研究課題
本研究は、MQL加工に適する合成系エステル油剤のトライボロジー特性と切削性能を調べ、その作用メカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度に得られた研究成果は以下のとおりである。1.難削材およびアルミニウム合金の実用MQL加工による切削性能の評価各種合成エステルを用いて鋼の旋削加工をした場合、工具寿命の評価において通常給油加工に比べMQL加工が優れることを確認した。また、鋼の中でも難削材の一種と位置づけられるオーステナイト系ステンレス鋼(JIS SUS304)の外周旋削でも、MQLを適用すると工具寿命が大幅に改善された。このとき用いた合成エステルによるMQL加工の工具寿命延長効果は、そのエステルを通常給油した湿式加工とほぼ同等であったことから、エステル油剤による潤滑効果を得るには極微量の油剤供給で十分であり、難削材の場合でもMQL加工の適用が期待できる可能性を示した。一方、アルミニウム合金のエンドミル加工では、MQL加工で得られた仕上げ面粗さがドライ加工やエアーブロウ加工よりも良好で、切削速度や送りの影響を受けにくいことを実証した。さらに、MQLドリル加工の場合、酸素の存在が、鋼の切削に対して良好であるが、アルミニウム合金には好ましくなく、下記のエステルの吸着挙動とよく対応することを解明した。2.エステルの潤滑挙動におよぼす吸着特性の影響の考察雰囲気制御型切削試験機を用いて、そこに導入した各種気体とエステルの金属新生面に対する吸着挙動を調べ、金属新生面への吸着については酸素の作用が支配的であり、酸素とエステルが共存する場合、それらの吸着によって形成された潤滑膜は、エステル由来の部分と酸化物両者の作用をあわせもつことを究明した。また、酸素の影響としては、被削材が鋼の場合には切削性能を高めたのに対し、被削材がアルミニウム合金の場合には切削性能を低下させることを明らかにした。
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