| 研究概要 |
研削では砥石周速を超高速化すれば,理論的にはそれに比例して研削能率を向上させることができる.筆者らはすでに周速400m/sが可能な超高速研削盤を開発したが,これまで回転強度の問題から,周速300mm/s以下での研削実験しか実現していない.ところで高周速化の最大の利点は,研削の高能率化にある.そこで本研究では,周速400m/s域の超高速研削を研削切断で実用化することを目的として,高回転強度の砥石の開発を行った.
超高速研削用砥石は,回転強度の問題からセンタ穴なしの砥石が使用されてきた.これに対して本研究では,実用化に配慮して,フランジ方法にしてセンタ穴付きブレードとした.そこでまず,フランジとブレードの材質の組み合わせがブレードの回転強度に及ぼす影響について,有限要素法を用いて検討した.特にブレードとフランジ間の摩擦の存在を考慮したモデルを仮定して計算を行った.その結果,外周部のボルト数を増やしコアとフランジ間の摩擦力を増大させることによって,フランジ方法にしてセンタ穴付きブレードでもセンタ穴近傍の応力をヤング率以下の押さえることが可能なこと,また,ブレードとフランジの材質には,チタン合金もしくはCFRPといった比強度や比ヤング率の大きいものを選択すれば,周速度400m/sにおける高速研削切断が可能であることがわかった.この結果に基づいて,チタン合金製のフランジを使用し,チタン合金コアでメタルボンドのブレードを試作し,周速度400m/sでの研削切断に成功した.
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