| 研究概要 |
本研究は,砥石作業面状態の客観的評価・形成を可能にし,その作業面状態を長期にわたり保ち続けるために有効な手段を提供することにより鏡面研削加工のプロセス制御性を向上させることを目的に行った.
まず,ドレッシングによる砥石作業面の創成プロセスを切れ刃分布状態に基づいて検証した.その結果,ドレッシング切込みには,脱落形ドレッシングと微小破砕形ドレッシングを分ける臨界値が存在することが明らかになった.また,ドレッシングにおけるスパークアウトが仕上げ面粗さを向上する重要なプロセスであることがわかった.スパークアウトを行うと,仕上げ面におけるスクラッチを低減でき,顕著に仕上げ面粗さを向上できる.しかしながら,過剰なスパークアウトはチップポケットを不足させ,目づまりを生じやすくするため,切れ刃密度を高めるにも関わらず仕上げ面粗さを悪くしてしまう.
次に超音波重畳クーラントによる仕上げ面粗さ向上効果について検討した.クーラントにMHzオーダの超音波を重畳すると,スクラッチの頻度と深さを顕著に低減できることが明らかになった.そこで,その作用メカニズムをクーラント供給状態および作業面状態の観察・評価に基づいて検討した.その結果,超音波重畳クーラントは砥石に連れ回る空気流に打ち勝って研削点に到達しやすいことがわかった.このことにより,クーラントが安定して作用し,切りくずの堆積や溶着を抑制しさらには砥石摩耗を低減する.
以上を踏まえて,高硬度焼入れ鋼SCM435に対して鏡面研削を試みた.その結果,合理的で定量的な作業面状態の創成により仕上げ面粗さRz<0.4μmを満たす鏡面研削加工を実現することができた.さらに,超音波重畳クーラントを用いることにより,仕上げ面粗さがRz<0.2μmまで向上するとともに,より長期にわたりその良好な状態を維持できることを確認することができた.
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