切削実験内容

低剛性工具による64チタンの切削実験

考察

■びびり振動の様子

びびり振動の程度は、切削音と、FFTアナライザによる切削力の周波数分析結果から判断した。

突き出し長さ 40mm

40m/min 送り mm/min
0.020.050.1
切込
mm
0.05
0.1
0.2
60m/min 送り mm/min
0.020.050.10
切込
mm
0.05 ×
0.1 ×
0.2
80m/min 送り mm/min
0.020.050.1
切込
mm
0.05
0.1
0.2

突き出し長さ 30mm
40m/min 送り mm/min
0.020.050.1
切込
mm
0.05
0.1
0.2
60m/min 送り mm/min
0.020.050.1
切込
mm
0.05 ×
0.1 ×
0.2 ×
80m/min 送り mm/min
0.020.050.1
切込
mm
0.05 ×
0.1 ×
0.2 × ×
強いびびり
びびりあり
弱いびびり
×びびりなし


■切削力と仕上げ面粗さ

60m/min、80m/minでは、突き出し量40mmの切削力が若干大きい。
また、切り込みに対する切削力の上昇傾向は似通っている

切削速度と主分力、切り込みとの関係 送り0.02mm/rev、超硬工具
グラフで、8-30は突き出し長さ30mm、8-40は40mm
インコネルの背分力
80mの切込みが小さい領域で仕上げ面粗さが悪化しているのは、
強いびびり振動が発生しているためと思われる。


突き出し長さ40mmでは、80m/minで取り代が小さいとき、仕上げ面粗さが悪化している。
このときの仕上げ面のプロファイルを、突き出し長さ30mmとを比較すると、
30mmでは、ツールマークが観察できるのに対して、40mmでの表面はランダムに乱れていることが分かる。

上図は、縦軸のスケールが異なることに注意


なお、このときの切削力の時間変化は安定しており、大きな変動は見られない。
びびり振動が、「安定して発生している」ことがうかがえる。
(切削力の時間変化)


■切削温度

突き出し長さが長いほうが切削温度が高いことが分かる。
これは、切削力の大小を反映していると考えられる。

送り 0.02mm  8-40:突き出し長さ40mm 8-30:同30mm 縦軸は熱起電力[mV]
チタンの熱電圧