| 研究概要 |
これまでの研究により,砥石周速を300m/sにすることによりQ_w'=1000mm^2/sオーダの高能率研削が可能であること,またこれまで異常摩耗のために使用できなかった軟鋼の研削にCBN砥石が使用可能であることが明らかになった.本研究は,これらの成果を踏まえ,超高速研削を研削切断に応用することを目的として計画したものである.そのために砥石周速300m/s以上で使用可能な切断砥石(ブレード)の開発研究を行った.
1,フランジおよびブレードの構造解析
最大切断厚さ10mm,ブレード直径250mm,厚さ1mmを標準とし,有限要素法を用いて周速400m/s以上が可能な超高速研削切断用ブレードの強度解析を行った.特にフランジ材にチタン合金を使用すると仮定し,フランジとブレード間の摩擦力による変形拘束の効果について検討した.その結果,フランジの使用により,最大65%の強度増加の効果が期待されることが明らかになった.なおブレードは実用性を考慮し,センタ穴をもつタイプを仮定した.
2,切断ブレードの超高速回転試験
構造解析の結果に基づいてフランジとブレードを試作し,超高速域(20,000〜30,000rpm(395m/s)で回転試験を行った.回転試験では,フランジを用いない単純自由回転円板,フランジを使用し,締め付け圧を変数にしてフランジとブレード間の摩擦力を変えた.その結果,炭素鋼材のブレードではフランジを使用しない場合には,30,000rpmで内周部に円周方向に組成変形ひずみが生じた.またフランジを使用した場合には,締め付け圧が小さい場合には,センタ穴および取り付け穴周辺に塑性変形が認められたが,締め付け圧を大きくするとほとんど塑性変形は認められなくなった.
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