木材切削における工具ー切屑ー母材系温度のサ-モグラフィ的研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03660173
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 奥村 正悟 京都大学, 農学部, 助教授 (40109046)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤田 豊 京都大学, 農学部, 助手 (80226076)
• Keywords: 木材切削 / 切削温度 / サ-モグラフィ / 数値計算

Research Abstract

木材切削における工具ー切屑ー被削母材から成る切屑系の温度(切削温度)を明らかにするため,フライス盤を用いて切込量および切削角を因子とするブナ材の低速二次元切削(切削速度約8mm/s)を行い,このときの切側温度(側面温度)をサ-モグラフィ装置で測定,記録した。また,切屑の生成が安定している切削型(流れ型,縮み型)について,二次元熱伝導基礎式を切削系に適用し,各切削条件での非定常温度分布をコンピュ-タによる数値計算(差分法)で求めた。
1.縮み型の切屑が生成する切削条件では,切屑と工具が接触する部位の温度が常に最も高く,工具はそこを中心とする同心円状の温度分布を呈したが、温度上昇を示すのは刃先近傍のみであった。一方,切屑は生成後も比較的高温を維持し続け,強くカ-ルした一塊の切屑の温度は切削終了直後の工具刃先よりも高かった。また,工具が通過した後の仕上げ面の温度もわずかに上昇することが観察された。
2.折れ型の切削条件でも切屑と工具が接触する点の温度が最も高くなるが,折れ型では切屑が折れ曲がるところが常にすくい面に接触するため,生成された切屑ではその折れ曲がりの部分で局所的な温度上昇を呈した。工具の刃先温度は縮み型に比べてそれほど上昇せず,また仕上げ面の温度もほとんど上昇しなかった。
3.数値計算の結果から,実用切削速度の範囲では工具温度は刃先からわずかに離れたすくい面上で最も高くなることが推定された。