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Study on cooling method of tool cutting edge using coolant containing fine bubbles

含细小气泡冷却液刀具切削刃冷却方法的研究

基本信息

批准号：
21K04717
负责人：
國枝泰博
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、クーラントの熱伝達率がクーラントの種類や微小気泡の状態による変化を明らかにし、クーラントの熱伝達率すなわち冷却能力を向上させることを目的としている。また、件研究では、得られた知見により工具刃先冷却を促進させる方法を提案する。本年度は、微小気泡添加クーラントを利用するためのクーラント供給装置とクーラントの切削性能を評価する実験方法を検討した。①クーラント供給装置本研究で用いている微小気泡発生装置では、気泡の直径が1マイクロメートル以下のUFBとそれ以上のFBの両方が発生する。FBのような大きな気泡はクーラントの熱伝導率を阻害することが計算より求められた。従来型のクーラントポンプで供給する方法では、供給時に大きな気泡が発生しクーラントの熱伝導率を低下させてしまうため、大きな気泡の発生を抑制した供給方法を新たに考えた。その方法を採用すると、工具にクーラントを供給する際に用いるノズルに工作機械で多用されているフレキシブルノズルを用いても大きな気泡が抑制されていた。②クーラントの切削性能を評価する実験方法クーラントメーカでは、クーラントの切削性能をタッピングトルク試験で評価することが多い。タッピングトルク試験とは、雌ネジをタップ工具でクーラントを供給しながら加工し、その時に発生する加工トルクを測定し、その大小により切削性能を評価する方法である。タッピングトルク試験を採用することにした理由は、加工条件が厳しく発熱も大きいことから工具冷却の評価方法として適切であると考えたためである。本年度は、実験方法を検証し評価方法を確立した。

本研究は、クーラントの熱伝達率がクーラントの種類や微小気泡の状態による変化を明らかにし、クーラントの熱伝達率すなわち冷却能力を向上させることを目的としている。また、件研究では、得られた知見により工具刃先冷却を促進させる方法を提案する。本年度は、微小気泡添加クーラントを利用するためのクーラント供給装置とクーラントの切削性能を評価する実験方法を検討した。①螺旋藻供藻装置本研究采用螺旋藻微型螺旋藻生长装置，螺旋藻生长直径为1 μ m，螺旋藻生长直径为1 μ m以上，螺旋藻生长直径为1 μ m以上，螺旋藻生长直径为1 μ m以上，螺旋藻生长直径为1 μ m以上。FB沙门氏菌大沙门氏菌感染率高，抗感染能力强，计算量大，要求申请量大。従来型のクーラントポンプで供給する方法では、供給時に大きな気泡が発生しクーラントの熱伝導率を低下させてしまうため、大きな気泡の発生を抑制した供給方法を新たに考えた。その方法を採用すると、工具にクーラントを供給する際に用いるノズルに工作機械で多用されているフレキシブルノズルを用いても大きな気泡が抑制されていた。②クーラントの切削性能を評価する実験方法クーラントメーカでは、クーラントの切削性能をタッピングトルク試験で評価することが多い。タッピングトルク試験とは、雌ネジをタップ工具でクーラントを供給しながら加工し、その時に発生する加工トルクを測定し、その大小により切削性能を評価する方法である。タッピングトルク試験を採用することにした理由は、加工条件が厳しく発熱も大きいことから工具冷却の評価方法として適切であると考えたためである。本年度は、実験方法を検証し評価方法を確立した。