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

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。