砥石作業面のレーザコンディショニングを併用した研削焼入れの実現

フォーマット:

論文

責任表示:

細川, 晃 ; Hosokawa, Akira

言語:

日本語

出版情報:

金沢大学理工研究域機械工学系, 2008-05

著者名:

• 細川, 晃
• Hosokawa, Akira

掲載情報:

平成19(2007)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2007 Fiscal Year Final Research Report

巻:

2006-2007

開始ページ:

58p.

バージョン:

author

概要:

(1)レーザによるメタルボンドダイヤモンド砥石作業面のコンディショニングに関する研究砥石作業面の状態を最適化するコンディショニングには,(1)結合剤を除去して砥粒を突き出させるドレッシング,(2)砥粒先端を成形して高さを整えるツルーイング,(3)目づまりを取り除くクリーニングがあるが,平成19年度は平成18年度に引き続き(1)のドレッシングを行うとともに,(2)に取り組んだ.まず(1)については,レーザと同時にエアジェットを砥石作業面に照射することによって,レーザの熱エネルギ … ーで溶融した結合剤を吹き飛ばして効率的なドレッシングが可能なことを示した.H19年度はレーザの砥石表面からの反射光によるレーザヘッドへの熱損傷を防ぎ且つレーザとエアジェトの照射点を高精度に一致させるため,レーザ・エアジェット一体型照射ノズルを開発した.これにより任意の照射角度でのドレッシングが可能になり,実用化に向けて一歩前進した.一方,(2)のツルーイングは電着ダイヤモンド砥石を用いて行ったが,ダイヤモンド単結晶がYAGレーザ(λ=1μm)や半導体レーザ(λ=0.8μm)を透過することから,レーザエネルギーを効率的に熱に変換してダイヤモンド砥粒を除去することは難しい.ただし,一定の条件化では砥粒先端が黒鉛化し,この黒鉛層は容易に除去できるため,レーザ照射と研削加工を同時に行うレーザアシストツルーイングの可能性をみいだした.(2)研削熱を利用した鋼材の表面改質加工法(研削焼入れ)に関する研究クロム・モリブデン鋼を対象とした円筒外周プランジ研削での研削焼入れを行い,表面硬化加工法として有効であることを確認した.硬化深さに最も影響を及ぼすのは砥石切込み速度で,切り込み速度100μm/sで硬化層深さ160μmを得ることができる.一方,トラバース研削では,砥石幅と送り(mm/rev)を同一にし,工作物の同一箇所を重畳して研削しないようにすることで局部的な焼き戻しを回避し,ほぼ一様に焼入れを施すことが可能になる.実用的なレベルの焼入れ層深さを確保するためには,より剛性のある工作機械が必要である.<br />In general, grinding heat canoes various types of thermal damage to the workpiece, such as burning, cracks, and phase transformation. In this study, the grinding operation is regarded as. a heat treatment process called Grind-hardening. This new heat treatment method enables the phase transformation from austenite to martensite in the surface layer of steels. The cylindrical grinding tests at several infeed rates are carried out A clear hardened layer is observed, where the martensitic structure is formed having the hardness of 700HV when the infeed rate is larger than 40μm/s. The depth of hardened layer increases as infeed rate increase. The hardened layer of approximately 0.16 mm is attained in plunge grinding of chrome-molybdenum steel SCM435. The oxidized film at the ground surface layer can be removed by the spark-out grinding and this process makes the surface smooth and good circularity of the workpiece.As the second approach, laser beam is used as a noncontact thermal dressing tool of a bronze bond diamond wheel. The pulsed-Nd:YAG laser beam is aligned in the normal direction and focused on the wheel surface The linear stage is fed in the axial direction and this motion is coordinated with the wheel rotation, laser pulse frequency and pulse duration so as to cover the overall wheel surface by laser beam The bond material is partially removed by laser irradiation only, in which melting and vaporizing take place. In order to efficiently remove the hand material, it is necessary to spray air jet on the laser irradiating spot so as to blow away the molten binder before it solidifies again less damage of diamond particles such as micro-cracks or graphitization is observed. In order to evaluate the grinding performance of a laser-dressed wheel, the plunge grinding tests of engineering ceramics are carried out The grinding forces are almost the same as the ordinary dressed wheel, and they are roughly kept constant up to 50 mm3/mm in stock removed per unit width of cut This shows that the diamond grits are anchored firmly in the bond without thermal deterioration_ Consequently, the effective laser dressing is expectable with the appropriate dressing conditions. For the purpose of practical use, the integrated laser-air head is designed in which laser beam and air jet are shot on the same axis. In grinding with the laser-dressed wheel, the grinding faces are almost the same as those for the conventionally dressed wheel.<br />研究課題/領域番号:18560100, 研究期間(年度):2006-2007<br />出典：「砥石作業面のレーザコンディショニングを併用した研削焼入れの実現」研究成果報告書　課題番号18560100 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作成 続きを見る

URL:

http://hdl.handle.net/2297/00053772