| 研究課題/領域番号 |
26420047
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
酒井 克彦 静岡大学, 工学部, 准教授 (80262856)
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| 研究分担者 |
静 弘生 静岡大学, 工学部, 助教 (80552570)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 切削加工 / ドライ加工 / 環境対応加工 / 高生産性切削加工 |
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| 研究実績の概要 |
エコマシニング技術が注目される昨今，申請者はこれまで生産現場への適用が容易で切削工具寿命改善効果が高い様々な手法に関して実験的な検討を行ってきた．その中でも一般的に切削加工に用いられる切削油を使用せず，加工点に窒素ガスを供給する窒素ドライ切削加工はドライ切削における冷却不足の問題などを改善することが期待されており，ドライ切削に比べて工具境界摩耗が低減される効果があることを実験的に確認してきた．但し，これまでに窒素ガス噴射や窒素が不雰囲気による切削工具摩耗の低減メカニズムについてはチタン切削では窒素ガスの還元効果が関与していることを示唆するデータを得ているものの，詳細なメカニズムについては未だ明らかになっていない．先行研究において放射温度計による切削温度測定が行われたが,この方法では切削点近傍の温度を相対的にしか評価できず， 切削点の絶対温度を調べることができなかった．そこで本年度は窒素雰囲気切削の酸化抑制効果が切削温度に及ぼす影響をより詳細に調べるために，工具―被削材熱電対法による切削温度の測定を行った．また,窒素雰囲気切削では切りくずの発色が見られないことから，今年度は切りくず発色と酸化膜の厚さの関係を調べ,窒素雰囲気切削における酸化抑制効果を検討した.
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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
今年度は普通旋盤における外周旋削や二次元切削時の雰囲気を制御する手法として，切削点近傍のみを覆う形の治具を製作し，切削加工中雨の酸素濃度計の指示値で０．０１%以下まで酸素濃度を下げることに成功した．切削実験により得られた加工表面，切りくず，切削工具のうち，比較的試験片が小さく測定装置への導入が容易な切りくずについてXPSによる分析を行い，表記のデータを売ることが出来た．今後は工具すくい面や工具逃げ面のそれぞれの被作材料との相互作用について詳細に検討を行うために，切削工具表面の付着物や工具内部への元素拡散の状態を明らかにする他，切削加工面の表面および断面の解析が不可欠である．そのためには切削試験を現状の丸棒試験片から，治具を用いてあらかじめXPSなどの分析装置に入れることができるような小型に切り出した試験片で１００～３００m/min程度の高速切削を行うための治具設計・政策が必要になる．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに比較実験として比較的安価なS45Cによる検討を行ってきたが，今年度は今年度の検討手法をチタンおよびチタン合金に拡大して窒素ドライ切削加工を実施し，切削中の切削抵抗をはじめ切削点近傍温度の測定や，二次元切削加工によるすくい面上の摩擦係数や材料のせん断変形応力の解析，切りくずおよび切削工具表面および工具断面の元素分析や元素欠どう解析を通じて，窒素ガスの還元効果と工具摩耗低減効果との相関について検討を行う．さらに，切削工具としてノンコーティングの超硬以外に，化学的安定性が高くチタンとの溶着を起こしにくいことが期待される各種材種に関して検討を実施する．また，旋削実験による基礎的な知見をもとに，エンドミル加工やタッピング，穴あけなどの実生産で行われる加工での窒素ガスの作用メカニズムについても検討を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
謝金業務を行わなかったため，研究費に余剰が生じた．
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| 次年度使用額の使用計画 |
最終年度であり，研究成果発表等により予算を消化する予定である．
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