微細テクスチャ構造を表面に有する高機能切削工具の開発に関する研究

高性能精细织构表面切削刀具开发研究

• 批准号: 10J00344
• 负责人: 杉原 達哉
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00344/
• 关键词: 切削加工; 切削工具; 摩耗; 表面テクスチャ; トライボロジー; テクスチャ; 凝着; ドライ加工

本研究では,工具表面に微細な三次元周期構造を付与することで,高い耐凝着性,耐摩耗性,潤滑性といった様々な機能を発現する切削工具,すなわち『微細テクスチャ構造を有する高機能切削工具』の開発に関する研究を行っている.本年度は鉄鋼材料の切削加工を対象とし,優れた耐摩耗性を発現する切削工具の開発を行った.先行研究では,鉄鋼材料の切削加工において工具すくい面上のクレータ摩耗を抑制するためには,数ミクロン～数十ミクロンオーダの矩形溝構造(マイクロストライプ構造)が有効であることを明らかにした.本年度はテクスチャ構造の最適化を目的に,溝構造のディメンションと耐摩耗性の関係を評価した.その結果,マイクロストライプ構造の耐摩耗性はテクスチャの凸部/凹部の面積比に強く依存し,テクスチャ凸部幅の減少に伴う機械的強度の低下,テクスチャ凹部幅の増加に伴う切削液保持量の増加などの影響により,摩耗量に大きな差が現れることが明らかとなった.さらに,切削速度や切削液供給の有無の違いによって摩耗進行メカニズムが変化し,最適なテクスチャディメンションが変化することも明らかとなった.また本年度は,これまで検討されることが無かった逃げ面側への表面テクスチャの導入を行い,その最初の試みとして逃げ面にマイクロストライプ構造を付与した工具を開発した.一その結果,マイクロストライプ構造は逃げ面においても効果を発現し,逃げ面摩耗を抑制することが可能であることが明らかとなった.それと同時に,逃げ面摩耗進行の支配因子は拡散摩耗を中心とした熱的要因によるところが大きいことから,逃げ面側に形成されたテクスチャはドライ加工環境下ではほとんど効果を発現しないことも明らかとなった.

This study で は, tool surface に imperceptible な three dimensional periodic structure を give す る こ と で, high い coagulation with resistance, resistance to friction loss, lubricity と い っ た others 々 な function を 発 now す る cutting tools, す な わ ち superfine "テ ク ス チ ャ a す を construction る high performance cutting tools" の open 発 に masato す る を line っ て い る. This year, the <s:1> iron and steel material <s:1> cutting processing を is in line with と った, and the <s:1> cutting tool <e:1> with excellent れた wear resistance を is developed を lines った. の objects leading research で は, iron steel material machining に お い て tool す く い surface の ク レ ー タ "を inhibition consumption す る た め に は, several ミ ク ロ ン ~ tens of ミ ク ロ ン オ ー ダ の rectangular groove structure (マ イ ク ロ ス ト ラ イ プ structure) が have sharper で あ る こ と を Ming ら か に し た. This year は テ ク ス チ の ャ structure optimization に を purpose, groove structure の デ ィ メ ン シ ョ ン と friction loss resistance の を masato department review 価 し た. そ の results, マ イ ク ロ ス ト ラ イ プ tectonic の friction loss resistance は テ ク ス チ ャ の convex/concave part is stronger than に く dependent し の area, テ ク ス チ ャ lobe の reduce に picture with の う mechanical strength is low, テ ク ス チ ャ valleys の raised に with う requirement by cutting fluid keep in の raised add な ど の influence に よ り, the consumption of large に き な poor が now れ る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, cutting speed や cutting fluid supply の presence of の violations い に よ っ て friction loss in メ カ ニ ズ ム が - し, optimum な テ ク ス チ ャ デ ィ メ ン シ ョ ン が variations change す る こ と も Ming ら か と な っ た. ま た this year Beg さ は, こ れ ま で 検 れ る こ と が no か っ た げ surface side escape へ の surface テ ク ス チ ャ の import を い, そ の の initially try み と し て fled げ surface に マ イ ク ロ ス ト ラ イ プ tectonic を give し た tool を open 発 し た. A そ の results, マ イ ク ロ ス ト ラ イ プ tectonic は fled げ surface に お い て も unseen fruit を 発 し, fled げ facial consumption を inhibit す る こ と が may で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. そ れ と に at the same time, the escape げ facial consumption for の dominate factor は company, spread the consumption を center と し た hot in に よ る と こ ろ が big き い こ と か ら, fled げ surface side に form さ れ た テ ク ス チ ャ は ド ラ イ processing environment で は ほ と ん ど unseen fruit を 発 now し な い こ と も Ming ら か と な っ た.

项目成果

Improving Tool Wear Resistance in Steel Cutting by Textured Surface and Its Mechanism

表面织构提高刀具耐磨性及其机理

• 发表时间: 2012
• 作者: Tatsuya SUGIHARA;Toshiyuki ENOMOTO;Satoshi YUKINAGA
• 通讯作者: Satoshi YUKINAGA

Improving Anti-Adhesion in Cutting of Aluminum Alloy by Micro Stripe Texture - Considering Texture Combination-

利用微条纹织构提高铝合金切割的抗粘连性-考虑织构组合-

• 发表时间: 2012
• 作者: Tatsuya SUGIHARA;Toshiyuki ENOMOTO;Satoshi YUKINAGA;Kenji HIROSE;Urara SATAKE
• 通讯作者: Urara SATAKE

微細表面構造を有する高機能切削工具の開発に関する研究-複合テクスチャによる高機能化-

具有精细表面结构的高性能切削工具的开发研究 -通过复合纹理实现高功能性 -

• 发表时间: 2012
• 作者: 杉原達哉;雪永敏志;榎本俊之
• 通讯作者: 榎本俊之

Improvement of Tool Wear Resistance in Steel Cutting by Textured Surface

表面粗糙化提高钢材切削刀具耐磨性

• 发表时间: 2011
• 作者: Tatsuya SUGIHARA;Toshiyuki ENOMOTO
• 通讯作者: Toshiyuki ENOMOTO

微細表面構造を有する切削工具による切りくず凝着抑制に関する研究

微表面结构切削刀具抑制切屑粘附的研究

• 发表时间: 2011
• 作者: 杉原達哉;榎本俊之
• 通讯作者: 榎本俊之