| 研究概要 |
具体的内容:数種類のドリルを用いてCFRP/チタンスタック材の穴加工を行った.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,穴内壁の観察等を行った.工具には数種類のコーテッド超硬ドリルを用いた.コーティングの種類はTiAlN,TiAlCr/TiSi多層,TiN/TiAlNとした.切削速度は9.4m/min,18.8m/min,送り速度は0,1mm/rev,0.2mm/revとチタン合金用条件としてはやや大きめの値とした.CFRPの穴加工では乾式加工が推奨されていることから,乾式加工を主として行った.また,冷却効果を確認するためにドリル先端の油穴から水ミストを吹き付けた実験も行った.主な結果は以下のとおりである.
1.TiAlNコーテッド超硬ドリルを用いた場合,送り速度を小さく,0.1mm/revとすることで工具寿命は長くなった.
2.乾式加工において切削速度,送り速度が同じ条件ではTiAlNコーテッド超硬ドリルよりもTiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルの方が工具寿命は長かった.
3.TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いて,水ミスト冷却を行った結果,CFRP部分の穴径の寸法精度は向上した.しかし,チタン合金の切りくずが硬くなり,その切りくずがCFRPの内壁を傷つける結果となった.
4.TiAlCr/TiSiコーテッド超硬ドリルを用いた場合,水ミスト冷却よりも乾式で穴加工を行った方が工具寿命は長くなった.
意義:チタン合金の切削加工では冷却液を用いた加工が常識であるが,乾式による穴加工でも200個以上の穴加工を実現した.適切な加工条件を選択することで,実生産現場においても乾式によるCFRP/チタン合金スタック材の乾式加工の生産性が増すと考えられる.
なお,研究成果の一部を日本機械学会講演会にて発表を行った.
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