| 研究課題/領域番号 |
25870932
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
古城 直道 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80511716)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | ダイヤモンド工具 / 摩耗 / 鋼 / 超精密切削 |
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| 研究概要 |
本研究課題は，鋼の被削性を向上させるための指針を明らかとし，これを用いて，鋭利で輪郭精度の高い切れ刃を持つダイヤモンド工具による，超精密切削における工具摩耗の抑制と仕上精度の向上を目的としている．現在，ダイヤモンド工具は鋼やNi系合金にはほとんど利用されない．これは，鉄系金属とNi系合金がダイヤモンド工具を著しく摩耗させるからである．今年度実施した研究の主な成果は以下の通りである．1. 浸炭処理により炭化物を析出させた鋼は，ダイヤモンド切削において工具摩耗を抑制する．今年度は，浸炭処理によって析出した炭化物の寸法が，工具摩耗抑制と仕上精度向上に及ぼす影響を調査した．その結果，析出した炭化物の寸法によっては，工具摩耗抑制と仕上精度向上の効果が半減することを明らかにした．2. これまでに，窒化処理によって窒化物を析出させた鋼は，ダイヤモンド切削において工具摩耗を抑制することを明らかにしてきた．今年度は，数種のステンレス鋼，耐熱鋼，工具鋼等に対して窒化処理を行い，工具摩耗抑制と仕上精度向上に及ぼす影響を調査した．その結果，鋼の合金元素の含有量が工具摩耗抑制と仕上精度向上に関係していることを明らかにした．3. つぎに，窒化処理による工具摩耗抑制効果が高かった鋼について，切削距離に対する超精密切削特性を調査した．その結果，切削距離を延ばしてもダイヤモンド工具は緩やかに摩耗が進むのみで，刃先に欠けなどは生じなかった．また，仕上面精度についても大きく荒れることなく推移することが分かった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は，(1)浸炭処理により炭化物を析出させた鋼，および(2)窒化処理により窒化物を析出させた鋼の超精密切削特性を実験的に解明することを中心に研究を行った．(1)の結果から，析出した炭化物の寸法が工具摩耗と仕上精度に影響を及ぼすことが明らかとなった．また，(2)の結果から，鋼の合金元素およびその含有量が工具摩耗と仕上精度に影響を及ぼすことが明らかとなった．これに続いて，(3)切削距離に対する超精密切削特性の調査を行った．(3)の結果から，工具摩耗抑制効果の高い合金元素を含む鋼を窒化することで，切削距離を延ばした際のダイヤモンド工具の摩耗は緩やかとなり，仕上面精度の大幅な悪化は生じないことが明らかとなった．これらの結果から，被削性が改善される要因については必ずしも明らかにならなかったものの，いずれにおいても工具摩耗抑制と仕上面精度向上による大幅な被削性改善が達成されたことから，おおむね順調に進展していると評価される．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度も，本年度と同様に，超精密切削特性を実験的に解明することを行っていく．具体的には，浸炭処理により析出した炭化物が工具摩耗抑制と仕上精度向上に及ぼす影響の解明，および窒化処理による工具摩耗抑制効果の高い鋼における切削距離に対する超精密切削特性の変化を調査する予定である．本年度，浸炭処理により析出した炭化物は寸法のみで評価していたが，次年度はその要素についても評価対象としなければならない．一方，窒化処理によって析出した窒化物について，本年度は合金元素のみで評価していたが，次年度はその寸法等も評価対象としなければならない．このように，被削性改善の要因を明らかとするために，浸炭・窒化した鋼のミクロ組織分析および元素分析を行うことを予定している．これらの結果をもとに，切削時の反応性を明らかにすることができると考えられる．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
今年度後半から在外研究となったため
切削実験に必要な工具および被削材の購入を行う．また，他の計測装置等を使用するための費用が加わる予定である．
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