平成10年度 研究軸告 大分県産業科学技術センタ仙ジグ研削盤による浸漬研削に関する研究
水 江 宏
機械電子部

StudyonDipplngPrecisionMachiningfbrJigG王indingMachine
Hiros主止MiZUE
Mechanics＆Electronics Division

要旨
除去加工において，通常冷却・切りくずの排出等の必要から加工液を給油するが，作業環境の問題からミスト給油や加工液を使用しない乾式加工が注目を集めている．しかし，加工条件が過酷な穴加工・深溝加工・底付加工等では加工槽の効果に頼っている．
また近年，電気的・化学的な効果を付加した複合研削の研究が多く行われている．これらの効果を切削や研削加工に付加するには，工具と工作物間の媒体として液体を用いることが多いが，高速回転する工具まわりの加工液の挙動は解明されていない．
そこで，普通給油による加工および乾式加工での問題を解決するために，工具および加工物を研削液に浸潰させて研削加工した場合の効果について研究を行った．その結果，加工液の飛散。軸方向加工力・側面での加工液の発生圧力について有効性が認められた．
ルとして深さ0．075〜0．03mmの浅い穴加工を行い，普1．緒 言通給油・浸漬給油の条件でZ方向の加工力を測定して加加工液を給油する方法には，低圧で大容量の給油を行工性能を比較した．

う普通給油，巻き付けノズルを工具の外周に取り付けた給油，砥石内部を通過させる液通給油，ミスト状の加工液を吹き付ける噴霧給油などがあるが，加工液の腐敗や作業環境の汚染などの問題がある．（1ト（4）一方，近年加工液を全く使用しな乾式加工も注目を集めているが，切りくず排出が困難な穴加工や底付加工などでは加工能率が劣る．

そこで，本研究では湿式加工と乾式加工の問題を解決し，さらに加工能率と加工精度の向上を図ることを目的に，加工局部を加工液に浸漬させた条件での研削加工性能について，普通給油と比較しその効果を明らかにしたので以下に報告する．

Fig．1SchematicDrawlngOfExperimentalEquipments
2．実験内容2．1穴加エでの軸方向加工力

TablelExperimentalconditions

工作機械は三井精機（株）製ジグ研削盤3GCN，工具は岡崎のcBN電着軸付き砥石，加工力の測定はキスラー

cBNtooldiameter社製加工動力計を使用した．
Fig、1にジグ研削盤での浸漬研削加工の実験装置を示

mm／Grain

6．5／削50

Spindlerotationalspeedrpm

9フ000〜25，000

PlanetrOtationalspeed

rpm

0，80

Feed rate

す．また，実験条件をTable．1に示す．

Depthofgrind

工具の運動は深穴加工などに用いられるペックサイク−ユ05−mm／min

0．01／⊥m／cycle

1．5〜5．0平成10年度 研究朝告 大分県産業科学技術センター

2。2 加工液の飛散実験

加工が進行するに従い，普通給油の場合は急激な加工力工具を高速回転させることによる加工液の飛散量の変の増大が認められる．これは工具のチップポケットが切化を普通給油と浸漬給油の条件で比較測定した．飛散量りくずで飽和状態となり，加工が不可能となるために起の測定は吸湿性のシート（220×180mm）に60sec問加工こると考えられる．一方，浸潰給油では加工液の浸透に液を付着させ，シートの重量の増力ロ量を測定した．シーより切りくずの目詰まりが軽減され，比較的安定した加トの設置場所をFig．2に示す．普通給油の場合は，給油工が行われていることがわかる．
こ−∴J・二二丁ご量を約2L／min とし，シートは工具に対して給油ノズルの反対側に設置した．工具径は6．5mm，回転数は9，000〜50，000Ipmまで変化させた．

30g

丁．こ

止
t
MIS−AbSOShei．・・ノn

1002030

Depthofholes（〃m）

Spindlerotationalspeed：9000rpm
PlanetrOtationalspeed：80rpm
Dep也orgrind：1．5〃］m／cvcle︵Z︶ひ0巴︵ル芯t召還0璃∈つ薫く

Fig．2 MIStAbsorbingTest

2．3 側面（輪郭）加エでの加工液による発生圧力
普通給油と浸漬給油の場合で側面（輪郭）加工での加工棟の効果を比較するため，加工局部での工具回転による加工液の発生圧力を測定した．Fig．3に発生圧力の測定装置を示す。

1002030

Depthofholes（〃m）

Spindlerotationalspeed＝15000rpm
PlanetrOtationalspeed：80rpm
Dep血ofgrind＝1．5．LL m／cycle
Fig．3Axialmachin血gわーCeanddepthofholes
3．2 加工液の飛散実験

Ce ：0．6m
Fig．3WorkFluidPressureTestinPro蔦1eGrinding

Table2 ExpeTimentalconditionsofPressureTest

Fig．4に工具回転数に対する加工棟飛散量の変化を示
す．15，000rpm以下では普通給油と浸漬給油で違いは認められない．15，000rpmを越えると普通給油では急激にシート重量が増加し目視でも多くの飛散が確認されるようになった．一方，浸演給油では回転数が高くなるに従ってシート重量は増加しているが，目視で観察する限り液の飛散はほとんど確認されなかった．普通給油に比べ

cBNtooldiameter mm／Grain

Splndlerotationalspeed rpm

6．5／削50，3．0／＃200
9フ000〜40，000て飛散量は20，000rpmでは約1／4，25，000rpmでは約1／6，犯000rpmでは約1ノ20に減少した．
参考のため，浸漬給油の条件で同時に普通給油を行っ

3．実験結果3．1穴加エでの軸方向加工力
Fig．3に穴深さに対する軸方向加工力の変化を示す．

た場合の飛散量についても測定を行った．工具底部からの飛散が抑えられたため普通給油と浸漬給油の中間的な結果になった．

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平成10年度 研究部告 大分県産業科学技術センター

1200︵VU040二三二l≡こと≡云︼ニ 辻 ≡ ざ ′ ＜

息号芦︵些E︶芯父lS餌ぷモ O S q で 薫 ⁝篭言nO声記じ焉巴U t −160

9000rpm 15000rpm 20000rpm
Spindlerotationalspeed（rpm）

50001000015000 20000 三5000 30000

Fig．6 RelationshipbetweenaveragepressureandSpindlerotationalspeed（rpm）

Fig．4Relationshipbetweenrotationalspeedand
Weightincreaseamountofamistabsorbingsheet

rotationalspeed（Tooldiameter：6．5mm）

Fig。7に工具径3mmでの発生圧力を示す・9000叩mで3．3 側面（輪郭）加エでの加工液による発生圧力は普通給油の方が発生圧力が高かった．20000叩m以上

Fig．5に工具径6．5mmでのZ方向の位置に対する発生ではZ方向の位置に関係なく浸漬給油の方が発生圧力圧力の分布を示す。発生圧力は工具先端（Z＝6）付近ではが高く，特に工具先端付近で浸漬給油の有効性が大きか浸漬給油の方が高く，工具根本（Z＝0）付近では普通給油った．の方が高かった．

Fig．Sに主軸回転数と平均発生圧力の関係を示す・

20000rpm以上では浸演給油が有効で，回転数が上がる

Fig．6に主軸回転数と平均発生圧力の関係を示す．

15000叩mで浸演給油が有利であったが，9000，に従って、有効性は大きくなった．
00000000′′D4つ︺20︵○眉i∈∈︶巴nSS2Lつム0044︵〇Nエ∈∈︶巴nSS巴d

20000rpmでは有効性は認められなかった．

0i 2565602︵ ︶ 0 0 0 0′D4つムつん0 0 ︵＝U O nU O OO OO ／h︶ 4 22

Z−aXialdistance（nlm）

2︵ONエ∈∈︶巴コSS巴d0 0 0 0 0 0 0 0ーi O l ユ 3 4 5 6 7 80︵○ぶ七ヒ∈︶巴nSS2︵ⅠZ−aXlaldistance（mm）

40 022﹁⊥l600

つん 8 40

4 4 0 ／D 2 ︵︶0 4500︵︵︺空∈⁝︶巴nSSひよ

1 2 3 4Z−aXlaldistance（mm）

400／0i O 1 2 3 4 5 6 て 8／hU

︵ONH∈∈︶巴nSS巴dZ−aXlaldistance（mm）︵C登2∈︶巴nSSOJ︵−63Z−aXlaldis払nce（mm）
1 0 1 2 3 4 5 6 7 8−11−−−5

1 234

Z−aXia呈dis旭IICe（mm）

1 0

1 234Z−aXは1distance（mm）

4Fig．5 RelationshipbetweenZqaxiaidistanceandFig．7 RelationshipbetweenZ−aXialdistanCeandpressure（Tooldiameter：6．5mm）

pressure（Tooldiameter＝3・Omm）−ユ07−

平成10年度 研究報告 大分県産業科学技術センター︵ON宅u声ニ2nSS 2 d U 評 ト 0 ＞ く

9000rpm 20000rpm30000rpm40000rpm
Spindlerohtionalspeed（rpm）

Fig．8 RelatlOnShipbetweenaveragepressureandrotatlOnalspeed（Tooldiameter：3．Omm）

4．緒 言
浸演研削加工の実験により以下のことが明らかとなった．

①穴加工実験では普通給油より浸潰給油の方が工具底面での切りくず排出効果が高く，目づまりによる急激な軸方向加工力の増加が抑えられた．
②加工液の飛散実験では20000rpm以上で普通給油と比較して飛散量の低減が認められた．本実験条件では回転数が高いほど浸潰給油の有効性が大きかった．
③工具側面を使用した加工液による発生圧力試験では工具径3．Omm，20000Ipm以上で発生圧力の向上が認
められた．
参考文献
（1）横川ら：機械編研削加工のすすめ方：工業調査会（2）竹山：切削・研削油剤：工業調査会（3）横川ら：CI∋Nホイール研削加工技術：工業調査会（4）日本機械学会：機械加工計測技術：朝倉書店

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