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湿式バレル研磨における加工面での砥粒挙動に基づく理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K14623
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

橋本 洋平  金沢大学, 機械工学系, 助教 (30456686)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードバレル研磨 / ジャイロフィニッシング / ストリームフィニッシング / 湿式条件 / コンパウンド / 研磨挙動 / ジャイロバレル研磨 / 仕上げ加工 / 複雑形状 / 研磨加工 / ジャイロ式バレル研磨 / マスフィニッシング / 研磨
研究開始時の研究の概要

金型や装飾品といった複雑形状に対する優れた研磨技術の確立は,ものづくりにおける重要課題といえる.複雑形状の表面粗さ向上が容易であるバレル研磨は,この有力な解のひとつとして挙げられるが,加工プロセスの制御性の低さなどが課題となり,活用範囲は拡張していない.
このため,本研究ではこのような課題を解決し,バレル研磨を複雑形状に対するより優れた研磨技術とすることを目指し,材料除去現象に直結する加工面での砥粒挙動の観察に取組み,産業界で広く活用される湿式条件におけるバレル研磨の理論構築を実現する.更に,観察された砥粒挙動に基づき,技術開発を行う上で重要なツールとなる加工特性推定技術の開発にも挑戦する.

研究成果の概要

研磨加工は,優れた摩擦摩耗特性や美しい外観などを創成できるため,ものづくりにおいて重要な加工技術である.本研究では,金型や装飾品といった複雑形状に対する研磨技術として期待されるジャイロバレル研磨の理論構築に取組んだ.
本研究では,加工面での研磨メディア(小形砥石)挙動の評価技術を開発した.また,加工面でのメディア挙動に基づき,湿式条件では研磨メディアの目詰まりを抑制できるため,乾式条件と比べ大幅に研磨特性を向上できることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

バレル研磨は,研磨メディアによる加工物の材料除去の繰り返しにより進展する.このため,本研究成果の一つである加工面での研磨メディア挙動の評価技術を活用することで,バレル研磨の理論構築が大きく進展すると考えられるため,本研究成果は高い学術的意義をもつといえる.
また,理論構築の進展により,優れた特徴をもつバレル研磨の産業利用を妨げる主要因である試行錯誤からの脱却も期待できる.このため,職人による手磨きの置換えを進めることが可能であるため,本研究成果は高い社会的意義ももつといえる.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Improving finishing efficiency using a cover plate in gyro finishing2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Nakayama Yugo、Furumoto Tatsuaki、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 74 ページ: 140-146

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2021.11.004

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A calculation method for workpiece profile variation during double-sided lapping by considering workpiece elastic deformation2022

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Ozaki Ryo、Furumoto Tatsuaki、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 73 ページ: 457-469

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2021.09.016

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel measurement method for the torque acting on the upper platen in a three-way double-sided lapping/polishing machine2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Ozaki Ryo、Furumoto Tatsuaki、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 72 ページ: 891-898

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2021.08.004

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on the relationship between material removal rate and tool flank temperature in orthogonal turn-milling2021

    • 著者名/発表者名
      SHIMANUKI Koji、HOSOKAWA Akira、KOYANO Tomohiro、FURUMOTO Tatsuaki、HASHIMOTO Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 15 号: 4 ページ: JAMDSM0043-JAMDSM0043

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2021jamdsm0043

    • NAID

      130008059230

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental investigation into the spatter particle behavior of maraging steel during selective laser melting2021

    • 著者名/発表者名
      FURUMOTO Tatsuaki、EGASHIRA Kyota、OISHI Kazushi、ABE Satoshi、YAMAGUCHI Mitsugu、HASHIMOTO Yohei、KOYANO Tomohiro、HOSOKAWA Akira
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 15 号: 4 ページ: JAMDSM0039-JAMDSM0039

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2021jamdsm0039

    • NAID

      130008059258

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of the powder morphology, size distribution, and characteristics on the single track formation in selective laser melting of H13 steel2021

    • 著者名/発表者名
      YAMAGUCHI Mitsugu、FURUMOTO Tatsuaki、TANABE Yuuya、YAMADA Shinnosuke、OSAKI Mototsugu、HASHIMOTO Yohei、KOYANO Tomohiro、HOSOKAWA Akira
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 15 号: 3 ページ: JAMDSM0035-JAMDSM0035

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2021jamdsm0035

    • NAID

      130008050970

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal stress cleavage of a single-crystal round sapphire bar by carbon dioxide laser2021

    • 著者名/発表者名
      Furumoto Tatsuaki、Saito Ryuya、Watanabe Kota、Ochi Yuzo、Hashimoto Yohei、Yamaguchi Mitsugu、Koyano Tomohiro、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology

      巻: 297 ページ: 117237-117237

    • DOI

      10.1016/j.jmatprotec.2021.117237

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] CO2 laser cleavage of chemically strengthened glass2021

    • 著者名/発表者名
      Furumoto Tatsuaki、Hashimoto Yohei、Ogi Hisashi、Kawabe Tomoya、Yamaguchi Mitsugu、Koyano Tomohiro、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology

      巻: 289 ページ: 116961-116961

    • DOI

      10.1016/j.jmatprotec.2020.116961

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Internal face finishing for a cooling channel using a fluid containing free abrasive grains2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Mitsugu、Furumoto Tatsuaki、Inagaki Shuuji、Tsuji Masao、Ochiai Yoshiki、Hashimoto Yohei、Koyano Tomohiro、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

      巻: 114 号: 1-2 ページ: 497-507

    • DOI

      10.1007/s00170-021-06893-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Fundamental investigation of gyro finishing experimental investigation of contact force between cylindrical workpiece and abrasive media under dry condition2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Yohei、Ito Takuma、Nakayama Yugo、Furumoto Tatsuaki、Hosokawa Akira
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 67 ページ: 123-136

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2020.09.009

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Studies on high-efficiency and high-precision orthogonal turn-milling-The effects of relative cutting speed and tool axis offset on tool flank temperature2020

    • 著者名/発表者名
      Shimanuki Koji、Hosokawa Akira、Koyano Tomohiro、Furumoto Tatsuaki、Hashimoto Yohei
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 66 ページ: 180-187

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2020.06.013

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 両面研磨加工における加工物-上定盤間の研磨液挙動の検討2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 友也, 橋本 洋平, 古本 達明, 山口 貢, 江面 篤志, 小谷野 智広, 阿部 諭, 細川 晃
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ジャイロバレル研磨を活用した金属AM造形物のサポート除去方法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      山谷 晃平, 橋本 洋平, 古本 達明, 山口 貢, 阿部 諭, 江面 篤志, 小谷野 智広, 細川 晃
    • 学会等名
      精密工学会 第29回「学生会員卒業研究発表講演会」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Observation of slurry behavior between workpiece and upper platen in Double-sided Lapping2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki, Y. Hashimoto, T. Furumoto, M. Yamaguchi, T. Koyano, A. Hosokawa
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Finishing Speed by Using Side Cover Plates in Gyro Finishing2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakayama, Y. Hashimoto, T. Furumoto, M. Yamaguchi, T. Koyano, A. Hosokawa
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 両面研磨における加工物-上定盤間の研磨液挙動の観察の試み2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木 友也, 橋本 洋平, 古本 達明, 山口 貢, 阿部 諭, 小谷野 智広, 細川 晃
    • 学会等名
      2021年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 側方板を用いたジャイロバレル研磨における研磨速度向上の試み2021

    • 著者名/発表者名
      中山 友吾, 橋本 洋平, 古本 達明, 山口 貢, 小谷野 智広, 細川 晃
    • 学会等名
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of Processing Time by Utilizing Cover Plate in Gyro Barrel Finishing2020

    • 著者名/発表者名
      Yugo Nakayama, Yohei Hashimoto, Takuma Ito, Tatsuaki Furumoto, Tomohiro Koyano, Akira Hosokawa
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Investigation of Torques Acting on Upper and Lower Platens in Double-sided Lapping2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ozaki, Yohei Hashimoto, Hinako Hashimoto, Tatsuaki Furumoto, Tomohiro Koyano, Akira Hosokawa
    • 学会等名
      18th International Conference on Precision Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ジャイロバレル研磨における拘束板による性能向上効果の調査2020

    • 著者名/発表者名
      中山 友吾,橋本 洋平, 古本 達明, 山口 貢, 阿部 諭, 小谷野 智広, 細川 晃
    • 学会等名
      2020年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 両面研磨における定盤トルク測定手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 稜, 橋本 洋平, 古本 達明, 山口 貢, 阿部 諭, 小谷野 智広, 細川 晃
    • 学会等名
      2020年度精密工学会北陸信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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