湿式研削における焼け発生予測の研究

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本研究では、まず、湿式研削における焼け発生条件を明確にするために、焼入れたSKD11材を各種条件で研削した場合の接触孤内最高温度θmaxと研削焼け発生の有無との関係を中心に調べ、次の結果を得た。1. 下向き研削での焼けは、湿式,乾式および研削盤の作動条件にかかわらず、θmaxが約400℃で発生する。乾式と湿式の焼け発生温度が同程度になるのは、湿式でもθmaxが400℃程度になると、接触孤内の研削液が膜沸騰状態になり、接触孤内およびその近傍での熱伝達率が乾式と差がなくなるためと考えられる。2. 上向き湿式研削での焼け発生θmaxは、下向きの場合よりも高く、約500℃となる。これは、上向き研削の場合には、研削液供給ノズルが、研削査後の高温度の工作物表面に研削液を最適に供給し得る位置にあり、工作物表面の酸化防止効果が下向き研削の場合よりも大きくなるためと考えられる。3. 湿式よりも乾式研削の方が小さな除去速度、発生熱量で焼けが発生する。これは、完全な膜沸騰状態範囲と考えられる焼け発生温度になるための発生研削熱量が、乾式よりも湿式の方が大きくなることを意味する。これらの結果から、湿式研削の焼けを予測するには、湿式研削温度を数式化し、その式から上述の焼け発生温度となる条件を求めれば良いことがわかった。そこで、J.C Jaegerの移動熱源理論を応用した数式を考え、実験結果と比較したところ、未膜沸騰状態の範囲では、その研削条件での乾式の場合の熱流入割合がわかれば、研削条件と発発生熱量によって温式のθmaxが計算し得ることがわかった。末膜沸騰領域はθmaxが120℃までであるので、正確な予測をするには不十分であるが、θmaxが120℃を越えると、温度上昇が急激になることや、安全側に立った焼け予測ということを考えると、この式は比較的有用となる可能性がある。