| 研究概要 |
数種類のドリルを用いてCFRP/チタンスタック材の乾式穴加工を行った.
1.具体的内容:ドリルが変形や,加工時に白煙が発生するなど,切削不能と判断するまでCFRPとチタン合金(Ti-6Al-4V)の積層板に穴加工を行い,それぞれのドリルについて,穴加工可能回数,加工時に工作物にかかるトルクとスラスト力の測定,ドリル刃先の観察,穴内壁の観察を行った.まず,工具材種にコーテッドハイスを用いた場合,ドリルの刃先を観察した結果,TiCNハイスは9回目の加工後から溶着が見られた.TiAlNハイスは,5回目の加工後から溶着とコーティングの剥がれが観察され,9回目の加工後には刃先の損失等が観察された.TiNハイスでは5回目の加工後から刃先のコーティングが剥がれ始め,7回目の加工後には,その部分の刃先が損失した.加工回数が増加するにつれてCFRPの穴出口において焼けが観察され,Ti-6Al-4Vの穴内壁ではむしれが増加した.また,切りくずを排出する際についたと思われる傷がTi-6Al-4Vの穴内壁に見られた.これらの工具材種の中ではTiCNハイスが最も適していることがわかった.次に,工具材種にコーテッド超硬を用いて,冷風による冷却効果について検討した.その結果,油穴付きドリルを用いて,刃先から冷風を吹き付けることによって,工具摩耗を減少させることが確認できた.冷風を用いない場合,チタン合金の切りくずから発火するなど危険な現象が発生した.
2.研究の意義・重要性等:供試材料の穴加工においては,ドリルの摩耗はチタン合金による摩耗が主であり,ドリルのコーティングの種類による影響が大きいことがわかった.適したコーティング材種を今後選定するうえで大変意義のある成果であった.乾式では加工温度が上昇するため切りくずが発火することがあったが,冷風を用いることにより発火現象を抑えることができ,加工時の安全性を確保できたことも大きな成果であった.
なお,研究成果の一部か日本機械学会講演会にて発表を行った.
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