| 研究課題/領域番号 |
20K04194
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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 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
大西 孝 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (90630830)
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| 研究分担者 |
大橋 一仁 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10223918)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 円筒研削 / 長尺工作物 / 形状精度 / 振止め / 弾性変形 / 円筒トラバース研削 / 研削抵抗 / 寸法生成量 / テーパ形状 / 振れ止め / 形状誤差 / 連続体モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
剛性が低く弾性変形が生じやすい長尺工作物をトラバース研削（円筒形の工作物を回転させながら軸方向に移動させて，工作物の外周に砥石を押し当てて材料を除去する加工法）する際は，研削中に振れ止めを工作物へ押し当て，弾性変形を抑制することで高精度な加工が行われる．しかし振れ止めの使用方法は熟練技能者の勘や経験に依存しており，最適な使用方法の決定指針はない．そこで本研究では，工作物の材料が除去される過程を考慮し，振れ止めの最適な使用法の決定指針を確立するともに，振れ止めの設置位置で生じる段差を解消できる手法を考案する．さらに工作物自身の弾性変形を積極的に活用し，工作物への微小なテーパ形状の付与を試みる．
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| 研究成果の概要 |
円筒形状の工作物の外周面を砥石で仕上げる円筒トラバース研削において、直径と比較して長さが大きい長尺工作物を加工する際は、研削中に発生する力（研削抵抗）により工作物が大きく弾性変形し、形状誤差が生じる。弾性変形を抑制するために振止めが使用されるが、振止めの使用方法を学術的に検討した例は見られない。そこで本研究では、研削中の工作物の弾性変形挙動を解析し、工作物の形状精度を大幅に向上できる振止めの使用指針を求めた。研削実験において、理論的に求められた振止めの使用方法が適切であることを確認した。さらに研究成果を応用して工作物の両端に微小なテーパ（半径が軸方向に変化する形状）を付与することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
円筒トラバース研削は円筒形状の工作物の直径をマイクロメートル単位で仕上げ、良好な表面品位を能率よく得られるため産業界で広く使われている。しかしながら、振止めの使用指針に関する学術的な研究はなされておらず高い独自性を有する。製造業の現場では、振止めの設置位置やシューの押込み量の決定は熟練技能者の勘と経験に依存していた。産業界では技能伝承が課題になっており、学際的なアプローチで振止めの最適な使用方法を示すことは、さらなる高精度化、高能率化が求められる精密加工分野において重要な意義を有する。
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