光 学 顕 微 鋭 写1 スE:i'!ti[L f- ~m 微鋭写j_J(
50μm
L一一ーーーJ
(a)チャンファ
2 o
tL 10(b)[W.03丸
( c ) R O . 0 6
丸CM435 (118350)，切削速度5501/10i n，送りO.730101/ rcv.切込みQ.280101.位式
i
刈5・9 十‑ J
~-Yi' 物の生成状例ハHu
nH
U
切削方向 三ぅ
cコ
(a)チ ャ ン フ ァ
( b ) R O . 0 3
丸 (c) R O . 0 6
丸SCM435CHH350).切 削 速 度55m/min.送りO.73mm rc¥'.切 込 みO.28mm.乾 式 20μm
図 5・10 ぷ
l H J
f!語 の 比 較 ( 走 査 型 電 子 顕 微 鏡 写 真)わかる.
文
1 5
・1 1
は 各 ホ ー ニ ン グ を 施 し た 工 具 を 用 い て 切 削 速 度6 1 m / m i n
でIlB 3 5 0
の 材 料 を 乾 式 切 削 し た と き の ， フ ラ イ ス 主 車1I1ア ー パ に
n 5
付 し た 歪 ゲ ー ジ の 出 力 波 形 を 比 較 し た も の で あ る . い ず れ も 切 り く ず ] 佃 を 削 り IIIjすr m
のもので， 切内jI厚さの土門加に伴い， 切jjリ ほ 抗 は 変 動 し な が ら 明 力11して， 最大イ11'[
に達し， 切 削 終 了 と 同 時 に 急 激 に 低 下 す る こ と が わ か る . 特 に
< 1 O . 0 6
の 丸 ホ ー ニ ン グ で は 切 削 開 始 か ら 急 激 に 増 大 し て い る ま た い ず れ も 切i'jlJ終f
後 ， 反 動 で 主 軸 ア ー バ が ね じ れ 振 動 し な が ら ， し だ い に 減 哀 し て い る . 図
5
・1 2
は 切 削 速 度6 1 ‑ ‑ ‑ ‑ ‑1 6 5 m / m i n
でI I B 3 5 0
の 材 料 を 乾式 お よ び 氾 式 切 削 し た と き の 比 切 削 抵 抗 を 比 較 し た も の で あ る . な お ， 比 切 削 抵 抗 は 前 図 の よ う な 出 力 波 形 か ら 求 め た 工 具 先 端 に 作 用 す る 円 周 力 の 最 大 値 を 最 大 切 り く ず 断 面 積 で 除 し て 求 め た .R O . 0 6
の 丸 ホ ー ニ ン グ の 場合 が 比 切 削 ほ 抗 は 取 も 大 き く ， 以 下R O . 0 3
， チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の JI固 に 小 さ く な る . こ れ は ， 丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 ， 図 5・1 0
に 示 し た 塑 性 流 れ を 生 じ さ せ る の に 必 要 な 力 が 加 わ る た め と 考 え ら れ る . な お ， 木実 験 で は 切 り く ず 厚 さ が 最 で0 . 0 5 m m
と 小 さ い た め ， 寸 法 効 果 に よ っ て チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 場 合 に お い て も 比 切 削 抵 抗 は 比 較 的 大 き く な っ て い る. また， 切 削 速 度 に よ る 抵 抗 変 化 の 傾 向 は ホ ー ニ ン グ 形 状 に よ っ て 異 な る . す な わ ち チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 場 合 は 切 削 速 度 の上 昇 に つ れ， 付着 物 が 減 少 し ， 実 す く い 角 が 小 さ く な る た め ， 通 常 の 切 削 と は 異 な り ， 比 切 削 抵 抗 が 増 加 す る . こ れ に 刻し て ， 付 着 物 が ほ と ん ど 生 成 し な い
R O . 0 6
の 場 合 は 切 削 速 度 の 上 昇 と と も に 比 切 削 抵 抗 は 減 少 す る .R O . 0 3
で は 両 方 の 現 象 が 同 時 に生 じ る た め， 速 度 に よ る 切 削 抵 抗 の 変 化 は ほ と ん ど 生 じ な い . そ の 結 果 と し て ， 高 速 側 では ホ ー ニ ン グ 形 状 の 違 い に よ る 比 切 削 抵 抗 の 差 が 小 さ く な る .
以 上 の こ と か ら ， 切 れ 刃 に 丸 ホ ー ニ ン グ を 施 す と 付 着 物 の 生 成 が 抑 制 さ れ る た め ， 付 着 物 の 影 響 が 減 少 し ， 加 え て 強 い バ ニ シ 作 用 が 働 く た め ， 切 れ 刃 稜 粗 さ に ほ ぼ 等 し い 良 好 な 仕 上 げ 面 が 得 ら れ る . ホ ー ニ ン グ 半 径 は 大 き い ほ う が こ れ ら の 効 果 は よ り 高 い . 切 ì~ リ油を併用することによって， さ
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乾 式 湿式 ホーニング形状
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チャンファ ム RO.03丸RO.06丸
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∞ 門 刷
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4 採点忍思起
，、
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SCM435(HB350)，送り0.73mm/rev 150 200
50 100
ハU
勺︐eb
切削速度 m/min
切れ刃ホーニンク、、形状の比切削抵抗への影響
図5
・121 0 4
ら に 付 着 物 の 生 成 が 抑 制 さ れ る た め ， 非 常 に 消 ・ ら か な 仕 上 げ ￨ 日 が 何 ら れ る こ と が わ か っ た
5
・5
ホ 一 二 ン グ 形 状 に よ る 工 具 摩 耗 の 比 較前 記 の 仕 上 げ 国 粗 さ お よ び 付 着 物 生 成 状 況 の 訓 公 に よ っ て ， 丸 ホ ー ニ ン グ は 仕 上 げ 面 粗 さ の 改 善 に 効 果 が 高 い こ と が わ か っ た 次 に 各 ホ ー ニ ン グ 形 状 を も っ 工 具 の 耐 久 性 と 切 削 の 進 行 に 伴 う 仕 上 げ 而
t l l
さ の 変 化 に つ い て 調 べ た図 5・
1 3
はI I B 3 5 0
の 材 料 を 切 削 速 度1 1 3 m / m
i.n
で 乾 式 お よ びμ
式 切 削 し た ときの各 J~ 具 の最大逃げ面摩耗 1~1iiの哨力11 状机を比較したものである l吃 式切 削 で の チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 場 合 ， 切 ì~U 初 JDJ の摩花は小さいが， 切Jjlj JI 長 さ
1 4 m 1
、J
近 で 切 れ 刃 に 小 さ な チ ッ ピ ン グ が 生 じ ， 以 後 摩 粍 が 乞l、I W
した同一条 件 で の
2
度 に わ た る f写 実 験 に お い て も ， ほ ぼ 同 程 度 の 切 削 長 さ に お い て チ ッ ピ ン グ を 生 じ た . こ れ は ， 付 着 物 が 脱 均 年 す る と き 構 成 刃 先 の j易介 と 同 様 に 切 れ 刃 と 切 削 面 と の 間 に か み 込 ま れ ， 繰 り 返 し 衝 撃 力 と し て 作 川 す る こ と が 原 因 で あ る と 考 え ら れ る 切目JI油 を 用 い て 付 着 物 の 生 成 を 抑 制 す る と チ ッ ピ ン グ の 発 生 も な く ， 怨 定 し た 歯 車1 1 4
佃 分 の 切 削 に 相 当 す る 切 削 長 さ2 5 m
ま で 安 定 し た 切 削 を 行 う こ と が で き る [~O. 06の 丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 は 乾 式 お よ び 湿 式 切 削 の い ず れ に お い て も 短 い 切 削 長 さ で チ ッ ピ ン グ が 発 生 し ， 以 後 の 切 削 を 中 止 し た [~O. 06の 丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 は 付 先 物 が ほ と ん ど 発 生 し な い こ と と 湿 式 切 削 を 行 っ て も チ ッ ピ ン グ を 防 11:でき な か っ た こ と か ら ， チ ッ ピ ン グ の 発 生 原 凶 は 切jlj JI，時のノ〈ニシイ，='i川 に よ る 切 削 抵 抗 の 増 大 の た め で あ る と 考 え ら れ る . [~O. 03 の九ホーニン グの~令は 乾 式 切 断l
で は 切 削 長 さ2 0 m
で チ ッ ピ ン グ が 生 じ た た め そ の 後 の 切j J U
を1 '
11卜.した. こ の ホ ー ニ ン グ は 丸 み 半 径 が 小 さ い た め ， バ ニ シ 作 用 に 起 ￨ 大 ￨ す る 切 削 抵 抗 の 増 加 は 少 な く ， ま た 切
i
刊 油 斉 I j を 用 い て 付 着 物 の 生 成 を 抑 制 す る と チ ッ ピ ン グ が 発 生 し な く な る こ と か ら ， チ ッ ピ ン グ の 発 生 は チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 場 合 と 同 僚 に 付 着 物 の 脱 落 がl
京区!と考えられる1 0 5
』;吃式 一一一一ー混式 0.15
×チッピング発生
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国岳 民魁 阻
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SCM435(HB350) 0.05
25 15 20
10
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5ロ1
工具摩耗に及ぼす切れ刃ホーニング形状の影響
l 0 6
切削長さ
図
5
・13区
15
・1 4
は， 仁 記 の 切 削実験 で 用 い た 各C B N r
J~l の切rJ lj 後の切れメJ の 状 態 を示 し た も の で あ る . チャンファおよび [~O.0 3
の ホ ー ニ ン グ を 胞 し た .具 に よ る 氾 式 切 削 で は 歯 車I I4
イ￨自分イ: 1 1
、竹の切n
l J を し た に も か か わ ら ず， チ ッピ ン グ の 発 生 も な く ， ま た 摩 粍 もJ l f ' J i ?
に 小 さ い こ と が わ か る . し か し 他 の場 合 は 程 度 の差はあるが， い ず れ も チ ッ ピ ン グ が 発 / ドーし て い る図 5・
1 5
は 上 記実験 で 得 ら れ た 仕 上 げ ￨ 白 粗 さ の 変 化 を 比 11交 し た も の で あ る . 乾 式 切 削 で は ， い ず れ の 場 令 も 切I']IJ長さ が よ 刊 す と と も に し だ い に 中Ilく なる.特に [~O. 06の 丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 は ， 切' j i
リ 開 始 直 後 は 手1::'市にれらか な 面 が 得 ら れ て い る が ， チ ッ ピ ン グ の 発 生 と と も に 急激 に 粗 く な る . Ì-~II~ 式 切削では， RO. 06を 除 い て 切 削 開 始 か ら 終 了 ま で<ly Jμ m以 下 の 相 さ が 待 ら れ， 特 にRO . 0 3
の 丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 は 非 常 に 泊 ・ ら か で あ る . コ二只 摩 耗 も 十 分 小 さ い た め ， さ ら に 長 時 間 の 仕 上 げ 切 削 が 可 能 で あ る と 判 断 で き る文15 ・
1 6
は ， 上 記 湿 式 切 削 実 験 で 良 好 な 結 果 が 待 ら れ た ， チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ とRO . 0 3
の 丸 ホ ー ニ ン グ を 施 し た 工 具の切削前， 切目u長 さ5 m
お よ び2 5
m-切削後の切れ刃稜の粗さ形状と仕上 げ面相さの形状を対比して /J~l
た も の で あ る 工 具 切 れ 刃 稜 の 粗 さ は ， I~I 4 ・7の よ う に 工
J 4
す く い 耐 を す く い 角 だ け 傾 け て 切 削 11寺 と 同 じ 状 態 で 測 定 し た 図からわかるようにIl'a"具 の 切 削 前 の 切 れ 刃 稜 粗 さ は 同 程 度 で あ る 前 述 の よ う に い ず れ も に 共 摩 耗 は 小 さ く ， ホ ー ニ ン グ 形 状 に よ る 有 意差 は 認 め ら れ な か っ た が ，
I
ヌ￨よ り チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 切 れ 刃 稜 粗 さ の 増 加 は や や 大 き い こ と が わ か る . 特 に 切 削 初 期 に 大 き な 粗 さ の 増 加 が 見 ら れ ， そ の 後 の 変 化 は 少 な い . そ れ に 対 し て ， 丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 は 切 削 終 了 ま で 切 れ 刃 稜 の 形 状 変 化 は 少 な く， そ の 粗 さ は 小 さ い . こ の 理 由 と し て ， チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 場 令 ， 切 れ 刃 は 2平 面 が 交 わ っ て 形 成 さ れ，丸 ホ ー ニ ン グ の 場 合 よ り 鋭 利 で あ る た め ， マ イ ク ロ チ ッ ピ ン グ が 生 じ や す い こ と が 考 え ら れ る このため， 切 削 初 期 に 切 れ 刃 稜 形 状 の 変 化 が 大 き く 別 れ ， そ の 後 あ る 在 比 チ ッ ピ ン グ が 生 じ て 切 れ 刃 が 丸 み を 帯 び る と メ し ホ ー ニ ン グ の 場 千 ? と 同 級 に チ ッピ ン グ は 生 じ に く く な る . な お ， こ の チ ッ ピ ン グ は 数 μ m程 j交 の 大 き さ で じ 孔 桜 花107
，~之式切 J'JIJ
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Q 20m
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れいチ ャ ン フ ァ
(b l!W. 03丸
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(C)[~O.
0 6 J
し:すくい凶
B :
チ ャ ン フ ァ ホーニング部 8・:丸ホーニング部 C:逃げI[UCM435(1B350f ). lJ)l~ リ速度 j13m/min. 送りO.73mm/ rcv.切込みO.28mm
i~lI~ ;:.lωl'i Jl
Q 25m
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文15・l4 切れメjの出似状態
1 0 8
4.0 3.5 日 3.0
ミ土
ct:〉、 2.5
引J
T阻国で 2.0
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1.5 1.0 0.5
。
ホーニング形状
。
チャンファム RO.03丸 口 RO.06丸
乾式
‑ 湿 式
SCM435(HB350) 切 削 速 度113m/min，送り0.73mm/rev
‑ーひーーーー
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5 10 15 20 25 切削長さ m
図5・15 仕上げ面粗さの変化
1 0 9
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ト戸一‑
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…九...r--~""~ムーふ斗叫ぶぶぶ
切 削 前
切 削 前
吋 MhW? げ 山イ引物み
切削長さ5m
(a)チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ
s s
仕 上 げ 面
切削長さ5m
( b ) R O . 0 3
丸ホーニ、 、夕切削長さ25m
一一町、一…今附
切削長さ25m
SC~1435(HB350)，切削速度 113m/min ，送り O.73ml1l!rev ，切込み O. 28mm，湿式 O. lmm
L一一一一J
図5・16 仕上げ面粗さと工 具切 れ 刃 稜 粗 さ の 対 比
と し て 観 察 さ れ る ほ ど 大 き な も の で は な い . また，
I
ヌ ￨ か ら い ず れ の ホ ー ニ ング形状の場令もイ上卜.げ￨白粗さは切れメJ
稜 粗 さ と そ の 大 き さ お よ び 形 状 に お い て 非 常 に 似 て お り ， 切れメJ放中1 1
さ がl伝'1チ し て い る こ と が わ か る . した がって， 切れメJ
放のキIlさのよ目.1)JIIが 少 な い メLホ ー ニ ン グ の 場 介 が け‑jらかなイ1:l‑.げl(tIを 得 る こ と が で き る . こ の ぶ か ら も 丸 ホ ー ニ ン グ が 優 れ て い る と い える
I I I
5・6 結 Eコ
C B :'¥ホブによる'11脱 皮 肉 唱 の 社 仁 げ i刊 り に お け る WilJ(I中11さの改[!?を 11
￨ねとして， 切れメJ ホーニング形状の)~~ ~砕を剖べたキIJ~*， 抄 く の よ う な こ と が わ か っ た .
(1) 切れメ
J
にメLホ ー ニ ン グ を 施 す と ， ィ 、J‑~守物が /.1~ ) ぷ し に く く な る と と も に，メしみ ~tl) 逃げ 101 によるバニシ刻IJ * が JJIIわり仕上げ￨百I~;Ilさが 1 1;1 卜.する そ の刻~*はメしみ半絡が大きいほど向く， ま た 別 式 切 i'jlJを 行 う こ と に よ り さ ら にえJJ*
が￨布くなる( 2 )
ホーニングの、￨え径が0 . 0 6 m m
の よ う に 大 き い 場 介 は 比 較 的 短 い 切'jiリ￨印 刷 で チ ッ ピ ン グ が 発 性 す る . これはノ〈ニシ111:川 に よ る 大 き な 切 内JI低 抗 が 切 れメJ
に 作 川 す る た め と 与 え ら れ る .( 3 )
チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ お よ び 、 ド ? を0 . 0 3 m m
の メ し ホ ー ニ ン グ の 場 介 ;[之，式 切
i
刊 で は あ る 切i
判長さで，ィ、J‑打物の)悦将‑が}J;:i1大 ! と 考 え ら れ る チ ッ ピ ン グ が 発 生 す る しかし似式切i'jJIを 行 う と 切i
判 長 さ 25m(似定した￨省r ‑ l l l l 4
イIl，c切 削 )ま で チ ッ ピ ン グ の 発 生 も な く ， 良 好 な 仕 上 げ 凶i
が ね ら れ る .( 4 )
、￨三径0 . 0 3 m m
の 丸 ホ ー ニ ン グ を}j歯 し た 工 具 を 川 い た 制 式 切'jiUで は て 共摩 耗 は 小 さ く ， ま た チ ャ ン フ ァ ホ ー ニ ン グ の 場 令 よ り 切 れ 刃 稜 犯 さ の 榊 加 も 少 な い た め ， 仕 上 げ 而 机 さ も Ry