インコネル７１８の振動切削
山口県産業技術センター 香川正信、前田秀治、池田悟至
要 旨
インコネル7１8を工作物にして、19.5KHzの超音波振動を工具に付加した湿式旋削加工を行い、工具摩耗、仕上げ面粗さに及ぼす超音波振動の影響を調べた。その結果、実験の範囲内では工具摩耗、仕上げ面あらさに顕著な効果は見いだせなかった。
１．はじめに
インコネル7１8は高強度、耐熱性に優れる反面、熱伝導率が低いために切削熱が被削材を通して拡散しにくく工具が高温になりやすい、加工効果を起こし易 い、工具材との反応性が高く凝着・溶着して破損を引き起こすなど難削性を示す。これらの諸特性のために超硬工具による切削では15m／min付近の低速切 削と工具寿命の延長に切削油剤の使用が推奨されているようである。
ところで、切削油剤は必要とする箇所に十分に供給されてはじめてそ の効果が期待できる。ところが、工具すくい面の刃先近傍では垂直応力が変化しても摩擦応力がほとんど変化しない領域が存在し、この領域では切り屑と工具の 界面は完全な金属接触状態にあり、切削油剤が侵入する間隙はほとんどないことが知られている。しかしながら、もし何等かの手段によって工具と切り屑の間に 間隙をつくることができれば切削油剤の侵入が容易になり、その効果が一層期待できる。特にインコネル7１8のような工具材との反応性が高い難削材に効果が 期待できそうである。
このような観点から、本研究ではインコネル7１8を被削材として超音波振動加工方法の適用を試み、工具損傷、仕上げ面あらさに及ぼす振動付加の影響を検討した。
２．実験方法
被削材は固溶化熱処理後、時効処理を施したインコネル7１8材で、直径75mm、硬度HB401であった。工具は「Machining Data Handbook」の推奨工具材種を参考に超硬K10のスローアウェイチップ（TPGW110204）を使用した。超音波振動切削装置は多賀電気製で、周 波数は19.5KHz、最大両振幅は30μm、出力120Wの性能を有している。本装置の臨界切削速度は110m／minである。実験は振動切削装置を汎 用旋盤（昌運工作所製、HB500、11KW、無断変速装置付）のツールポストに取付け、切削速度10～20m／min、送り0.075mm／rev、切 込み0.5mmの条件で湿式外丸削りを行った。切削油剤は不水溶性を使用し、ノズルで供給した。一定時間経過後、工具顕微鏡により工具損傷形態の観察と摩 耗幅の測定を行った。
３．実験結果
３．１ 工具の振動方向と切削方向の一致
振動切削では刃先の振動 方向と切削方向を一致させることが求められている。この設定が十分でないと刃先が工作物に食い込んだり、あるいは逃げ面と工作物が干渉したりして仕上げ面 粗さや工具損傷に著しい影響を及ぼす。本実験では、この両方向を一致させるために加工仕上げ面を顕微鏡で観察しながら、超音波振動切削装置の刃先角度変更 機構により最適な工具傾斜角に設定した。図1は設定作業中の加工仕上げ面の例を示す。（a）では回転方向に約24μm間隔の規則正しい模様が観察される。 この間隔は切削速度と振動周波数から計算される間隔と一致し、装置が正しく機能していることが観察される。しかし、（a）では工具傾斜角の設定が十分でな く刃先の食い込みが観察される。この状態から工具傾斜角を少しずつ変更し、最終的に（b）の加工仕上げ面が得られる工具傾斜角に設定した。（a）で観察さ れた模様が不鮮明になり、工具の振動方向と切削方向がほぼ一致したことを示している。以後の実験は、この状態で行っている。
３．２ 振動付加による工具摩耗への影響
図2は切削距離による横逃げ面摩耗幅の変化を示す。通常切削では、切削速度40m／minにも拘らず工具に欠損も観察されず正常摩耗を呈している。これに 対して超音波振動を付加すると横逃げ面摩耗幅が0.05mm付近に達すると、実験の何れの切削速度域においても工具に欠損が発生している。これはインコネ ル７１8が工具材に凝着し易いことから、刃先が後退運動によって工作物から離れる際に、工具に凝着した切り屑によって工具の一部が持ち去られる現象が発生 したのではないかと考える。
以上から、実験の範囲では超音波振動の付加による工具摩耗への効果は確認できなかった。ただ、欠損部以外の摩耗（図2の破線部）の増加は少なく、もし欠損の発生が少なくなる適切な条件を選択すれば、あるいは好ましい結果が得られるかもしれない。
３．３ 振動付加による仕上げ面粗さへの影響
図3は切削距離に伴う仕上げ面粗さの変化を示す。通常切削は切削速度40m／minであるから比較に問題があるが、振動切削での仕上げ面粗さは通常切削に 比べて悪化した。切削距離の増加に伴って仕上げ面粗さが向上するのは、工具摩耗の進行によりあたかもコーナ半径が増大したことによるものと思われる。
４．おわりに
インコネル7１8の旋削加工に超音波振動を付加し、工具摩耗、仕上げ面粗さに及ぼす影響を調べたが、実験の範囲内では効果は認められなかった。
一方、超音波振動加工法の平均切削力は慣用切削に比べて減少する。したがって切削抵抗も減少し切削熱の発生も少ない。これは仕上げ面性状に好影響をもたらすものである。
（a） （b）
図1 工具傾斜角による加工仕上面の変化
被削材：黄銅、切削速度：28m/min、送り：0.06mm/rev、切込み：0.03mm
 |
図2 切削距離と横逃げ面摩耗幅の関係
工具：K10（TPGW110204）
切込み：0.5mm
送り：0.075mm／rev
振動周波数：19.5kHz
切削雰囲気：不水溶性切削油剤
図3 切削距離による仕上げ面あらさの変化
工具：K10（TPCW110204）
切込み：0.5mm
送り：0.075mm／rev
振動周波数：19.5kHz
切削雰囲気：不水溶性切削油剤
Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！
BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
ようこそＢｅｗｉｓｅ Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな
情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。
弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。
弊社は各領域に供給できる内容は：
（３）鎢鋼エンド・ミル設計
（４）航空エンド・ミル設計
（５）超高硬度エンド・ミル
（７）医療用品エンド・ミル設計
弊社の製品の供給調達機能は：
（４）オートメーション整備調達
弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。
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.
BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.
留言列表
