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熊本県工業技術センター

土村将範、高橋孝誠　

1．はじめに

チタン合金(Ti-6Al-4V)と超耐熱鋼(インコネル718)のTiAlNコーテｯド超硬エンドミル及びCrSiNコーテｯド超硬エンドミルによる切削加工実験を行い、その切削加工性能、加工面精度(表面粗さ等)について計測・検討した。

2．実験条件

今回の加工実験で設定した実験条件を表1に示す。

3．使用機器

表２　本実験での使用機器

4．個別実験方法及び終了条件

4．1　実験概要

　図1に今回の実験における装置概要図を示す。

4．2　測定項目

　各実験における停止パスごとに、表2における計測機器を用いて下記の測定・観察を行った。

停止Pass 1,2,3,4,5,10,20,40　計8回

　①　切削面表面粗さ(Ra,Ry)　終了前0.5Adの場所

　②　工具逃げ面摩耗　刃数3カ所平均

　③　工具最大チッピング幅

表１　実験条件

CrSiNｺｰﾃｨｯﾄﾞ超硬

　④　切り屑の観察

4．3　個別実験条件

　表1の実験条件を基に、各材料における個別の実験条件を表3のように設定した。

　なお、各実験前にはφ8の基準工具を用いて切削表面の準備加工を実施している。

表３　個別実験番号及び条件詳細

4．4　実験終了条件

本実験においては、各停止パスにおいて以下の3つの条件を1つでも満足したとき、各実験を終了するものとした。

　①　工具逃げ面摩耗　平均0.1mm(φ8)以上

　②　工具最大チッピング幅　0.5mm以上

　③　送り方向切削距離 6.0m(40Pass)以上

	CrSiN超硬

図１　実験装置概要図

5．実験結果

5．1　チタン合金(Ti-6Al-4V)のTiAlNコーテッド超硬工具による切削

5．1．1　工具摩耗の変化

5．1．2　加工精度の変化

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5．1．3　工具摩耗、切り屑及び表面粗さの状態(実験中データ抜粋)

(1) ①V60-f0.05-乾式　40Pass

(2) ③V80-f0.05-ミスト 40Pass

(3) ⑤V80-f0.1-乾式 40Pass

(4) ⑥V80-f0.1-ミスト 40Pass

5．2　超耐熱鋼(インコネル718)のTiAlNコーテッド超硬工具による切削

5．2．1 工具摩耗の変化

5．2．2　加工精度の変化

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5．2．3　工具摩耗、切り屑及び表面粗さの状態(実験中データ抜粋)

(1) ⑦V30-f0.05-乾式　10Pass

(2) ⑨V30-f0.05-ミスト　20Pass

(3) ⑩V30-f0.1-乾式　5Pass

(4) ⑫V50-f0.1-ミスト　10Pass

 

 

5．3　超耐熱鋼(インコネル718)のCrSiNコーテｯド超硬工具による切削

5．3．1　工具摩耗の変化（図中の、CS：CrSiNコーテッド超硬工具、Ti：TiAlNコーテッド超硬工具）

 

5．3．2　加工精度の変化（図中の、CS：CrSiNコーテッド超硬工具、Ti：TiAlNコーテッド超硬工具）

 

	化

5．3．3 工具摩耗、切り屑及び表面粗さの状態(実験中データ抜粋)

（図中の、CS：CrSiNコーテッド超硬工具）

(1) ⑬CS-V30-乾式　10Pass

(2) ⑭CS-V50-乾式　5Pass

(3) ⑮CS-V50-ミスト　20Pass

5．4 加工実験結果の検証

5．4．１　チタン合金(Ti-6Al-4V) TiAlN超硬工具切削実験結果の検証

(1) 加工条件が大きいと工具初期摩耗も大きく、切削距離に応じて急速に摩耗が増加し、加工精度が悪化する。

(2) 同一条件下における乾式-ミストの表面粗さの数値のみの比較では乾式の方が数値は良好だが、表面形状はミスト冷却の方の凹凸が規則正しく並んでおり、切削距離を伸ばしても工具の切刃による切削が良好なことが判った。ミストクーラントによる冷却は、極めて少量(4cc/H)ではあるが、チタン合金では同一加工条件での工具摩耗及び加工精度の改善に効果が高い。

(3) 実験⑤V80-f0.1-乾式では、軸方向切り込み部分(10mm)全体に切削材料であるチタンの溶着とTiAlNコーティングの剥離が発生していた。

5．4．2　超耐熱鋼(インコネル718) のTiAlN超硬工具切削実験結果の検証

　インコネル718の実験においては、材料の特性と切削条件の設定状況からか、チタン合金と異なり予定していた最終40Pass(切削距離6.0m)に到達する前に工具破損状況計測値から実験終了となる場合が多かった。各実験における実験終了Pass数と停止原因は表4のとおりである。

表4　インコネル718のTiAlN超硬工具切削実験における停止原因

(1) チタン合金の切削実験の場合と比較すると、ミストによる工具摩耗及び加工精度への改善効果は少なかった。しかしながら、同一条件下では切削可能距離は伸びており一定の効果が期待できる。

(2) 超耐熱鋼の切削の場合、切削速度(V)の増加と切削送り(f)の増加の双方で工具摩耗が急速に進む。また、チッピングによる工具損傷が切削距離を増やすごとに急速に増大していた。

(3) V50-f0.05の場合には乾式及びミストに関係なく、1回目の切削時の表面粗さ(Ra,Ry)の数値が極端に悪化している。その後切削により表面荒さの数値は通常値に落ち着くものの、CrSiNコーテｯド超硬工具利用時でも同様の現象が発生しており、今回の実験ではその原因は特定できなかった。

⑨V50-f0.05-ミスト 1Pass目の計測結果例

(4) 各実験前に実施した予備加工時(Rd=0.018D=0.1mm)での基準工具での切削状況は良好であったため、半径方向切込み(Rd)の設定に関しては、工具メーカーの推奨条件を再検討した実験を行う必要があると思われる。

5．4．3　超耐熱鋼(インコネル718) のCrSiNコーテッド超硬切削実験結果の検証

　前項と同じく、インコネル718の実験においては、材料の特性と切削条件の設定状況からか、予定していた最終40Pass(切削距離6.0m)に到達する前に工具破損状況計測値から実験終了となる場合があった。各実験における実験終了Pass数と停止原因は表5のとおりである。

表5 インコネル718のCrSiNコーテｯド超硬工具切削実験における停止原因

(1) 工具種類を変更しても、ミストによる工具摩耗及び加工精度への改善効果はやはり少なかった。しかしながら、同一条件下では切削可能距離は伸びており一定の効果が期待できる。

(2) TIAlN工具と同じく、V50-f0.05の切削の際には最初の1Passでの加工表面粗さの数値が極端に悪くなる。

(3) 工具メーカーのカタログデータほどCrSiNコーテッド超硬による切削距離や表面精度の向上といった効果は今回の実験では認められなかった。

 

 

6．　まとめ

チタン合金(Ti-6Al-4V)の TiAlNコーテｯド超硬エンドミルによる側面切削と超耐熱鋼(インコネル718)のTiAlNコーテｯド及びCrSiNコーテッド超硬エンドミルによる側面切削加工実験を行い、以下の結果が得られた。

(1) チタン合金に切削の場合、ミストクーラントによる冷却では切削距離を伸ばしても工具の切刃による切削状態が良好であり、使用する油は極めて少量(4cc/H)ではあるが工具摩耗及び加工精度の改善に効果が高い。

(2) 超耐熱鋼の切削の場合は、ミストクーラント冷却による工具摩耗及び切削精度への改善はチタン合金と比較すると少ない。

(3) CrSiNコーテッド超硬は、インコネル718の側面切削ではTiAlNコーティングと比較した改善効果はみられなかった。

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　純チタンのTiAlNコーテッド超硬による摩耗進行線図（条件No1～6）、チタン合金のTiAlNコーテッド超硬による摩耗進行線図（条件 No7～12）、TiAlNコーテッド粉末ハイスによる純チタン及びチタン合金の摩耗進行線図（条件No13～18）をそれぞれ図２、３、４に示す。 TiAlNコーテッド超硬による工具寿命線図を図５に示す。

図２　純ﾁﾀﾝ-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による摩耗進行線図 図３　ﾁﾀﾝ合金-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による摩耗進行線図

図４　TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ粉末ﾊｲｽの摩耗進行線図 　 図５　TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬の工具寿命線図

試験終了時の工具の摩耗状況を図６に示す。

　　　　　　　　　　図６　工具摩耗状況

TiAlNコーテッド超硬では、加工終了条件（工具寿命）を逃げ面摩耗0.1㎜とした。純チタン・チタン合金の両方ミスト噴霧・エアーブロー共に、 逃げ面の摩耗状態が一般的な正常摩耗ではなく、特に純チタンにおいてはコーティングが剥げたか擦れたような状態で進んで行った。　　　

両被削材ともミスト噴霧の効果が現れていて、すくい側での溶着もエアーに比べると、ほとんど無く工具寿命も遙かに長くなっている。純チタンではエアーでの切削は不適切であり、ミストあるいは、切削油剤が当然のごとく必要である。

いずれにしても、工具母材が表出し摩耗してゆく状況は、ほとんど観察されず、本試験終了条件以降も加工を続けることは充分可能であるとえられる。ミスト噴霧では切削速度40m/minはもとより80m/minでもある程度の加工は可能である。

TiAlNコーテッド粉末ハイスでは、超硬でのエアーブローの効果が無かったため、ミスト噴霧のみの条件とし、加工終了条件を切削時間５分とした。 両被削材とも摩耗の形態は正常な摩耗であった。初期摩耗が現れた後、摩耗の進行はかなり緩やかであった。ただし切削速度が80m/minの場合、純チタ ン、チタン合金ともに初期摩耗の次150秒程度まで急激に摩耗し、その後は緩やかな進行になっていた。

　超硬・粉末ハイス、純チタン・チタン合金のいずれにおいても、チッピング、欠損のような刃先の状況は生じていなかった。

３．２　表面粗さ

　工具摩耗進行線図に対応した表面粗さ測定の結果を図７、８、９に示す。尚、表面粗さの最大高さ表記はRz（従来のRy）としている。

図７　純ﾁﾀﾝ-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による表面粗さ　　　　　　 図８　ﾁﾀﾝ合金-TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ超硬による表面粗さ

図９　TiAlNｺｰﾃｯﾄﾞ粉末ﾊｲｽによる表面粗さ

　表面粗さは切削開始の初期摩耗を測定する時点と、試験終了時で測定を行った。

純チタンの場合、TiAlNコーテッド超硬とTiAlNコーテッド粉末ハイスでは、試験終了時はもとより切削開始時から歴然とした差が現れた。チタ ン合金でも、切削初期は超硬とさほどの差は見られないが、加工が進むにつれ大きな割合で悪くなっているのがわかる。両被削材とも明らかに、TiAlNコー テッド超硬の加工面の方が良好な粗さとなっている。また、エアーでの切削においては切り屑の溶着による影響のためか、両被削材とも削り残しの形状がプロ ファイルに現れている。

　しかし、TiAlNコーテッド超硬でもチタン合金に比べ、純チタンではRaの値として、ほぼ1.5倍から2倍近く粗くなっている。ただしチタン合 金での切削速度40m/minでの加工終了時点での表面粗さの悪化が特異な現象となっている。プロファイルとしては正常な送りマークを残していた。また純 チタンでは、切削速度が低くなるに従い粗さも良好になっている。

　表面粗さプロファイルの一例として切削速度60m/minの加工終了時のデータを図10に示す。各図縦軸のスケールはプロファイルに合わせた任意の値である。

　　　　　　図１０　表面粗さプロファイル（V60m/min切削終了時）

３．３　切り屑

　切削初期及び終了時の切り屑の外観を図11に示す。

　切り屑は、純チタンでは巻きが少なくチタン合金ではかなり巻き込んでいる。エアブローでは切り屑どうしが溶着したりしていた。

　　　　　　　　　　　　図１１　切り屑の外観

４．まとめ

純チタン及びチタン合金(Ti-6A-4V)のエンドミル切削において以下の結果を得た。

（１）純チタンのTiAlNコーテッド超硬切削ではミスト噴霧により、切削速度80m/minでも加工は充分可能であった。切削長さは80m /minで充分とれるとしても、工具寿命、表面粗さを考慮すると、切削速度60m/minあるいは40m/minでの切削条件の方が生産性は上がると考え られる。

（２）チタン合金のTiAlNコーテッド超硬切削でもミスト噴霧により充分な加工が可能であった。ただし、工具寿命、表面粗さを考慮すると切削60m/minが最適だと考えられる。

（３）TiAlNコーテッド粉末ハイスでの純チタン・チタン合金の切削では、工具摩耗に関しては進行は緩やかな方であるが、被削材の表面粗さが悪化してしまい、本切削条件では仕上げの加工には不適切であると考えられる。

（４）純チタン・チタン合金では、エアーブローによる切削は適さず、切削油の給油が必要である。

５．参　考

　エアブローで切削を行う前に、純チタンに対しドライでの試し加工を行った。工具はφ8㎜TiAlNコーテッド超硬で６枚刃を使用し、切削速度 80m/min送り0.04mm/toohで、本実験と同じ条件で行った。１パス目の途中からで工具が熱を持ち、切り屑が巻き付きリード部に溶け込んだ。 被削材は過切削の状態となった。工具と純チタンの状況を参考図に示す。

　　　参考図　ドライ加工による工具及び純チタンの損傷

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（７）医療用品エンド・ミル設計

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（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

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高知県工業技術センター

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　島本　悟

１　はじめに

　純チタン及びチタン合金（Ti-6Al-4V）のドリル加工を行い、工具寿命や加工穴径の変化、刃先の状態などから被削性を検討した。

２　試験方法

　試験装置を表１、加工条件を表２に示す。

　　　　　　　　　　　表１　試験装置

試験装置	マシニングセンタ　安田工業㈱　YBM-640 ３次元測定機　　　㈱ミツトヨ　Bright Apex 1220

　　　　　　　　　　　　　　表２　加工条件

被削材	純チタン (焼なまし材 HB149 φ80㎜)	Ti-6Al-4V (時効処理材 HV343 φ70㎜)
使用工具	TiCNコーテッド粉末ハイス φ2㎜	TiAlNコーテッド超硬 φ2㎜
コレット端面からの工具突き出し量	17.5 mm	15 mm
切削速度	20,40,60,80 m/min	40,60,80 m/min
送り	0.05 mm/rev	0.05 mm/rev
加工深さ	6 mm	6 mm
ステップ	無し	無し
切削油	水溶性（エマルション）	水溶性（エマルション）

　実験は、それぞれの加工条件において、ドリルの折損または穴あけ個数200個で終了とした。被削性は、ドリル折損までの穴あけ個数、加工穴径の変化、工具刃先への切り屑の溶着から評価した。

　純チタン、Ti-6Al-4Vとも加工条件によりステップ送り無しの加工で200個の穴あけが可能であったため、今回は、すべてステップ送り無しで加工実験を行った。

３　試験結果

３．１　純チタン

　図１に純チタンをTiCN コーテッド粉末ハイスで加工した時の切削速度の変化と穴あけ個数の関係を示す。それぞれの条件で3回加工した。

　切削速度が20m/min、40m/minではドリル折損までの穴あけ個数のばらつきが大きく、80m/minでは早い時期にドリルが折損し、60 m/minでは3回とも200穴加工でき、最も適しているという結果が得られた。

　図２は、ドリル刃先の状態である。①は加工前の状態、②～④は切削速度20m/minで53穴目に折損したドリル、⑤～⑧は切削速度40m/minで200穴加工したドリル、⑨～⑪は切削速度60m/minで200穴加工したドリル、⑫は切削速度80m/minで13穴目に折損したドリルである。

①加工前 ②20 m/min 10穴 ③20 m/min 20穴 ④20 m/min 50穴

⑤40 m/min 20穴 ⑥40 m/min 50穴 ⑦40 m/min 100穴 ⑧40 m/min 200穴

⑨60 m/min 20穴 ⑩60 m/min 100穴 ⑪60 m/min 200穴 ⑫80 m/min 5穴

図２　刃先の状態

　切削速度が20m/min、40m/minでは刃先への切り屑の溶着が多く見られる。また、図２の⑥のようにドリルの溝に切り屑が溶着し、容易には剥がれない状態になることが多かった。切削速度60m/min、80m/minでは刃先への溶着も少なく、溝部の切り屑も容易に取り除くことができた。

　図３に切削速度と穴径の変化を示す。横軸の括弧内はドリル折損までの穴あけ個数を示す。それぞれの穴径の図中の○印は第１個目の穴を測定したものである。

　切削速度20m/min、40m/minでは、200穴加工できた試験の穴径は比較的ばらつきが小さいが、ドリルの折損が起こったときの穴径はばらつきが大きくなっている。特に20m/minでは約0.08mmの差が出るなど非常に大きなものとなっている。穴径のばらつきは徐々に大きくなっているのではないため、加工中に溶着や剥離を繰り返し、それが工具の摩耗や折損、穴径の精度に影響を与えていると考えられる。

　切削速度60m/min、80m/minでは、第１穴以外の穴径はばらつきが小さくなっているため、刃先への溶着は少ないと考えられる。

　これらの結果より、表２に示す条件で純チタンを加工した場合、切削速度40m/min以下では、切り屑の溶着の繰り返しによりドリルの折損が起こりやすいことが分かった。切削速度60m/min以上では、刃先への切り屑の溶着がほとんどなく、工具摩耗は切削速度の影響が大きいことが分かった。今回の実験では、切削速度60m/minの加工が切り屑の溶着や工具摩耗が少なく、最も良い結果となった。

○ 第１穴 × 第２穴以降

20m/min 20m/min 40m/min 40m/min 60m/min 60m/min 80m/min

(200穴) (52穴) (200穴) (23穴) (200穴) (200穴) (23穴)

図３　切削速度と穴径の変化

３．２　Ti-6Al-4V

　図４にTi-6Al-4V をTiAlN コーテッド超硬で加工した時の切削速度の変化と穴あけ個数の関係を示す。

　切削速度40m/minでは200穴の加工が可能であったが、60m/min、80m/minではそれぞれ45穴目、21穴目で折損した。

　図５は、ドリル刃先の状態である。①～④は切削速度40m/minで200穴加工したドリル、⑤～⑦は切削速度60m/minで44穴加工したドリル、⑧～⑩は切削速度80m/minで20穴加工したドリルである。純チタンの加工と比較して、刃先への切り屑の溶着がなく、逃げ面の摩耗が観察できる。

①40 m/min 1穴 ②40 m/min 10穴 ③40 m/min 100穴 ④40 m/min 200穴

⑤60 m/min 1穴 ⑥60 m/min 10穴 ⑦60 m/min 20穴

⑧80 m/min 1穴 ⑨80 m/min 10穴 ⑩80 m/min 20穴

図５　刃先の状態

○ 第１穴 × 第２穴以降

40m/min 60m/min 80m/min

図６　切削速度と穴径の変化

　図６に切削速度と穴径の変化を示す。それぞれの穴径の図中の○印は第１個目の穴を測定したものである。純チタンの加工と比較して、穴径はばらつきが少なく精度良く加工されていることが分かる。

　これらの結果より、表２の条件でTi-6Al-4Vを加工した場合、切削速度を大きくすると工具が摩耗しやすく、工具の折損が起こりやすくなるため、切削速度40m/minの加工が最も良い結果となった。

４　まとめ

　純チタン及びチタン合金（Ti-6Al-4V）のドリル加工試験を行った結果、以下の結果を得た。

○純チタンの加工では、切削速度60m/min以上では切削速度の影響が大きいが、切削速　　　度40m/min以下では刃先への溶着の影響が大きくなった。

○純チタンの加工では、刃先に切り屑が溶着し、加工精度が悪化する。

○純チタンの加工では、切削速度60m/minでの加工が、切り屑の溶着や工具摩耗が少なく、穴あけ個数、穴径の精度とも最も良い結果が得られた。

○Ti-6Al-4Vの加工では、切削速度の影響が大きく、切削速度の小さい40m/minで最も良い結果が得られた。

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（３）鎢鋼エンド・ミル設計

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（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

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弊社の製品の供給調達機能は：

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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徳島県立工業技術センター

日開野　輔，小川　仁

1. 緒言

　ステンレス鋼は，強度，耐食性等の優れた性質を有しており，様々な分野で使用されている．金属加工を行う事業所において取り扱われる加工材料の中で，ステンレス鋼と炭素鋼が高い割合を占めている．

しかし，ステンレス鋼は加工硬化が大きい，熱伝導性が低く切削熱が逃げにくい，靭性が高く溶着しやすい等のことから難削材の一つとされている．また，ステンレス鋼の切削条件は工具メーカーにより選定されているが，金属加工事業所では高能率な生産が求められており，工具メーカー推奨加工条件ではなく，各事業所の加工サイクルにあわせた加工条件となっている場合が多いことも難削材とされる理由の一つと考えられる．

　そこで，ステンレス鋼SUS304，SUS410，SUS430の正面フライス加工を行い工具摩耗と表面粗さを調査し，切削条件の違いによる切削性能の比較を行った．

2. 実験方法

2. 1使用工具，被削材，使用機器

実験には，以下の工具，被削材および装置を用いた．カッターには一ヶ所のみチップを取り付け正面フライス切削を行った．

　使用工具：サンドビック　コロミル245

カッタ直径 φ80 mm

アキシャルレーキ ＋22°

ラジアルレーキ －11°

真のすくい角 ＋23°

コーナー角 45°

チップ：TiNコーティング超硬M20種 (チップブレーカ付)

　被削材：ステンレス鋼 (SUS304,SUS410,SUS430) 60×60×100mm

　加工機：マシニングセンター　オークマ　MD-45VA

　測定機：マイクロスコープ　キーエンス　VH-7000

　表面粗さ測定装置：東京精密　ハンディサーフ E-10A

2. 2 切削条件

SUS304

　切削速度：100，150，185 m/min

送り速度：0.15mm/tooth

切り込み：0.5mm

　切削方向：センタカット

　切削油剤：乾式，水溶性切削液，

　　　　　　オイルミスト

SUS410，SUS430

　切削速度：500m/min

　送り速度：0.3mm/tooth

　切り込み：0.5mm

　切削方向：センタカット

切削油剤

SUS410：乾式，水溶性切削液，

オイルミスト

SUS430：乾式

2. 3評価方法

2パスもしくは5パス毎にマイクロスコープを用いて工具逃げ面摩耗と切削面送り方向の算術平均粗さRaを評価した．寿命判定基準は，逃げ面摩耗幅0.2mmもしくは大規模欠損が発生するまでとした．

3. 結果

3.1 SUS304の冷却方法による影響

図2. SUS304切削時の冷却方法による影響

図2. SUS304切削時の冷却方法による影響

　切削速度100m/minにおいて冷却方法による影響を調査した．冷却方法としては，冷却なし（乾式），水溶性切削液，オイルミストの三種類の比較を行った．図2に工具摩耗曲線と表面粗さを示す．乾式では，実切削距離1900mでチッピングが発生し工具寿命に達したのに対して，水溶性切削液を使用した場合は，実切削距離362mで工具寿命に達した．水溶性切削液を使用することで，冷却性が向上したため，熱衝撃による疲労が発生したためだと考えられる．また，オイルミストを使用した場合は，乾式よりもさらに実切削距離が伸び2714mとなった．これはオイルミストであるため，水溶性切削液を使用した場合よりも冷却性が低いことと，オイルによる切削抵抗の低減によるものだと考えられる．図3に加工終了後の工具の写真を示す．いずれの条件においても，チッピングが発生している．

　表面粗さは，水溶性切削液を用いた場合は，乾式加工の場合よりも低い値を示す．また，オイルミストを用いた場合は実切削距離905mまでは乾式より高い値を示すが，それ以降は乾式加工時とほぼ同じ値で安定して推移する．

	図3. SUS304切削終了後の工具の様子

3.2 SUS304の切削速度による影響

図4. SUS304切削時のオイルミストの効果

図4に切削速度ごとのオイルミストの効果を示す．切削速度が高くなるとともに工具寿命が短くなっている．また，各切削速度のオイルミストの効果は切削速度が上がるとともに小さくなっていおり，切削速度185m/minではオイルミストによる効果はほとんどない．これは，切削速度が高くなるとともに，切削時の工具温度が上がり，熱衝撃の影響が大きくなったためだと考えられ，オイルミストは切削速度の低い領域で効果がある．

3.3 SUS410とSUS430による違い

　図5にSUS410とSUS430の工具寿命を示す．SUS410とSUS430の切削条件は，切り込みは0.5mmと各条件とも同じであるが，送りが0.3mm/toohとSUS304の倍であり，また，切削速度も500m/minと二倍以上である．SUS304と比較するとはるかに加工速度を速くすることができる．また，SUS430がSUS410に比べ，工具寿命が長い．

図5. SUS410とSUS430の切削性の違い

図6. SUS410切削時の冷却方法による影響

SUS410においても切削油剤の影響の調査を行った．図6に工具摩耗と表面粗さの結果を示す．工具寿命に関して，SUS304にて一部効果の見られたオイルミストの効果はSUS410では確認できなかった．これは，SUS304のより切削速度が高いために，熱衝撃による疲労が大きくなったためだと考えられる．また，水溶性切削液を用いた場合は，SUS304同様に工具寿命が短くなり，正面フライス加工には適していない．

　表面粗さはオイルミストを用いると乾式より小さいが，摩耗の進行とともに大きくなる．水溶性切削液を用いた場合も乾式よりも小さくすることができる．

まとめ

SUS304の正面フライス加工は

・切削速度の低い領域ではオイルミストの使用により工具寿命を延ばすことができるが，表面粗さへの効果は見られない．

・水溶性切削液の使用は工具寿命が短くなる．

SUS410とSUS430の正面フライス加工は

・SUS304と比較すると，切削速度，一刃あたりの送りを大きくすることができ切削性はよい．

・SUS430よりSUS410の方が切削性がよい．

・今回の条件ではオイルミストによる工具寿命への効果は見られなかったが，表面粗さを改善することができる．

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1.何謂複合模,連續模,工程模?
2.各有何優缺點?
3.對於要加工的產品有何限制?例如產品大小...

1.複合模是以下料沖孔為主,折彎工程模是成型,連續模就是把好幾個工程放在1組模具1次做到好.
2,複合模 下料是一次成型,精準度高,孔跟孔或外型之間零誤差.但內孔跟外型毛邊方向相反,折彎的動作通常就不考慮了.
連續模跟工程模就沒什麼好比較了,除非是量少考量模具成本太高,模具太大機台頓數不夠,再不就是開不起來,不然工程模人力成本很高,生產速度太慢.
有些像電腦機殼,家具,...之類量不大的東西甚至可以不開模,用雷射切割,折床成型.
3.連續模跟工程模的考量多半是生產數量,開模難度,機台頓數,...等等.
模具太大也可以5~6台機器串連,1台機器1個工程模.....這樣也算連續成型啦!

• 2008-05-14 09:58:45 補充

  修正 2,毛邊應該是同方向

 

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

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