| 研究概要 |
機械加工では一般に加工精度と加工能率は背反の関係にあるが,研削では砥石周速を高速化することによって,加工精度を犠牲にせずに加工能率を飛躍的に改善することができる.超高速研削は,この考えに基づいて,従来の10数倍の砥石周速で研削を行おうとするものである.これまでの研究では,砥石軸を高速回転するさせるには高剛性のスピンドルが必要であるとの考えから,dn値2,000,000を達成するために,オイルジェット潤滑方式を採用した.しかし同方式では,無負荷時動力が10kWを大きく超えることが明らかになった.超高速研削では.砥石と空気および研削液との摩擦による動力損失が大きいために,無負荷時動力損失をできるだけ最小に抑えないと,所与の研削に要する動力を確保できないことになる.
そこで本研究では,新たに開発したリテ-ナ潤滑を適用したオイルエア潤滑方式を採用することによって,最高回転数30,000rpm,出力22.5kW,dn値2,000,000の超高速研削盤用高剛性・高出力スピンドルの開発に成功した.この研削盤では,直径250mmの砥石を使用することによって,砥石周速395m/sでの実験が可能である.超高速研削におけるもう1つの課題は,高速回転に耐える砥石の開発である.本研究では,安全性と実用化を考慮し,高強度ビトリファイドボンドCBNホイールの開発を行った.ここで問題になるのは.ハブと砥石との接着強度である,本研究では,超高速回転下における遠心膨張が接着界面に専断歪みを発生し,接着強度劣化の一因になることを明らかにし,定量的な検討を行った.その結果に基づき,CFRPハブを用いたビトリファイドボンドCBNホイールを開発,世界で初めて300m/sでの実験に成功した.
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