| 研究概要 |
地球環境への負荷低減に向けて,最小限の切削液しか使用しない,より現実的な切削加工技術の確立が急がれている.その際の大きな問題は,良好な加工状態を維持しながら低減できる切削液の最小量を評価することであり,現状では試行錯誤を繰り返すことにより,その量を決めている.そこで本研究では,工具材種や刃形,その他の切削条件に応じて,切削液の最小使用量を評価するためのシステムを開発することを目的とする.
前年度では,エンドミル加工における工具から切削液への熱の流れを,ドライ切削,空冷切削,水冷切削およびミスト切削についてモデル化し,切削液供給量の低減に伴う工具面温度を評価するための解析システムの開発を行った.今年度は,ねじれ角などの三次元的形状の効果を考慮に入れた詳細な切削モデルを確立するため,有限要素法によりエンドミル切削を解析した.本解析により,切削温度に及ぼすねじれ角や切削速度の影響を明らかにすることができた.またミスト切削における冷却効果を詳細に検討するため,工具周りのミストの流れを有限要素法により解析した.現時点ではミスト冷却に及ぼす工具形状の効果について,実験との対応を含め,検討を進めているところである.
さらに,実験において冷却効果を明確に把握できるよう,熱電対を内蔵した工具開発を行った.この工具では,コーティング層内で熱電対を構成し,切削時における切削温度のインプロセス測定を実現することを目標としている.現在,そのプロトタイプを試作し,温度測定が可能なことを確認した.次年度では,開発した熱電対内蔵工具を用いて,冷却効果を詳細に検討し,より効果的なミニマムクーラント切削加工技術を実現するための指針を得る予定である.
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