セミドライ切削機構解明のトライボロジ的アプローチ

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205027
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 稲崎 一郎 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30051650)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 須田 聡 新日本石油(株), 潤滑油研究所, 主事 ; 若林 利明 香川大学, 工学部, 助教授 (00294736) ; 青山 藤詞郎 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70129302)
• Keywords: 切削機構解明 / セミドライ加工 / MQL加工 / 切削油剤 / 切削工具 / 雰囲気制御 / トライボロジ / 環境対応型加工

Research Abstract

1.雰囲気制御型切削試験機の製作
本年度は、オートクレーブ内で雰囲気を制御した形で切削を行いモデル化合物の吸着と切削性能評価を行えるAパートと、実際の油剤やセミドライシステムを用いた場合のより厳しい加工条件でもAパートと同じ切削方式で切削現象を検討できるBパートを有する雰囲気制御型加工試験機を製作した。また、工具(材質、コーティングetc)と被削材(材質、形状)、切削速度、送り量を最適化することで、評価に妥当と思われる試験条件を設定することができた。そこで、本試験機Aパートを用い、高真空中とエステル系潤滑油のモデル化合物であるプロピオン酸メチルを導入した系と切削性能を比較したところ、プロピオン酸メチルを導入した系では金属新生面へのプロピオン酸メチルの吸着が確認され、なおかつ切削抵抗の減少も観察された。また、雰囲気ガスである酸素を導入すると、酸素自身も金属新生面に吸着し、切削抵抗を低下させることも明らかとなった。さらに、Bパートでは、実際の油剤を用いた加工を行い、Aパートと同様に良好な加工が行えることを確認した。
2.基礎試験
高真空吸着装置(新日本石油(株)現有)を用い、エステル系潤滑油のモデル化合物であるプロピオン酸メチルは金属新生面への吸着が確認され、その反応は酸素が共存することにより吸着速度が加速されることが確認された。さらに、香川大学で開発したモジュールタイプ摩擦摩耗試験機を利用して基礎的トライボロジ特性評価を評価したところ、エステル系潤滑油の摩擦係数は、エステル分子中のエステル結合数およびアルキル鎖長に依存性することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Tojiro Aoyama: "Development of a Mixture Supply System for Machining with Minimal Quantity Lubrication"Annals of the CIRP. 51/1. 289-292 (2002)
• [Publications] Satoshi Suda: "A Synthetic Ester as an Optimal Cutting Fluid for Minimal Quantity Lubrication Machining"Annals of the CIRP. 51/1. 95-98 (2002)
• [Publications] Satoshi Suda: "Effectiveness of Minimal Quantity Lubrication in Machining Processes"Proceedings of the 2nd Asia International Conference on Tribology. 309-310 (2002)
• [Publications] 若林 利明: "HQL加工における潤滑剤エステルのトライボロジー挙動と切削性能"2003年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (CD-ROM). (2003)