セミドライ切削機構解明のトライボロジ的アプローチ

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14205027
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 稲崎 一郎 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30051650)
• 研究分担者: 須田 聡 新日本石油(株), 潤滑油研究所, 主事 ; 若林 利明 香川大学, 工学部, 助教授 (00294736) ; 青山 藤詞郎 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70129302)
• キーワード: 切削加工 / セミドライ加工 / 切削油剤 / 切削工具 / トライボロジ / 環境対応型加工

研究概要

2年度目に入り、着実にデータの取得が行われ、有用な知見が得られ始めた。
以下に成果を要約する。
(1)初年度に設計製作した雰囲気制御切削試験機を実際に運転し、予備的実験を開始した。モデルガスの吸着、その潤滑効果による切削抵抗の低減などが測定可能となり、当初の目的を達成することができた。また、酸素の共存状態において、吸着現象が促進されることが確認され、セミドライ切削の機構究明に向けて大きく前進することができた。
(2)極微量切削液の供給条件と切削加工特性の関係について基礎的な実験解析を行った。すなわち、オイルミストの成分が切削抵抗、切削温度、工具摩耗、構成刃先の付着などに与える影響について実験的に解明した。その結果、オイルミスト中の油滴量、気体成分などが、切削特性に及ぼす影響について明らかにすることができた。
(3)セミドライ切削に適合すると思われるいくつかのエステル系切削油剤について、鉱油系のものと比較しながら基礎的トライボロジ特性を評価した。その結果、比較的穏やかな境界潤滑条件下では、添加した極圧剤の潤滑効果が支配的となる鉱油系の場合と異なり、エステル系では極圧剤の有無や種類にかかわらずエステル自身の潤滑効果で油剤の性能が決まることを見出すことができた。
上述したように、極微量の切削液供給で何故従来の湿式切削と同等の加工性能が達成されるのかを明らかにするための重要な知見を得ることが出来た。これにより、セミドライ加工の更なる適用範囲拡大に向けて開発研究を展開することが可能となった。

研究成果

• [文献書誌] T.Wakabayashi, I.Inasaki, et al.: "Tribological characteristics and cutting performance of lubricant esters for semi-dry machining"Annals of the CIRP. Vol.52, No.1. 61-64 (2003)
• [文献書誌] K.Hayashi, I.Inasaki, et al.: "A controlled atmosphere cutting apparatus for understanding tribological behavior of lubricants in near-dry machining"Key Engineering Materials, Advances in Abrasive Technology VI. Vols.257-258. 9-14 (2004)
• [文献書誌] Y.Saikawa, T.Ichikawa, T.Aoyama, T.Takada: "High Speed Drilling and Tapping using the Technique of Spindle Through MQL Supply"Key Engineering Materials, Advances in Abrasive Technology VI. Vols.257-258. 559-564 (2004)
• [文献書誌] S.Suda, T.Wakabayashi, I.Inasaki, et al.: "Multifunctional application of a synthetic ester to machine tool lubrication based on MQL machining lubricants"Annals of the CIRP. Vol.53, No.1(印刷中). (2004)