切削過程の過酷な変形場に着目した材料の極限環境下の動的変形特性推定システムの構築

• 研究課題/領域番号: 15K05716
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 篠塚 淳 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30282841)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 切削 / 温度 / 切削力 / 切りくず / 計測 / 流動応力 / FEM / ＦＥＭ

研究成果の概要

切削過程のせん断域の過酷な変形場を推定することで，高ひずみ，高ひずみ速度，高温の変形場における材料の流動応力特性を把握するシステムを提案した．これは被削材材料の加工硬化係数を未知数として切削過程のFEM解析を行い，FEM結果が，設定した境界条件（切りくず形状，切削力，切りくず自由表面側の温度分布，工具－切りくず接触域の温度分布）を満足するよう，流線に沿った加工硬化係数を見出すことで，せん断域の変形場を推定するものである．本研究では，提案する流動応力推定システム構築において最も重要な切りくずの工具との擦過面を含めた表面全域の温度分布を把握する手法を確立した．

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Investigation of Heat Partition Ratio for the Cutting Tool at a Cutting Speed Ranging from 38 to 6500 m/min (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Shinozuka and Daiki Kidoura
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 874 ページ: 450-456
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.874.450
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement of the temperature distribution at the tool-chip interface by using a cutting tool with seven pairs of built-in micro Cu/Ni thermocouples (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun Shinozuka, Habibah Binti JAHARADAK
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 1136 ページ: 586-591
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.1136.586
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Investigation of ultra-high speed cutting mechanism by considering tool-chip friction property and inertia force derived from chip formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Shinozuka
  • 学会等名: 17th international conference of the european society for precision engineering and nanotechnology
  • 国際学会
• [学会発表] 次世代切削加工システムの創造のための加工現象の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 篠塚 淳
  • 学会等名: 精密工学会 第386回講習会
• [学会発表] 微細熱電対群内蔵工具を用いた工具すくい面の温度場の切削開始からの過渡的変化の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 篠塚 淳，島 悠太郎
  • 学会等名: 2016年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 2016-09-06
• [備考] 工具－切りくず接触界面の温度分布の計測
  • URL: http://www.shinozuka.me.ynu.ac.jp/jshinozu/TCtemperature/tctemperature_j.html