炭化珪素粒子分散型アルミニウム合金の穴明け用多結晶ダイヤモンド工具の設計と製作

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650105
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 能登谷 久公 富山大学, 工学部, 教授 (80019182)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 茂 富山大学, 工学部, 助教授 (00174714)
• Keywords: 穴明け加工 / ダイヤモンドドリル / 工具摩耗 / 炭化珪素 / 粒子分散型複合材料 / 多結晶ダイヤモンド / アルミニウム複合材料 / ダイヤモンド粒径

Research Abstract

補助金により購入したドリル先端の加工用研磨機を用いて、ドリルの先端形状が、円錐形,ツーレーキ形、およびスリーレーキ形の三種類の超硬ドリルを製作し、穴明け特性の比較を行った。その結果、本合金の穴明けにおける工具磨耗は、超硬合金といえども非常に激しく、数十個の穴明けで寿命に達し、摩耗の点からは、優劣は判断することはできなかった。しかし、穴明け開始時のドリルのウォーキングや、穴周辺の塑性変形による盛上がりに関しては、スリーレーキドリルの方が小さかった。また、超硬ドリルの先端角を90度〜118度まで、ほぼ10度きざみで変化させた場合、穴明け抵抗のスラストは、先端角が小さいほど小さいが、トルクの逆に大きくなり、切削抵抗だけでは、どの先端角が良いかは判断できなかった。ところが、バリの発生状況やバリの高さは、先端角が90度〜100度の場合が、110度〜118度の場合よりも良く、ドリルのウォーキングも少なかった。また、工具寿命については、前述したように、摩耗原因が、アルミニウム合金中に存在する炭化珪素粒子の引っかき作用であるので大差はなかった。以上より、トルクがあまり大きくならないことを考慮して、先端角は100度と決定した。半円形,スペード形(鍬形),シェブロン形(袖章形)の三種類の多結晶ダイヤモンド(以下PCDと呼ぶ)ブレードを選び、それぞれのブレードが取付けやすいように、ドリル先端に溝研削または放電加工を行い、その後、ロウ付けを行った。その結果、最も加工しやすかったのは、スペードタイプのブレードの場合であり、耐摩耗性も今のところ他のブレードのドリルと同等である。ドリルの送りを大きく設定した場合には、被削材の塑性変形量が大きなくり、炭化珪素粒子が、工具逃げ面を擦過する率が少し減少すると考えられ、寿命が長くなる傾向が認められた。