超精密切削加工における切削熱に関する研究

超精密切削中切削热的研究

基本信息

批准号：
03650117
负责人：
奥田孝一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kobe City College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

超精密切削加工における超微小切削機構を明らかにするため、切削熱の観点より超精密ダイヤモンド切削実験ならびに解析を行った結果、以下のような知見を得た。1.走査型電子顕微鏡内で超微小2次元切削実験を行い、超精密切削過程の直接観察およびせん断角,切削力の測定を行った結果、切りくず生成は極めて薄いせん断域に集中して起り、また超精密切削加工機を用いた高速の超微小2次元切削実験結果と良い一致がみられた。これらの測定値を用い、また単一せん断面モデルを仮定して求めた平均切削温度は実験測定結果と良い一致がみられた。2.実験に用いた工具及び被削材の3次元有限要素モデルを作成し、実験的に同定した切削熱を熱源として与えた場合のそれらの熱伝導及び熱変形解析を行なった結果、工具のチップ近傍では5℃程度まで温度上昇するのに対して、被削材ではほとんど温度上昇がみられなかった。また、工具を送る方向によっても温度上昇の仕方ならびに最高温度上昇の値が異なることがわかった。これらの結果は、実験結果と良い一致がみられた。3.発生した切削熱による工具および被削材の熱膨張加工誤差を測定した結果、0.4〜0.6μmもの相対加工誤差を生じた。切削速度が高速から低速になる側に工具を送った場合、そうでない場合に比べて加工誤差が大きく生じた。送り方向に対する加工形状誤差は工具シヤンクの温度上昇の変化の傾向に非常に良く一致して生じた。

为了阐明超精确切割中的超细切割机制，从切割热量的角度进行了超精确的钻石切割实验和分析，并获得了以下发现。 1。在扫描电子显微镜中进行了超细2D切割实验，直接观察超精确切割过程以及剪切角度和切割力的测量表明，芯片形成集中在极薄的剪切区域中，并且与高速超高2D切割实验的结果非常吻合，使用超级速度2D切割实验，使用超级2D剪切实验的结果使用Ultra Mathine Materines Materines Materines Mathine Mathine Machinine Machinine Mathine Machinine Mathine Mathine Mathine Mathine Mathine Mathine。使用这些测量值，使用单个剪切截面模型确定的平均切割温度与实验测量结果很好地匹配。 2。我们创建了实验中使用的工具和工件材料的3D有限元模型，并在将实验鉴定的切割热作为热源时分析了材料的热传导和热变形。结果，温度在工具尖端附近上升到约5°C，而温度几乎没有观察到工件材料的温度升高。还发现，温度升高和最大温度上升值取决于饲喂工具的方向。这些结果与实验结果非常吻合。 3。测量了由于生成的切割热而引起的工具的热膨胀加工误差，并产生了0.4至0.6μm的相对加工误差。当将工具从高到低点的侧面发送到侧面时，加工误差大于切割速度的侧面。相对于进料方向的加工形状误差非常适合与工具拖船温度升高的趋势一致。