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2005 年度 実績報告書

次世代マイクロリットルMQL切削加工技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17360060
研究機関東京工業大学

研究代表者

帯川 利之  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70134830)

研究分担者 釜田 康裕  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (10418676)
キーワードMQL / 切削加工 / 切削油剤 / 微量化 / 数値流体解析
研究概要

MQL切削加工は,微量の生分解性切削油を切削点に噴霧する環境適応型の加工技術である.多くの条件下で湿式切削と同等の切削性能を示すが,作業環境の改善,地球環境系に及ぼす負荷の軽減のためには,切削油の更なる低減が必要であり,本研究では次世代技術として,「マイクロリットルMQL切削加工技術」を提案した.実用レベルにおいて現状の1/10〜1/50程度まで切削油の使用量を低減させることを想定し,1時間当たり1ミリリットル(1ml/h)を下回る加工技術の実現を図ることが本研究の目的である.
本年度は,研究の初年度にあたることから,旋削を対象として,オイルミストを切削点に誘導し摩耗を抑制する工具,すなわち,特許出願中のCOD (Controlled Oil mist Direction)工具で旋削用のものを開発した.COD工具のオイルミストの流路設計には,汎用数値流体解析ソフトPhoenicsと形状モデリングのための三次元CADを使用した.最初に通常の工具を使用した場合のオイルミストの流れを数値流体力学により解析し,流れの特徴を把握した.解析結果より有効に利用されないオイルミストが多いことが明らかとなったので,流れを局在化し,オイルミストの利用効率を高めるための幾つかの流路形状を提案し,それに対応したCOD工具を開発した.次に,開発したCOD工具を用いて,難削材であるニッケル基超耐熱合金Inconel 718の切削実験を行った.コーテッド超硬を工具として使用したが,切削速度は,通常の2倍程度の90m/minに設定する厳しい条件を採用した.切削油の供給量は通常20-30ml/hであるが,この場合でも通常のMQL切削工具の場合には,湿式と同等の工具寿命は得られない.しかし,刃先直下からオイルミストを供給する流路を設定した場合には8ml/h,前逃げ面側から刃先に向かって供給する流路を設定した場合には1ml/hまで切削油を低下させても湿式と同等の工具摩耗抑制効果があることが明らかとなった.また後者の場合,さらに0.6ml/hまで切削油を低下させてもMQLの効果が十分にあることを確認した.この結果,1時間当たり1ミリリットル(1ml/h)を下回るMQL加工技術の実現の可能性が非常に高いことが分った.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] オイルミストの制御によるMQL切削における油剤使用量のマイクロリットル化2006

    • 著者名/発表者名
      浅野有希, 帯川利之, 釜田康裕, 中山功介
    • 雑誌名

      第13回精密工学会学生会員卒業研究発表講演会論文集

      ページ: 33-34

  • [雑誌論文] High Speed Grooving with Applying MQL2006

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Obikawa, Yasuhiro Kamata, Jun Shinozuka
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Tools and Manufacture (印刷中)

  • [雑誌論文] MQL溝入れ加工におけるミストの流れと工具摩耗2005

    • 著者名/発表者名
      釜田康裕, 帯川利之
    • 雑誌名

      精密工学会誌 71・6

      ページ: 734-768

  • [雑誌論文] MQL切削における切削油剤の極微量化2005

    • 著者名/発表者名
      釜田康裕, 篠塚淳, 中山功介, 帯川利之
    • 雑誌名

      2005年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集

      ページ: 1071-1072

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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