| 研究概要 |
超音波振動が,軸直角面穴加工と傾斜穴加工における食付き時のドリル挙動に及ぼす影響,および軸直角面深穴加工での切りくず排出性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.食付き時のドリルの挙動に関しては,切削急停止装置を用いた実験を行い加工穴の観察によりドリル挙動を考察した.深穴加工では,L/D=7の加工実験を行って切りくず排出状況を観察し,切りくず生成機構を考察した.その結果,以下のことが明らかになった.
軸直角面穴加工においては,超音波振動の付加によってチゼルエッジの作用すくい角の増加による切削性能の向上,チゼルエッジの鎚打ち作用および小刻みな断続切削によるドリル変位の累積の抑制効果によって,食付き時のドリルのふれまわりが抑制され,ドリルの食付き性が向上する.これによって,穴入口部における形状・寸法精度が向上する.振動を付加した場合の切りくずは,振動を付加しない場合に比べて,ドリルのねじれ溝に対する切りくずの占有面積が小さく,また,切りくず流出角は大きく,切りくず横向きカ-ルの曲率は小さくなっている。これらの特徴の原因としては,超音波振動による振動速度成分が切削速度の主成分となることにより切れ刃コーナ側とセンタ側の切削速度の差が減少することおよびチゼルエッジの切削性能が向上するために振動を付加しない場合に比べてチゼルエッジから半径方向への切りくず流出速度の増大が考えられる.切りくずがスムーズに排出されることにより,深穴においても切りくずつまりによるドリルの折損が防止され、ステップフィードが不要となり,加工能率は向上する.また,切りくずで穴内面をこすることによる穴内面の性状への悪影響も抑えることができる.
傾斜穴加工では,ドリルが完全に穴に入込むまでの間,作用切れ刃長さに関係した半径力をドリルが受けるが,振動を付加すると食付き性の向上により穴形状の歪は小さい.
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