2014/10/4 Production Engineering Production Engineering 工具ダメージへの切削温度の影響 第２回CMIシンポジウム ・生産性を上げるためには切削速度を上げる ↓ ・切削温度が高くなる ロータリー工具による難削材の旋削加工 ↓ ・工具に与えるダメージが大きくなる ↓ ・切削温度を抑える手段が必要 Turning of difficult-to-machine materials with active driven rotary tool 会 場：東京大学駒場コンベンションホール 2014年10月17日(金) 名古屋大学 大学院 工学研究科 機械理工学専攻 上田隆司 (Childs先生) 1 NAGOYA UNIVERSITY 手段として １．スピニングツールを用いる ２．切削油剤・ミストを供給する ３．熱伝導率の良い工具を用いる 2 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering Production Engineering インコネル ７１８の引張強さの温度依存性 (Special Metals) スピニングツールによる 難削材の旋削加工 ・切削温度を下げる ・ミストなどを切削点に供給しやすい ・チップの周囲を有効に使用 3 NAGOYA UNIVERSITY 4 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering スピニングツール NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering CNC Milling Lathe 5 NAGOYA UNIVERSITY CNC Milling Lathe (Mori Seiki: NL2000Y/500) 6 1 2014/10/4 Production Engineering 加工の様子 7 NAGOYA UNIVERSITY 8 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering 実験装置 Production Engineering 切りくずの流れ Production Engineering ２色温度計 1.0 Relative sensitivity 1.2 0.8 InAs/InSb–laminated structure 77 K 0.6 0.4 0.2 0.0 0.0 InAs–detector 1.0 InSb–detector 2.0 3.0 Wavelength 4.0 5.0 m 6.0 Spectral sensitivity 9 NAGOYA UNIVERSITY 温度校正曲線 Production Engineering °C 800 700 Temperature s 600 400 200 100 0 0.0 Specimen:TiAlN–coated carbide Fiber–coupling Rotary: 300 m Fixed: 500 m 0.2 0.4 0.6 Output voltage ratio 0.8 1.0 InAs/InSb 実験条件 Workpiece Diameter Cutting width Tool Material Diameter Operating parameters Cutting speed Work revolution speed Tool peripheral speed Tool revolution speed Revolution ratio Feed Depth of cut Cutting fluid : Heating : Cooling : Theoretical 500 300 10 NAGOYA UNIVERSITY 1.2 Production Engineering dw lw AISI 304, Inconel 718 69 mm 40 mm, 25 mm dt TiAlN-coated carbide 15.8 mm vw nw vt nt nt /nw f a 30 – 300 m/ min 150 – 1500 min1 0.05 – 300 m/min 1 – 6000 min1 1/1000 – 6/1 0.3 mm/rev 1.0 mm Dry, Biodegradable oil (MQL) Calibration curve of pyrometer NAGOYA UNIVERSITY 11 NAGOYA UNIVERSITY 12 2 2014/10/4 Production Engineering 切削工具 オイルミスト供給方法 Production Engineering 外部供給(External) ・外付けのノズルを介して工具刃先へオイルミスト噴射． ・オイルミストを当てたい場所へ狙いうちできる． ・外付けのノズル必要． 15.8 Oil mist Spinning holder Insert Nozzle 13 NAGOYA UNIVERSITY 14 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering 温度計の出力波形 Production Engineering 切削速度が逃げ面温度に及ぼす影響（SUS304) –1 Cutting point temperature °C Work and Tool rotational speed nw, nt min 250 500 750 1000 1250 1500 1750 800 15 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering 空転時の逃げ面温度(S45C) Flank face temperature °C =180º 550 0 10 Cooling time ms 20 30 40 500 450 600 500 nt = nw a = 1.0 mm f = 0.3 mm/rev q = 30 cc/h (MQL) Tool: TiAlN–coated carbide Work: AISI 304 400 50 100 150 200 250 300 Cutting speed vw m/min 350 16 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering 工具回転速度が逃げ面温度に及ぼす影響 （SUS304） nt =270º 50 –1 nw, nt=1200 min vw = 377 m/min a=0.5 mm f = 0.125 mm/rev Dry : Dry : MQL 700 =90º Cutting point =0º Sensing fiber 400 350 Work: AISI 1045 Insert: Carbide 0 90 180 270 360 Tool rotational angle from cutting point ° NAGOYA UNIVERSITY 17 NAGOYA UNIVERSITY 18 3 2014/10/4 Production Engineering 工具回転速度が逃げ面温度に及ぼす影響 Production Engineering 工具回転速度の切削抵抗への影響 (Inconel 718) 19 NAGOYA UNIVERSITY 20 NAGOYA UNIVERSITY Production Engineering Production Engineering 工具摩耗（Inconel 718） Work: Inconel 718, nw=nt, a=1 mm, f=0.3 mm/rev MQL 0.5 mm (a) MQL, vw=30 m/min NAGOYA UNIVERSITY ご清聴ありがとうございました． 1 mm 1 mm 0.5 mm MQL 0.5 mm (b) MQL, vw=150 m/min 21 NAGOYA UNIVERSITY 22 4
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