切削加工 ノート4

5.切削抵抗と動力
切削抵抗の合力[resultant cutting force]
・主応力 Fv [Principal cutting force]・・・動力のほとんど
・送り分力 Ff [feed force]
・背分力 Fp [thrust force]・・・工作物の変位、びびり振動

5.1 工具刃部形状と工具材の影響
2次元切削:すくい面が増加→切削抵抗、動力が集中

高速度鋼工具 [high-speed steel tool,HSS tool]
超硬工具 [sintered carbide-tool]
セラミック工具 [ceramic tool] Al2O3を主体

5.2 被削材の影響
一般に被削材の硬さ、引っ張り強さが小→降伏せん断応力 →大
快削鋼 [free cutting steel]に冷間加工を施した銅
→炭素鋼よりは硬さはあるが切削抵抗は小

快削鋼:切りくずの塑性域が狭→切削抵抗増加
炭素鋼:切断仕組み:大、すくい面接触長さ:長 →せん断角:減少 →切削抵抗:大

5.3 切削条件の影響

5.3.1 切り込みと送り量
切込みと送り量
切り込み増加→切削抵抗増加
切削抵抗∝(送り量)^n ,n＜1
※切れ刃が鋭利ですくい角が大きい場合を除く

5.3.2 切削速度
構成刃先, 発生した場合、すくい角が増加した工具のようにふるまい、
低速において切削抵抗の最大値を持つようになる

5.4 工具磨耗の影響
工具磨耗[tool wear]
・すくい面磨耗[face wear]
・逃げ面磨耗[flank wear]

5.5 切削油剤の影響
切削油剤の作用
・潤滑[lubrication]
・冷却[cooling]
・抗凝着[anti-adhesion]
※抗凝着：高い切削温度のため、油剤に含まれる成分が工作物/工具と
化学反応を起こし、これによりできた反応生成物の被膜が工具/工作物との
金属接触を妨げる

極圧添加剤[extreme-pressure agents]が添加されている。
※極圧添加剤
・有機塩素化合物
・硫黄、有機硫黄化合物
・有機リン化合物

5.6 切削抵抗の実験式
理論から求められる数値は種々の仮定のため不十分な精度

5.7 切削動力
切削動力[cutting power]
切削抵抗とその方向における工具と工作物との相対速度の積

5.8 切削抵抗の測定
切削動力計[tool dynamometer]
要求される条件
1.感度[sensitivity]、剛性[rigidity]が高
2.各分力が互いに干渉しないこと
ex. x,y,z分力で、x方向に負荷があった場合にy,z方向にも出力があることを
干渉[cross sensitivity]があるという
3.直線性が良い 負荷の値/出力の読み値
4.時間.温度および湿度に対する安定性が良い