| 研究課題/領域番号 |
19K04125
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
佐藤 昌彦 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (50244512)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 切削加工 / 温度 / クーラント / 極低温 / 切削 / 低温 / 熱伝達 / 工具摩耗 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
チタン合金やニッケル合金など耐熱金属の切削では工具刃先温度が高くなりやすく，工具摩耗の抑制に対するクーラント技術が重要である．近年，クーラントとして切削液を使用せず，液体窒素噴射環境下での切削の研究が進められている．本研究では，極低温環境下での切削における工具および被削材表層での熱伝達を被冷却物の熱的性質や表面性状に基づいて物性の面から解明し，冷却効率を最大限に高めるような加工条件，噴射供給方法の最適化を図り，環境負荷の小さな新たな機械加工技術の実現を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，液体窒素などの極低温冷媒による冷却環境下における切削加工での被削材表層の熱伝達特性と切削時のすくい面温度について検討した．被削材表層の冷却効果は熱伝導率の小さな材料ほど高い．超硬工具によってチタン合金を切削したところ，切削速度が低く，送りが小さいほどすくい面温度の低下に及ぼす効果が大きい．冷却の効果は送りを小さくするより切削速度を低くするほうが高い．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
航空機等に使用される耐熱金属は高融点で低熱伝導率なため切削温度が高く工具摩耗が大きい．このためクーラント技術が重要であるが，切削液は環境汚染や作業者の健康被害など悪影響も多い．液体窒素や液化二酸化炭素による極低温切削では，切削液の廃棄がなく，製品の洗浄工程が省略できるなど利点が大きい．本研究は，極低温切削における工具および被削材表層での熱伝達状態を明らかにし，環境負荷の小さな機械加工技術の実現を目指す点で社会的意義は大きい．
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