2017 Fiscal Year Research-status Report
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15K05727
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
關谷 克彦 広島大学, 工学研究科, 助教 (80226662)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 構成刃先 / 切削加工 / 切削工具 / 中炭素鋼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，断続旋削加工を実施し，加工中に非切削時間を設けることにより，切りくずを分断させ，この切りくず末端部の観察を行い，その後切りくず末端部を樹脂埋め後，断面研磨を実施しつつ観察を行うことにより，凝着物の大きさと形状およびその変化を把握することによって，切削加工における凝着生成メカニズムを明らかにすることを目的としている．
平成29年度は，この実験方法の有効性を確かめるべく，中炭素鋼（S45C）をP種超硬工具を用いて断続旋削加工し，生成された切りくずに対して観察等を行った．昨年度のニッケル基合金の場合と異なり，200m/minで切削時も工具は欠損することなく実験が可能であった．
中炭素鋼の旋削加工においては，従来から多く報告されているように，切削速度40m/min程度の低速度域では，末端部に大きな構成刃先が観察され，切削速度の上昇に伴い構成刃先の高さが低くなり，その位置も工具先端から切りくず流出方向下流側に移動することが判明した．また，低切削速度域で得られた切りくずの末端部に観察される凝着痕は，切りくず流出方向下流側で変動しており，構成刃先全体が脱落するというよりは，下流側まで薄く引き伸ばされた構成刃先が下流端近傍で時折破壊し，これが切りくず裏面へ付着したまま流出することがわかった．切削速度が高くなると，工具と切りくずの接触長さも短く安定しており，構成刃先の形状が小型・安定化するようであった．このため，従来高切削速度域では構成刃先が消失するものと理解されていたと思われる．
また，時折切削途中で切りくずが分断される場合があったが，中途で分断された切りくずの末端部には構成刃先は確認されなかった．本実験方法は200m/min以上でも実施可能であり，従来の急停止装置による実験より簡便に高切削速度域での構成刃先生成や工具切りくず界面の観察ができることが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
従来構成刃先が不安定な存在として一般的には認知されており，これは切削仕上げ面の乱れにより確認されている．しかしながら，本研究で得られている直接的な構成刃先の観察結果からは，むしろ構成刃先が安定に存在していることを示唆する結果が得られている．これは，仕上げ面が工具前切れ刃のごく一部で生成されているため，この部分の構成刃先の大きさが変化すると敏感に仕上げ面にその影響が出てくるためであると考えられる．また，切削抵抗で把握されている構成刃先の不安定性は，構成刃先の大規模な脱落ではなく，切りくず流出方向下流端部の破壊と示唆される結果が得られている．
これらのことを明らかにするためには，構成刃先の3次元的な形状を把握し，その変化を明確にする必要がある．そこで，本研究では研磨しつつ断面観察を実施しているが，研磨量の把握が困難で，複数の切りくず間で同一箇所の構成刃先高さや最大高さ位置の比較が困難となっている．切りくず幅方向のほぼ同じ位置での比較を行うためには，研磨前後の試料厚さを測定しながら数多くの切りくずを観察・測定する必要があるためデータの取得に時間がかかっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度となるため，従来の報告と本研究で得られた結果の比較検討のため，平成30年度も引き続き中炭素鋼の切りくず断面観察と3次元的な構成刃先の形状把握を実施し，構成刃先の安定性について明らかにしたい．
現在，上記のように研磨量の把握が困難となっている．この問題に対処するため研磨機にダイヤルゲージ等を設置し，各研磨工程（荒研磨，中研磨，仕上げ研磨）の研磨量測定，並びに，切りくずと一緒に樹脂埋めされた6角棒を研磨して6角棒の対辺長さを測定することにより，研磨量を把握する予定である．
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