| 研究概要 |
小径ドリルに軸方向の超音波振動(振動数40kHz,片振幅3.5μm)を付加して垂直面および傾斜面に穴加工を行うときの食付き時のドリル挙動,切りくず生成機構,動的切削抵抗の特性,ドリルの長寿命化の機構および加工精度向上機構の解明を目的として,直径1mmのねじれ刃ドリルを用いてアルミニウム合金への穴あけを行い,以下のことが明らかになった.
・ドリル食いつき時において,振動を付加した場合は,振動による鎚うちの効果,断続的な切削によるドリル変位の累積の抑止の効果および半径力の減少の効果等によって,ドリルの食いつき性は向上する.
・穴壁の拘束が少ないとき,振動の有無に関わらず円錐らせん形の切りくずを排出するが,穴深さが深くなると,振動を付加しない方は,穴壁の拘束によってつぶれ,切りくず排出が困難になってくる.これに対し,振動を付加した場合は,摩擦係数の低減により,切りくずが薄くなり,また,切れ刃コーナ側とセンタ側の切りくずは流出速度の差が減るといった現象のため,L/D=7においてもピッチの長い切りくずがスムーズに排出された.
・振動を付加しない場合,穴の曲がりと位置度との間に明確な相関は見られないが,振動を付加すると,位置度が大きくなるにつれ曲がりも大きくなるという傾向がみられた.
・傾斜穴加工では,ドリルが完全に傾斜面に入り込むまでの間,作用切れ刃長さに関係した半径力をドリルが受けるため振動を付加しない穴加工では穴形状は歪むが,振動を付加すると食いつき性が向上するために穴形状の歪みは小さい.
・振動の付加により,食いつき性の向上,抵抗の減少,切りくず排出性の向上といった効果が得られるために,傾斜穴加工でもドリルは折損しにくく寿命は延びる.
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