炭素焼結体の被削性www.tool-tool.com

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高硬度の炭素黒鉛質材料を旋削した場合の工具寿命について、工具材料、切屑粉末、びびり振動切削などから検討した。

黒鉛質と炭素質の炭素を同程度の割合で混合し焼結した炭素黒鉛質を材料Aとし，これに樹脂を含浸させたものを材料Bとして乾式切削試験 を行った。工具摩耗の測定は、前、横およびコーナ部の各逃げ面について行い、最大摩耗幅が0.3mmに達した時を工具寿命と判定した。種々の工具で旋削し た際の工具の寿命線図を図１に示す。cBNと黒セラミックスなどの摩耗が著しいなかで、比較的耐摩耗性を呈した工具は超硬合金K種と焼結ダイヤモンドで あった。各工具の横逃げ面を電子顕微鏡で観察した結果、摩耗条痕が存在し工具摩耗はアブレシブ作用によるものとわかった。切屑は亀裂型で生成されると判断 できた。

シャンクの形状と突出し量を変えて振動特性を変化させ、びびり振動切削を適用して試験を行った。その結果、びびり振動切削により、逃げ面の摩耗幅進行速度は減少し通常切削より工具寿命が延びることを確認した。

炭素切削では寿命方程式の指数が１より大きくなったり振動切削では負の値を持つなど特異な結果が得られた。この現象を振動特性に基づき 考察した。その結果から、びびり振動切削による工具寿命延長の効果は、工具と工作物の接触点数の減少と工具がたわむことによる逃げ角の増大に起因すると判 明した。また、図２に示されるように、びびり振動切削および切削速度の増大による工具摩耗幅進行速度の減少は、工作物表面粗さの増大で表現することができ るとわかった。

【図】

図１　工具の寿命線図

出典：「炭素焼結体の被削性（第１報）工具寿命と工具摩耗の特性｣、｢精密工学会誌　53巻　12号｣、（1987年12月）、升田雅 博、黒島泰幸、真鍋貞広著、精密工学会発行、1926頁　Fig.２　Tool life curves of various tools in cutting of carbons. f=0.12mm/rev,d=２mm(work A),d=1mm(work B)

図２　工作物表面粗さと工具寿命の関係

出典：｢炭素焼結体の被削性（第１報）工具寿命と工具摩耗の特性｣、｢精密工学会誌　53巻　12号｣、（1987年12月）、升田雅 博、黒島泰幸、真鍋貞広著、精密工学会発行、1929頁　Fig.11　Relationship between tool life and surface roughness in vibration and conventional cutting(Cutting conditions are same as in Fig.２).

【応用分野】

炭素焼結体旋削加工

【出典／参考資料】

「精密工学会誌　53巻　12号」、（1987年12月）、升田雅博、黒島泰幸、真鍋貞広著、精密工学会発行、1924頁～1930頁

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