2021 Fiscal Year Annual Research Report
Examination of replaceability of scraping with texturing by micro-vibration assisted cutting
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19K04102
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
山本 武幸 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 技術職員 (40396594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 淳 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40292479)
小貫 哲平 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70400447)
周 立波 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (90235705)
尾嶌 裕隆 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (90375361)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 表面テクスチャ / きさげ / 振動援用切削 / 摩擦 / 境界潤滑 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２１年度は、前年度に比べ高いテクスチャ面積密度のテクスチャ表面も製作し、より高いすべり速度条件における検討も追加することで、より広範囲な条件に対して開発した表面テクスチャの境界潤滑特性を調査した。
まず、前年度までと同様にＮＣ加工機にＦＴＳ（ファスト・ツール・サーボ）を追加した加工装置を用い、切込み深さ方向に単結晶ダイヤモンド三角錐圧子工具を周期振動させる方式による微小振動援用切削を行い、さらにオンマシンでバリ除去のためのゼロ切込みによる鏡面切削を追加することにより、面積密度にして０～５５％（設定値）のテクスチャ表面を製作した。そして、各テクスチャ表面に対し、５μlという少量のエンジンオイルによるボールオンディスクすべり試験（境界潤滑試験）を、５７ｍｍ／ｓと２１４ｍｍ／ｓのすべり速度において実施した。その結果、５７ｍｍ／ｓでは面積密度４０％における摩擦係数が最小となるのに対し、２１４ｍｍ／ｓでは面積密度５５％における摩擦係数が最小となること、さらにはどちらの場合もすべり試験初期における初期摩耗による摩擦係数の増加がほとんど見られず、なじみ状態とみなせることがわかった。よって、すべり速度によって摩擦を最小化する面積密度は多少変化するものの、比較的に高い面積密度のテクスチャ表面における摩擦の低減が明らかになった。
よって、期間全体を通じ、本研究で提案した微小振動援用切削テクスチャの製造とオンマシンによるバリ除去の組み合わせにより、乾式および境界潤滑環境において、なじみおよび摩擦特性が大幅に改善されることが明らかになり、本提案技術がきさげと置換できる可能性を十分に示すことができた。
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