分子吸着による塑性変形挙動の変化を利用した“潤滑”に依存しない切削加工技術の探求

利用分子吸附引起的塑性变形行为的变化，探索不依赖“润滑”的切削技术

基本信息

批准号：
22H01376
负责人：
杉原達哉
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

高精度かつ高能率な付加価値の高い切削加工技術を確立する上で，切削油剤などの供給による加工点近傍への潤滑性向上は欠かせない要素である一方で，著しく過酷な摩擦環境に晒される工具-切りくず界面への潤滑性の付与・維持は極めて困難である．そこで本研究は，従来型の“潤滑”に依存した切削加工技術の限界を打破するため，金属表面への分子の吸着によって引き起こされる塑性変形挙動の変化に着目し，「切削加工における塑性変形挙動のin-situ観察」，「自己集積化単分子膜による吸着分子制御」といったコア技術を軸に研究を展開することで，その作用機序や発現条件を解明していく．そして，同現象を積極的に活用した切削加工技術を構築することで，「“潤滑”に依存しない切削加工特性の飛躍的向上」という新たな価値創出によるブレイクスルーを図るというものである．本年度はまず，DIC解析を援用した切削加工のin-situ観察手法の構築を行い，切削加工プロセスにおける被削材内部のすべり線場，ひずみ，ひずみ速度分布の計算手法を確立した．そして構築した手法を用い，炭素数の異なる脂肪酸を有する切削油剤を用いた実験を行ったところ，(i) 切削加工特性は脂肪酸の炭素水素鎖長さに大きく依存し，炭素数の大きい脂肪酸で著しい切削抵抗の低減効果が得られること，(ii) 脂肪酸による切削抵抗の低減効果は，工具-切りくず界面における潤滑効果ではなく，被削材自由面側に吸着した脂肪酸によってもたらされていること，(iii) 被削材自由面側に吸着した脂肪酸が，吸着面に表面応力場を付与することで，切削低減の低減が起きている可能性があること，などを明らかにした．

在建立高精度，高效率，高价值的切割技术时，通过提供切割油来改善加工点附近的润滑性是一个重要因素，但是非常困难地为工具芯片界面提供润滑性并保持润滑性，暴露于极其严厉的摩擦环境。为了打破依赖润滑的常规切割技术的局限性，这项研究的重点是由金属表面上的分子吸附引起的塑性变形行为的变化，并开发了针对核心技术的研究，例如“切割过程中塑性变形行为的原地观察”，并控制了使用自我覆盖分子的机制和质量质量和富含动作的动作，并具有质量质量和质量。发展。 By creating cutting technology that actively utilizes this phenomenon, we aim to achieve a breakthrough by creating new value, "a dramatic improvement in cutting processing characteristics that do not depend on "lubrication." This year, we first constructed an in-situ observation method for cutting using DIC analysis, and established a method for calculating the sliding line field, strain, and strain velocity distribution inside the workpiece during the cutting process. Using the constructed method, we使用具有不同碳数量的脂肪酸切割油的实验，并表明（i）切割特性在很大程度上取决于脂肪酸的碳氢链长度，并且具有较大碳数的脂肪酸可以显着降低切割的耐药性（ii）（ii）（ii）脂肪酸在脂肪酸中的效果不受脂肪的效果，而脂肪酸在工具中的效果，工具 - 纤维纤维的效果，工具酸的效果，工具含量效果。工件材料；（iii）当在工件材料的自由表面侧吸附脂肪酸时，可能会减少切割减少的可能性可能会受到工件材料的吸附表面侧面吸附的表面侧的表面应力场的可能性。