特殊屈折率樹脂を用いた研削液挙動の新たなその場観察手法による評価

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研削液は研削加工中の冷却，潤滑，切り屑排出等多くの役割を担い，高品質な加工は研削液なしでは難しい．しかし，研削液の供給状態を，接触弧内の直接観察して知ることは困難であるため，十分な量となるよう高圧で多量に供給している．結果として，切削・研削液ポンプの消費電力が非常に大きくなり，液の処分等も含め，環境負荷が大きい．また，観察の難しさから，研削結果に基づく「適切な研削液供給状態」の具体的な状態は明らかになっていない．本研究の目的は，特殊樹脂を被削材に用いて，接触弧内の直接観察により行いこれを解明し，適切かつ効率的な研削液の供給方法を設定する指針を得ることである．令和4年度は撮影方法の確立に取り組み，研削液供給下で回転中の円筒砥石の外周面を，透明な被削材裏側から撮影可能な実験装置を製作し，撮影条件を検討した．被削材裏面から複数のファイバー光源を用い，高速度カメラの撮影に十分な光量を供給した．また，被削材裏面において光源の光の散乱等により撮影が妨げられることを防ぐため，裏面が平滑な材料を被削材として使用し，斜め方向から光を入射させた．回転中の砥石の気孔を観察に関して，砥石周速度が1050m/min程度の場合，比較的大きい気孔を持つ砥石に関しては，当初想定したより低いシャッター速度とフレームレートである10万分の1秒，15,000フレーム/秒程度で撮影可能であった．また，研削液供給下において，砥石と被削材の接触弧前部において研削液が砥石内部(気孔)に供給される様子，後部において砥石から排出される様子を観察できた．これにより，来年度以降の研削液の挙動の観察に向け，撮影環境の整備が完了した．また，撮影に必要なカメラの要件の確定により，短期間の賃借の予定であったハイスピードカメラについて，購入により長期間実験に供することが可能となり，次年度以降の研究の大幅な研究内容の充実が期待できる．