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チタン合金切削進行中におけるWC-Co超硬のリアルタイム劣化

研究課題

研究課題/領域番号 22K20419
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
研究機関鳥羽商船高等専門学校

研究代表者

児玉 謙司  鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60508208)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード切削加工 / 放射光 / 摩耗 / 超硬工具 / 超硬
研究開始時の研究の概要

Ti合金切削中のWC-Co切削チップの劣化を,その場で捉える切削劣化ダイナミクス計測システムの立ち上げを行い,それを用いてファーストデータを取得することが本申請課題の目的である。従来法とは全く異なる,新しいアプローチの切削チップの劣化研究手法をスタートアップし,高性能チップ開発に新たな知見を与える。これは航空宇宙,医療,化学プラント等幅広い産業で使用されるTi合金の能率的切削の実現に展開され,ひいては日本のものづくり競争力を高めることにつながっていく。

研究成果の概要

チタン合金のフライス切削中における、WC-Co超硬チップすくい面のリアルタイム劣化をミリ秒単位で明らかにすることを目的に次の3つを実施した。1.WC-Co超硬チップを用いてチタンブロックの側面切削実験を実施した。切削後のチップ表面劣化について顕微観察を行い摩耗状況を評価した。2.切削劣化ダイナミクス計測で利用するフライス切削システムを立ち上げた。回転するカッターのチップ刃先に取り付けた反射板にレーザー光を照射し、切削1回転毎の反射光検出をオシロスコープ波形から確認することに成功した。3.放射光施設において、ビームラインの調査を行い、実験レイアウトを考案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究にて開発した、フライス切削中におけるチップすくい面のリアルタイム劣化をミリ秒単位で明らかにする評価システムは、乾式切削中のマクロな摩耗や割れの発生起源、進展メカニズムを解明することができる。これまでにない切削局所の劣化計測手法によって、高性能チップ開発に新たな知見を与える。本研究ではチタン合金をワークに、WC-Coをツールとして実験を実施した。これらは航空宇宙、医療、化学プラント等において幅広く利用されているチタン合金の超高速切削の実現に展開され、ひいては日本のものづくりの競争力を高めることにつながっていく。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 放射光摩耗ダイナミクス計測のための実験環境構築2024

    • 著者名/発表者名
      等々力亮太 ,児玉謙司,須田 敦,福岡 寛,谷口幸典,和田任弘,北原 司
    • 学会等名
      公益社団法人 日本設計工学会 東海支部 令和5年度研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] チタン材精密フライス切削における超硬工具摩耗評価2024

    • 著者名/発表者名
      小林賢佑,児玉謙司,北川大介,和田任弘
    • 学会等名
      公益社団法人 日本設計工学会 東海支部 令和5年度研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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