部分安定化ジルコニアの高精度成形研削加工の研究

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ファインセラミックスの中でも特にじん性が高く, 断熱性に富み, 熱膨張係数が鉄系材料に近いという特性を有する部分安定化ジルコニアは機械構造用材料として注目されている. 本研究はこの部分安定化ジルコニアの高精度成形研削加工を基礎的に解明するために, ダイヤモンド単粒切れ刃を用いて円弧形切削実験を行った. 本年度の研究で得られた主な結論は以下の様である. (1)部分安定化ジルコニアの円弧形切削においては, 切れ刃の干渉深さにより, 弾性変形領域, 塑性変形領域および切削領域の3つの異なる領域が存在する. (2)工作物が切れ刃との干渉によって塑性変形及び切削され始める点での限界切削及び限界切込み深さは, 切れ刃の切込み角には無関係に一定である. (3)分分安定化ジルコニアを円弧形切削する場合には, 切れ刃の理論最大干渉深さによって, 次の3種類の接触形態が存在する. (i)弾性変形だけの場合(ii)弾性変形→塑性変形→弾性変形の場合(iii)弾性変形→塑性変形→切削状態→塑性変形→弾性変形の場合. なお, 干渉開始点側と終了点側での現象は中央点に対してほぼ対称的である. (4)溝表面は, 工作物の塑性変形と脆性破壊の両者で生成される. 次に成形研削加工に用いるメタルボンドダイヤモンド砥石にV型形状をつけるツルーイング・ドレッシング方法について実験的に考察した. その結果, GC砥石を用いてメタルボンド砥石を成形すると, 砥石先端部は理想的なV型形状とはならず, 成形先端角に内接する円弧状となること, 成形先端角が大きくなるほど先端円弧半径も大きくなること. 先端円弧半径はWA砥石を成形する場合の10倍程大きく, シャープなV型には成形しにくいことなどを明らかにした.