チタン合金切削進行中におけるWC-Co超硬のリアルタイム劣化

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K20419
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
• 研究機関: 鳥羽商船高等専門学校
• 研究代表者: 児玉 謙司 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60508208)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• キーワード: 切削加工 / 放射光 / 摩耗

研究成果の概要

チタン合金のフライス切削中における、WC-Co超硬チップすくい面のリアルタイム劣化をミリ秒単位で明らかにすることを目的に次の3つを実施した。1.WC-Co超硬チップを用いてチタンブロックの側面切削実験を実施した。切削後のチップ表面劣化について顕微観察を行い摩耗状況を評価した。2.切削劣化ダイナミクス計測で利用するフライス切削システムを立ち上げた。回転するカッターのチップ刃先に取り付けた反射板にレーザー光を照射し、切削１回転毎の反射光検出をオシロスコープ波形から確認することに成功した。3.放射光施設において、ビームラインの調査を行い、実験レイアウトを考案した。

自由記述の分野

機械加工

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究にて開発した、フライス切削中におけるチップすくい面のリアルタイム劣化をミリ秒単位で明らかにする評価システムは、乾式切削中のマクロな摩耗や割れの発生起源、進展メカニズムを解明することができる。これまでにない切削局所の劣化計測手法によって、高性能チップ開発に新たな知見を与える。本研究ではチタン合金をワークに、WC-Coをツールとして実験を実施した。これらは航空宇宙、医療、化学プラント等において幅広く利用されているチタン合金の超高速切削の実現に展開され、ひいては日本のものづくりの競争力を高めることにつながっていく。