熊本大学研究シーズ集
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研削加工における切りくず生成シミュレーション

工学部附属革新ものづくり教育センター
准教授・大渕 慶史
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大きな負のすくい角による切削
 研削加工における切りくず生成機構と熱的挙動を明らかにするため,砥粒による切削に特徴的な大きな負のすくい角による切削過程をモデルとした熱弾塑性有限要素解析を行った.温度とひずみ速度に依存する炭素工具鋼の流動応力特性を使用し,得られた解析結果は実際の切りくず生成状態を良好に再現した.
鋸歯状切りくず生成における断熱せん断
 解析結果により得られる切りくず形状は,切削速度と切取り厚さにより大きく変化する.高速切削においては断熱せん断のために,研削加工で通常観察される鋸歯状切りくずが生成される.切りくず生成過程の更に詳細な解析のために,材料に固定され切りくずとともに移動する点における,温度,流動応力,ひずみ速度およびひずみの変化を観察することにより,異なる切りくず形状の生成機構を分類することが可能となる.

Chip formation with large negative rake : In order to understand the mechanics and thermal aspects of chip formation in grinding, a thermo-elastic-plastic finite element modeling of orthogonal cutting with a large negative rake single-grain has been developed. (Figure 1).

Adiabatic shear in serrated chip formation : The shape of chip calculated is affected by cutting speed and undeformed chip thickness. In high speed cutting, serrated chip formation caused by adiabatic shear. Then changes in temperature, flow stress, strain rate and strain at a material point fixed to and moving with chip is monitored in order to investigate chip formation processes. This clarifies the cutting mechanisms of different types of chip formation. (Figure 2).

Figure 1 Temperature distribution in chip formation

Figure 2 Changes in temperature, strain, strain rate, and stress in adiabatic shear

[キーワード] 研削加工, 切りくず生成

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