切削の進行に伴う D f の変化

図 4.2.2 切削の進行に伴うDfの推移

図 4.2.2 は，切削による Dfの変化 をグラフにしたものである．本研究ではテーラーの寿命

式 ⁴⁹⁾を参 考にして，加工の 経過には 切削時間を用いた．これ により切削の 進行で工具輪郭線 の Dfがどの様に推移したかがわかる ．それぞれのグラフの最終の印点は，その後最大 1 分で 寿命に至ったことを示している．結果は 4 通りの切削条件であるが，全体的傾向としては切削 時間が増加すれば刃先は損耗により Dfは上下の変動を繰り返しながら徐 々に大きくなってい く．そして，切削前（新品）では Df = 1.03であったが，Df = 1.08～1.12の範囲に達すると，

ほぼ寿命に至った．

1.02 1.04 1.06 1.08 1.10 1.12 1.14 1.16

0 2 4 6 8 10 12 14

Df

切削時間（分）

120m/min / 0.05mm 120m/min / 0.10mm 160m/min / 0.05mm 160m/min / 0.10mm

A B D

C

E

F

48

図 4.2.3 刃先画像，抽出された切れ 刃輪郭線の推移（図 4.2.2 のA ~ F）

切削前

加工 時間

切削条件

切削速度V=120m/min 切込み量f=0.05mm

切削条件

切削速度 V=120m/min 切込み量f=0.10mm

切削条件

切削速度 V=160m/min 切込み量f=0.05mm

加工 時間 1min (B)

加工 時間 2min (C)

Ｄf = 1.03

Ｄf = 1.09 Ｄf = 1.08 Ｄf = 1.07

Ｄf = 1.06 Ｄf = 1.05 Ｄf = 1.05

A

500μm

49

時間

切削条件

切削速度V=120m/min 切込み量f=0.05mm

切削条件

切削速度 V=120m/min 切込み量f=0.10mm

切削条件

切削速度 V=160m/min 切込み量f=0.05mm

加工 時間 5min (D)

加工 時間 9min (E)

加工 時間 14min (F)

Ｄf = 1.08 Ｄf = 1.09 Ｄf = 1.08

Ｄf = 1.09 Ｄf = 1.11

Ｄf = 1.12

図4.2.3 刃先画像，抽出された切れ 刃輪郭線の推移（図 4.2.2の A ~ F）

50

図 4.2.3 は図 4.2.2の切削前(A)，加 工時間 1min (B)，加工時間 2min (C)，加工時間 5min

(D)，加工時間 9min (E)と加工時間14min (F)の刃先画像および抽出された 切れ刃輪郭線と算

出された Dfの推移を示す．どの条件も開始1 分でDfが急上昇しているの が特徴的である．こ れは工具刃先にホーニング（丸み，面 取り）を施していないことがあり，切 削開始直後に切れ 先の比較的小さな欠けが数多く発生したと思われる．

(A)～(F)は切削の進行を示すが，こ れより工具切れ刃は開始直後欠けを発生し(A)→(B)，そ

の後，平坦化する方向に働き，切れ刃 は安定状態になる．そして，再び(A)→(B)ほどではない が，部分的に微小な欠けが発生していく様である．この傾向は 4条件のうち図 4.2.3に示すよ うな 3 条件で示した．一番加工条件の厳しい，切削速度 V = 160 m/min, 切込み量 f = 0.1 mm （ ）はDfが下がることな く，上昇し続け，寿命に達したことになる．

なお 4本の工具のうち，切削速度 V = 120 m/min, 切込み量 f = 0.1 mm （ ）の工具 の寿命時の Dfは1.06であった．値の 低下は比較的大きな規模の破砕が起り，鋭い刃先が生じ たことを意味する ³⁶⁾．残りの 3 本の工具については大きく破壊または粉砕したため測定は不 能であった．さらに，切込み量の違いは寿命が早いか遅いかの違いであり Dfの値そのものの 大きな差はなかった．いずれにしても切削条件が変わっても寿命直前で共通の Dfレベルをも つことは興味深い結果である．

51

200 400 600 800 1000

0 2 4 6 8 10 12 14

主分力N

切削時間（分）

120m/min / 0.05mm 120m/min / 0.10mm 160m/min / 0.05mm 160m/min / 0.10mm

0 200 400 600 800 1000

0 2 4 6 8 10 12 14

背分力N

切削時間（分）

120m/min / 0.05mm 120m/min / 0.10mm 160m/min / 0.05mm 160m/min / 0.10mm