楕円振動切削加工法による超硬合金の超精密微細加工

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本研究課題においては、楕円振動切削加工法および超精密楕円振動制御技術を適用することによって、一般的な切削加工では不可能と考えられる超硬合金のダイヤモンド切削を試みた。本年度は、前年度行った基礎的な検討の結果に基づき、さらに詳細な基本メカニズムの検討および実用的な加工特性の評価を行い、主に以下に示す成果を得た。(1)工作機械のNC制御を利用した低周波プロセスによる延性モード加工メカニズムの検討0.1Hz以下の低周波の振動を発生させ、基礎的な溝加工実験を行った結果、楕円振動切削では超音波によるプロセスと同様の延性モード加工が行われることに対して、従来型の振動切削においては通常の切削と同様に脆性モードとなることを確認した。この結果から、楕円振動切削においては振動の各周期ごとに切取られる被削材の厚み(実質的な切取り厚さ)が,特に仕上げ面を生成する振動の下死点付近において微小な値をとることにより,見かけの臨界切込みが増加し延性モード加工が行われるものと考えられる。(2)平面加工におけるダイヤモンド工具の長寿命化の検討切削油剤の供給方法の検討として、ミストおよびクーラント液供給において比較を行った結果、その加工特性に大きな違いは無いことがわかった。一方、2種類の楕円振動装置を用いて工具刃先の振動の方向が与える影響について比較した結果、楕円振動の発生する平面が切削方向を含むように設定した場合において、工具寿命が若干向上することを確認した。(3)楕円振動切削による超精密微細加工実験実用的な微細金型を想定した、V溝加工実験を行った。その結果、通常の切削においては脆性破壊が生じて鋭利な加工形状を得ることが困難であったことに対し、本手法を適用することにより鋭利な角が得られ、実用的な超硬金型の超精密微細加工を実現し得る可能性があることを確認した。