)
猪飼 靖 神戸大学, 工学部, 助教授 (40031108)
冨田 佳宏 神戸大学, 工学部, 神授 (10031147)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| 研究課題ステータス |
完了 (1990年度)
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| 配分額 *注記 |
6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
1990年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1989年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
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| キーワード | 超精密超微小切削 / ダイヤモンド工具 / 単結晶 / 剛塑性有限要素法 / シュミット因子 / 工具刃先丸み / 超精密切削 / 超微小切削 / 単結晶ダイヤモンド工具 / 2次元切削 / 切削力 / 仕上げ面あらさ / 銅単結晶 |
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| 研究概要 |
超精密超微小切削機構の解明を目的として、超精密切削加工機及びSEM内超微小切削加工機を用いた切削実験と、剛塑性有限要素法による微小切削過程のシミュレ-ションを行い、以下に示す結果を得た。
1.多結晶銅の超精密2次元切削実験において、切込み2.5nmで正常な切りくず生成が行われることが確認された。切込みの微小化に伴いせん断角は2〜3^ﾟまで小さくなり、比切削抵抗が極めて大きくなる。また仕上げ面表面には、切込み1mum以上の条件では結晶粒界及び段差が顕著に生じるが切込みの微小化に伴って見られなくなる。
2.単結晶銅の超精密2次元切削及びSEM内での低速微小切削実験を行った結果、切込み1mum以上においては、切りくず生成、切削力、仕上げ面性状などに及ぼす結晶方位の影響が顕著に現れた。これに対して、切込みがサブミクロンオ-ダになると、その影響がほとんど見られなくなった。切りくず、被削材と工具との接触長さ及び切削力の測定から、工具刃先丸み半径に近い切込みでは、仕上げ面の加工変質の状態あるいは刃先部での被削材の変形挙動(バニシングやラッピング作用)が重要な役割を果たし、結晶異方性の影響を少なくしている。
3.最大塑性仕事の原理を用いて、シュミットの法則による単結晶材料の降状条件を剛塑性有限要素解析に導入することができた。提案した手法を用いて銅単結晶材料の切削プロセスの解析を行い、切りくず形状、せん断角、切削力について、2次元微小切削実験と比較した結果、これらの項目について定性的な一致が見られた。
4.工具刃先丸みを考慮した被削材の初期モデルを、流線に沿って修正することにより、定常切削状態のモデルを決定する手法を提案した。この解析より、切込みに対して工具刃先の丸み半径が大きくなると、切削比が小さくなり見かけ上の比切削抵抗が大きくなること、せん断域が拡大すことなどが明かとなった。
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