∪.D.C.る21.941.25
自動ネジ切
り
専用機の試作と
その切削性能
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i≠ lun一汗hiSuzukj 内 容 梗 概 ガス配管1-H組､二′.継手--LongScrew の一都.iTlであるLSiのように複純な形状の上 比較的長い管用平 行ネジ那を持つ邪晶のネ㌻切削僅率の向上ほ,超硬バイトの活用による高速切削化と楳作のト`1動化を併 川して検測と操作の時間を極力省くことが必須条件であるし このため､l二廿動的に当該部首Jlをネジ切削す る取扱簡便な自動ネジ切り寺川機を試作した｡専用機の性格上荒削り,ネジ切りバイトに稚々改善を加 ニこ, 専用機を製作するための基礎的研削試蘭痩守った｡ この基礎資料により隼紺｢…した小一周機は,良好な成績をおさめることができたし ト 緒 言 旋削加工によるネジ切り作濃の日動化ほ仙!_二技術とし て比較的おくれている問題である｡しかるに故近国内, 国外の二,三のメーカーがカム駆動力式を 目1した日動 ネジ切り旋盤を完成し,ネジ切削技術ほ一段と能率化す るに至った｡その代表的な例にフランスのクリダソ社製 日動高速ネジ切り旋盤がある｡. 日立金属工 業 川工場で昆産しているガス西己管用可鍛 鋳鉄製組立継手JongScrew--の一部品であるLSiの 管用平行ネジ部の切削ほ,その形状よりダイヘッドなど をこよる切削が不可能であり,したがって従 業に煩っていたので,ほかのネジ切削作 その切削能率の向上は現下の急 』丘 Fl 通旋盤作 に比較して, とされていた｡このよ うな量産部品の旋削によるネジ切削の能率化を図るため には,超硬バイトの活用による高速切削と同時に作業の 自動化を図って検測と操作の時間を極力省き,実切潮時 問を短折することが特に必要である｡ このため本部晶の管用平行ネジ部の外径荒肖りり,およ びネジ切削を適凝的に,能 よく行う自動加工化を計画 し,取扱簡便なネジ切り専用機を試作した｡ 種々の制約を受け,また 使さを重視した結果,多くの 問題が残されていると思われるが,切削試験の紆呆は良 好な成績をおさめることができ,現在稼動中であるので, ここにl ｢司機の仕様･構造･特長などを組介し,あわせて 切削性能とt州別試験紙果を戟書するものである.2.加工製品の説明
硝軌跡鉄製ガス配矯朝潮手IJOngScrew川依り▲LS)-ほ特殊管継手の-▲掩であって,第1図に ホすようi･こLSi. LSo,LSnの二三吾描】の糾合せ継手であるこ R立金属 l二業株式会社深川 l二場 町立製作所川崎. [場 まj､三' 乙∫′-.** ∠∫ぷ 第11雪1ⅠノOng Screwおよびその各部晶 継手ほ称呼竿′七より2抜までの6桂 に分かれ,各部品 ほこの継手称呼より一一段上の寸法の管用平行ネジ されて組立てられ,その両端の継手称呼寸法の管周テー パネジにより一般ガス管に接続される｡ このテ一三音Ⅰ;品のうち,LSiは両端に管用テーパ雌ネジ部 と相ナー1の長さの管川平行ネジ部を有しており,本試験機 による切削対象は称呼1より2までのLSiの平行ネジ部 とした_.その主要寸法.機械的性質などを策1表に示し た.験機の仕様
改造旋盤 む仙回転数(_3変 製460】¶mスイング定形旋盤 二娼r)･515･700rpm 外径 荒肖りり匁物台移動量(最大) 外径荒削り現物台送り速度(一定) ネジ切f)児物f ｢移動【三1:(-･定ノ 110mm O.7mm/rev 70mm 加丁二 可能ネジ=数(一定)- 111tl/25.4mmにつき ネジ切りノミイト射込竃(漸進切込8l口†)0.4､0.02mm 主電動機 7.5HP4Pイプラッギソグリレー付) 冷却ボンフ =セ2号電動油ポソプ なお切矧j諸元を第2表にホすー109-‥-1004 昭和34年8ノ j 日 立 評 第1表 LSiの主要寸法および機械的性質 ＼で 附こべヾヾ でゝ 田
肝
u 田 /1 l †∵∴
Ⅶ
トー/ク
第41巻 第8一弓 †r 1･材矧土熟L､可鍛鋳鉄JISG5701FCMB28 2.機械的性質ほつぎによる 引航強さ:28kg･′mm望以仁 伸び:5%上‖ 曲げ角度≧90こ 掛隻:ⅠIR120 第2表 試作機の切削諸元 3･ネジ形状およぴネジ郎精度ほJISBO203(管用ネジ〉による 4･な一日,架晶1鮮千ほ､†ISB2301(可鰐鋳鉄製符節千･に準ずる 1′′LSi l叛''LSi ltノち''l.Si 2′′LSi ジ 700 700 515 380 44 45 56 584.試作機の特長
旋盤加工でネジ切肖りを行う場合,その作業時間は親ネ 転 瑚 呟で決定される｡通常ネジの切削ほ,荒削り 加工完了後,ネジ切りバイトに数回の漸進切り込みなら びに後退の動作を与え,かつ往復台を左右に移動させて 加工するので,ネジ長さの比較的短いものでは拭作時間 ほ全作 作 な ､勺ノ 時間の40%以上をも占める｡したがってこのよ いては画期的な能率向上ほ望めず,ま た高速化も前述の動作が手動である限り, てほなはだ困難である｡ 問題とし ここにネジの長さが60∼70mm程度の比較的短いも のについて考えれば,ネジ切りバイト匁物台に漸進切り 込み,後退,送りの自動運動機群を設け,主軸に対し匁物 に一定の軌跡を描かせ,さらに主軸を高速化すれi･まネジ 切削時間の短縮と自動化が同 な機番 に可能になる｡このよう には精度の高いカムを用いるのが一つの賢明な方 法である｡今回試作した自動ネジ切り専用機の特長を次 に示す｡ んlカム機構による自動サイクル 本機ほ親ネジを用いることなく,4個のカムを組合せ た機構によって構成され,起動ボタンを押せば自動的に 荒削り加工が開始し,この行程終了後引続いてネジ切り バイトを8同自動サイクルさせて切削を完了する∴.完 7 第2図 改造前の標準旋盤 第3岡 改造後の自動ネジ切り専用機 後ほ匁物台を一定位置に復帰させて日動停止する｡ ん2 操作の簡易性 テイルストリグ･スリーブのH入,歯車箱内部の自動 クラッチの切換えは圧縮空気を川いるので,操作と保守 が簡単である｡舞2図ほ改造前の旋盤,弟3図は日動ネ ジ切り二執刀機に改造機の外観を示す｡切 ジ ネ 動 い甘用
機
の試
作
と そ の 切削
わ′=け再.試作機サ1 二要機構図 〆 J∠フ JJJ∠フ .光り 第5閣 荒削りカム曲線展開図5.試作校の構造
5.1主軸の高速化 自動ネジ切り専用機に改造した 触ほ,東京瓦斯電製 460mm完…形旋盤で主軸の北高回転数は 450rpmであ る｡被加工物LSiの再二径は最小40mmゥ)であるから,こ のままでは 硬バイトの活用による十分な高速切肖りほ望 めない｡したが〔て遊休旋焼の改造主眼ぷ凍主軸の高速 化と,それに伴うメタルの焼付防止に 置き, iこ軸速度ほ現 当大の機構を考えて政商700rplllにスピードアップした｡ 主軸軸受は高鉛メタルを採用し摩耗と精度低下を防止 し,かつ長時間の運転に耐えるために弧制潤滑 置を 三ナし 正又 了崖Lた｡二i三軸軸受の温度上昇は2帖間連続運転後で前部 で300C,後部で14PC以 卜であったっ_,エプロン,サドル, テイルストック,ネジ切り用チェンジギヤなどほ全部除 去L-て新しく設計,■製作したネジ切り装置を取付けた｡ 5.2 ネジ切り装置の構造と運動 本機の主要機構の概略を弟4図にホす. 5.2.1荒削り切削 ㊤荒削りカムの展開阿を舞5図にホす.,カムほ360 度回転してバイトの早 り,荒肖りり,十11･もどりの各行 程を完了する｡(宮荒削りバイトほ呵荒潮りの匁物台 に収付ける｡匁物台ほ2本の④ガイドバーに適合支持 され主軸中心線に沿′1て往復運動する｡電動機起動と 同時に㊥電磁バノtブ,@ェアシリンダが作動し.,句幽 車と⑨自動クラッチが噛介い荒削りカム軸の(動幽申か 回転し荒瀞川が開始される｡加工完了後@スイッチが性能
第7間 切り込み･逃げカムの形状 1005 作動しネジ切削に移る｡ (a)送り機構 ⑭送りカム,⑯作動カムの展開図を葬る図に示す｡ 送りカムは次のように製作されている｡ P l エ Ⅳ ここに P: エ: 1 .＼･-被加工物のピッチ カムのリード 主軸速度と送りカム軸の減速比 (Ⅳほ整数) 匁物台の往復移動量は葬る図のHで決定されるし〕完 全なネジを切削するには,毎回のバイトの切り込み位 置が前行樺の切り込み位置に完全に合致する必要があ り,したがってⅣを廣数にする｡この条件を満せば回 転比を適当に変えるだけでいかなるピッチのネジも切 削が可能になる｡ (b)漸進切i)込み･後退装置 ネジ切りバイトは1行程ごとに一切り込みを深くする 必要がある漸進切り込みぶと卯削回数が自由に選定で きる機構であれば汎用性があるが,被加工物が一定の 場合にほ,あらかじめ切削試験を実施しで切り込み条 什を決定し.ておくと機構が簡単になる｡切靴拭鹸の結 果8｢叫漸進切り込み(0.43--0.3-0.25-0.2-0.15-0.1-0.05一 (H)2mm)が適当であるとされたので,第7図に示す ㊥切り込み=逃げカムを 作した｡バイトの漸進切リ 込み,逃げの切り替えは⑲作動カム(第d図)の街程S で㊥カムに取り付けた歯数16枚の㊨ラチェットホイ ールを1駒(22030′)ずつ送って行う｡1006 昭和34年8月 八イト切り込み量 班別面積 斬買動力(入刀) ∠ マ イ しナ ヾ ネジ刀回数 口H 第8図 ネジ切り込み同数一切り込入量･切削面硫･ 所要動力の関係 テナソク 被 l 加工物 バイト軌跡 第9図 ネジ切りバイトの軌跡 第10図 刃物台付近の外観 弟7図のA点ほ初回切り込み,B点ほ初回切削の逃 げ,C点ほ第2回漸進切り込み位置を示す｡以上の動 作を8回線返してネジ切削を完了すると⑭スイッチが 働いて急停止し,機械ほ始動前の状態に復帰するし ネ ジ切削中のバイト切り込み最,切削面積,所要馬 力の 関係を弟8図に,バイトの軌跡を第9図に示す｡ 匁物台の前後方向の⑯スライドは⑯バネで,㊥友持 板,@カムローラを介して⑯切り込み-逃げカムに 圧 し,送り方向のスライド㊥は㊨エアシリンダで 評 人削 第41巻 第8号 弟11†文1送り･作動カム取付けの外観 卸サポート,･努)ローラを介して豆≠､)送りカムに圧着し ている.スライドはいずれもローラガイドトを摺動す る 第】0,11図に匁物台トj`近および送り.作動カム耽 什の外観をホす∴
d.切削工具の改善
る.】荒削リバイト 荒削工程に引き続くネジ切り工程は,日動 続切り込 みにより行われるため,双物台への荒削りバイトの取付 け 整および加工途中における寸法調節i･ま非常に困難で ある｡加うるに工具交換時間をできうる限り節減する目 的のため荒削りバイトは取付け前に一定寸法に微動調整 のできるチップブレードクランプ式ツールホルダを採用 した｡ツールホルダの調節は,あらかじめ各被切削品称 呼に応じて寸法調節せる調整用治具にツールホルダをお さめ,ブレード止めネジによりチップブレードの出入 を調整し一定寸法として保管する｡作業に しては,こ のホルダを荒削り匁物台に挿入し,そのまま簡単にク ランプすれば荒削りバイトの取付は完了するようにし た｡このため取付け完了後は調盤を行わずにただちに加 工行程に移ることができ,従前長時間を要した荒削りバ イトの交換時問を兢以下にも 縮することができ,本機 の稼動効率の向上に益するところ大であったっ これ･らを 第12∼14図i･こ示す｡ る.2 ネジ切リバイト 普通管用ネジ 削を行う場合は一般のネジバイトによ り数回の切り込みを行って荒ネジ切りを行ったのち1､ 2同チェザなどで仕上げネジ切りを行ってネジ面を仕上 げるのが常であるが,このチェザなどの材質ほ普通SKS, SKH材であるため切肖Ij速度におのずから制限を受ける 上,これらの工具操作の繁雑さも加わ/1てその切削能率 ほ非常に低下せぎるを得ないこ.日動ネ ジ切
り寺川機の試作とその切肖1い性能
1007 第3表 バ イト 研 削 諸 条 件 研 削 法 修 正 研 削 荒 研 削 仕 上 研 削 ラ ッ ピ ン グ 目 立両頭研摩盤 Lト立超鰊ノミイト研削盤 =_Jと超健バイト研削盤 ハ ソド ラ ッ ピン グ し二KBT-8) しGT-1) 第121夏1チッナ･ブレード･クランプぺ ツールホルダ岬の寸扶 研 削 砥 石 雛13図 チップブレード･クランプ式ツールホルダ ∠ l//≠ガ山調整 †〒
四ぐ＼l ′ -/ノ･♂ ///////r//////ン′ノ/ノ///∵////////ンソ∵//∴////∵ノ∵ 帽スッ 第14図 荒削りバイト微動調整牒わ■台具 本機における超硬工具の全面的活用による 度切削 化と自動化の併用という最終目標を考慮して,ネジ切削 は高速切削状態にて単純な8回の漸進切り込み,逃げの 操作を繰返すのみにて完了するように設計されている が,このため総形超硬ネジバイトを設計,製作して所期 の目的を達成することができた｡これらのバイトは特殊 研削速度(m′/`min) 四 '蕊∴享:･二iゴミr † ⊂b l ♂ 一′〟｣
グ山ノ(イト J山バイト 乾研削 精製軽油 精製軽油 精製軽油 第15図 総型超硬ネジ切りバイトの寸法 第16岡 超硬ネジ切りバイト 形チップ粗材を所定のシャンクに蝋付けしたあと,弟3 表のように諸条件で研削成型を行って製作したこ 舞15, 1引図ほネジバイトを示す｡また日立超硬バイト研削態に 取り付けたダイヤモンドホイールにての超硬ネジバイト 研削の状態を策け図に示した｡7.機構の鳶察とその性能
7.1カム機構の芳容 主軸からカム軸まで正確な同転運動が伝達されている1008 昭和34年8月 日 立 第17圃 総型超硬ネジ切りノミイト研削中の 日て■工超硬バイト研削億 ウ∠ 〔∠ 伽ハU 〃 芸癖盟豊永 -一兵子方向 第18図l二送〔カ∴精度および被削部品のネ ジピ､ソチ誤差 場合はカムでネジ切削しても被加工物のピッチ誤差が多 くなるとは思われない｡しかしカムでネジを切削した場 合ほわずかな回転誤差すなわち角速度の変化が生じても カムのリードが親ネジに比 して十数倍であるので,被
加工物のピッチ精度に及ぼす影響は大である｡したがっ
て伝導機構の歯車製作誤差.送り びなどほ極力除かねばならなぃ｡ の振れ, 結 の 遊 しかし改造旋盤は親ネジで切削するように設計されて いるので,剛性不足による被加工物のピッチ誤差とばら つきが,ある程度大となるのは免れない｡したがってこ れらの影響を極力さけるために歯車列を減じ,送り棒の 剛性を増大し,また主要伝導歯串はすべて一級の歯研削 を施し,できうる限り誤差を除去するよう努めた｡ 7･2 送リカム精度と加工品精度 送りカムは親ネジに相当するから高精度忙加工する必 要がある｡送りカムほS45Cを高周波焼入し(HR｡55), カム傾斜面を特殊研削装置で加工したのちラッピング仕上した｡参考までに送りカム精度を第18図に示し,ネ
ジ切削したLSiの集積ピッチ誤差の一例を併記する｡ 7.3 試作検の切削性能 試作機が構造の簡易化および自動化を目標として設 計,製作されたためその操作性においてすぐれているこ とは前述したが,加工能率および加工品精度の向上にも 見るべきものがあった｡すなわち当然のことながら本専 用機の作 者ほ本機の操作のほかにさらにもう一台の日 動機の操作を受i･ナ持ち, 容易に 一･まカ の 製晶の 加工能 向 評 ｢′＼ ■ 第41巻 第8号 第4表 試作専用機の加工能率 ト→∠エ参考ヒして信正工法(旋盤作業)1二倍≦ ㌍工芸石動径を憫記した (ぢ∈)抑"昼腫 ∼J′7 j Jう7 ∂■♂･仰///プ/j〟ノ∫/∫ノ'7/グ試料番号 第191宝J被削■製点のネジ有効径の一一例(2Ⅰ.Si.) ､ -､ 】 十 弟友 l 1 (臣卓)喫堅㌻霊長史蝋 /?∫ イ ∫ ♂ 7 ♂ ♂/β///∼/J 試料番弓 第20国 被別製ぷ-のネジ外径真円･円筒度の一例 (2LSi) 上にも益することができるとともに,ネジ切り操作の漸 進切り込み中疲労,不注意より生ずる誤 や目盛の読み 違えなどよりくる加工製品精度のばらつき,ネジ切りバ イトの損傷ほ激減した｡ 7,3.1加工能率の向上 本機の操作性の向上,自動化と高速切削化よりくる 加工能 の向上を弟4表に示す｡表より明らかなよ うに旧旋盤加工iこ比し200%の能率向上となってい る｡ 7.3.2 加工製品の精度 (a)ネジ有効径 加工製品2LSiのネジ有効径測定の一例を弟19図 に示す｡図申･こは参考として旧旋盤加工による測定結 果をも併記した｡固より明らかなように精度はばらつ き兢以下に向上していることがわかる｡ (b)ネジ外径の真円および円筒度 加工ネジ外径の真円および円筒度の一例を第20国に示す｡ここに真円度ほlXトYilの最大値,円筒度は
自動ネ ジ切 り
専用機の
試作
と そ の切削性能
1009 ⅩiまたほYiの最人値と最小値の差のうち大なるほう をもって わしている｡ 乱荒削り,ネジ切リバイトによる切削試験
可鍛鋳鉄の荒削り,ネジ切りにおける超硬合 の比較,検討の問題iこ対してほ,｢｢具,切肖り の損傷 条件のい ろいろ組合わされた実験を行い,その川関関係において 損傷条件の決定を行うのが門 撼柑勺ではあるが,周知のと おり切削に関与する閃千は多稽多 であって単純な決定 ほ閃難かつ無意味であり,放終的には個々の実状に応じ た最適条作および具体的改二肯案を求めるための指針とし ては工具双発の損傷形態を忠実に観察することより結論 することが最良の方法である｡ さて本試作機のような∩動専用機における切削試験に おいては試作試験より定められた設計仕様から機械よF) くる切削条件ほおのずから限定されているので,試験を 紙間 ため,工具の幾何学的形状は一応原則的な数 ■値に従い,バイ=軌 硬合金材穫の撰定を主眼とL-て行 い,これによって本尊用機における最適作業条件および 可鍛鋳鉄の切肖Ilにおける一般作業条件に対する参考質料 之することにした｡ 8.1実験方法 8.1.】切削試験 本試験機は日動専用機であるためバイト切削試験も 日常の 用条件を重んずるよう実 作業に準じて行っ た｡すなわち本機に普通の作業状態と同じ条件にて被 削材1LSi籾.材を取付け,荒削り,ネジ切りバイトに よって管用平行ネジ部の荒削り,ネジ切りを行いその 工具損傷の結果を検討した｡ 8.1.2 実験用バイト (a)荒削りバイト Gl,G2,Slの三種の 硬合金材種のチップブレード を作成し,クランプツールホルダ(弟12,13図参照) に挿入して,寸法調整後 鹸用荒削りバイトを作 た｡ (b)ネジ切りバイト G2,Sl,S2の三種の超硬合金材種のネジ切りバイト 用チップをシャンクに蝋付けし前記のようなネジ切り バイトを作成し(弟15,1る図参照),試験用ネジ切り ノミイトとした｡これら/ミイトの研削はすべて弟3表に よった｡ -臥1.3 切削条件 切削諸元ほ,被試験機が自動専用機であるため,被 削材が定まればおのずから決定し,策5表のとおりで ある｡ J8.】.4 エ具損傷の測定方法 切削下における超硬合金の損傷原因には切匁部の 第5裏 切削試験切削条件 拝:矧帥･丈乾切削とする 橘淡面磨綻 掬面磨耗 たた､し レβ=先端最大磨耗 レ′βニ可t杓磨耗 レβ:鰯兄磨耗 第21図 チップ摩耗量測定位置 ■レ山'｡切肖り慣故味切印J忌冨
〒ッフ新種部位′わ /〃 プ♂♂ J♂♂ 切削停止時に おけるくぼ立 摩耗の状況 7√ ∬ ∠2√ β/ 掬 面 /左フ∫/リブ1-･逮伽∬
〟ルJ〝■■適㌣憫
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損 横 逃 面 レβ=♂ノメ レβ′≒久封 レβ±β/7 腔仁仇訂十
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レ汐呈βプ7 β7 掬 面 〟∬ズ2∼ア ･或ガ丸け7 /J汐ズZ〟 スガズ2イ/ 欠＼′ 凋 〝7=♂∠グ 横 逃 面 t侶ごβ♂♂ リノ㌢=♂〟｢
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欠撰 β/ 掬 面 β〃7′り冗,.云ニー･紆爛
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ピ タ (チップ材瞳 Gl) 第22図 荒削りバイトの横逃面･掬面の摩耗進行状況 硬合金が′J＼片と成って欠けるいわゆる広義のチッピソ グ現象と高温,高圧下で擦過する切屑と超硬合金間に 起る接着現象とがあって,この両者によって種々の損 傷瞳煩が現われるが,これらは双先各部に対し主とし て横逃げ面 末毛,掬面摩耗および各部のチッビングと して表われる,このため次の事項を切削試放下におけ1010 昭和34年8月 ■J爪切削個数
チッネ弼喝欝
∼言様血巨佗ノわ) ./7♂♂ J柑 J♂♂ 切削停止時におけるくぼ抜 摩麓の状況 7√ ′甘 〟∫ // 掬 面 て(フJ人`∴ポ .･二Jこ7∫∠:ノア √てガ.l■ノカ 〝7壱β// ン7クγ〃て 田 ■ /ノ■∫∫♂ガ 野■■･r･こ.･ 横 逃 面 こ′β′=β♂∫ 1/βノ'=J/'′/｢
レ■β=♂′し1 Lβ=■J_ユ‥ レ甘=ク〟∵
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チッピンク､､ ｢チ･ノフ棍棒 G2ノ 第23図 荒削りバイトの横逃簡･掬再】の摩耗進行状況 チップ材極 Gl 掬面摩耗 横逃面摩耗 ニ/ゝ ii日月 第41巻 第8号.重奏=･■ま妻
ヰイ稽て瓜･/ /'ク♂ 謝 誹 t刀削停止時に J;Eナるくぼふ 摩耗の状況 :ア∫ げ エア∫ ∫′/ 梓l 面 ■ ′_′サニノ′ノ.▼∴ 〟7壱βJ㌘膨狩野
∴ 逃 面 レ署=戊〟 レ官=仇灯 レβ三♂』 〟′.レ甘′=♂〝 =βゼ♂ ∫⊆戎Jク ∫/ 欄 面 ･シ ′ ノ 拾β(汐 /l′ ′′● 1i･ ニーF㌢フ形
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横 迷 面 レβ′二β// レβ′=d〟' レβ=♂ノ材 β=α〟 ′′=♂J♂ β′′=山村 レ`ゝ♂J汐 ∫7 掬 面 〝r二αど ′_ん′ ノ`プニ′!よ. ▲11■′ノ `㌢7帯グ 模 逃 面 L′β=♂〟 レβ=戊ノ♂ レ署=βノぴヂ`朝′プア
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･チップ材穐 Sl) 第24図 荒削りバイトの横逃而･掬而の摩耗進行状況 第25岡 荒押=)バイトの構逃帆 掬両摩耗の形状 るバイト匁先の観察の主対象とした (a)横逃南 平均値｡ 耗の進行状況および摩耗樟幅の殻大, (b)掬面摩某毛の 行状況およびそのくぼみ深さ｡ (c)これらに付随して生起するチッビング.⊃ 第6表 荒削バイトの掬動くばみ探さ チップ材種 Gl G3 Sl 掬面くぼみ探さ(KT)mm 欠損 欠損 0.22 欠損 0.24 0.11 0.14 0.17 0.20 0.16 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 (d)被削材のバイト匁先への 状況｡ なお摩耗状況および摩耗帯などの観察,測定にはす べて工具顕微鐘と万能投影器(日本光学×20およぴ× 50)を使mした｡ただくぼみ深さの測定にほチップを 弟21図のAB線まで研削追込みその最探部を測定し自動ネ
ジ切 り専用機の
作と
その切削性能
1011 ● ､ヽ 正味t刀別田問(加〝) (毎三(聖)璧城喝旧讃撃 姶261賀l荒削りバイトの構逃面摩耗幅 KTの数値とした.二 8.2 実験結果 8.2.1荒削リバイト試験 (1)横逃面および掬面摩耗の形状とその進行状況 荒削りバイトの偵逃面摩耗および掬面摩耗の形状と その進行状況は弟22､24囲および弟25図に示す｡ 国中書､㌧色塊状の物はチップへの 着物を示し,赤色は 掬向くぼみ摩耗および横逃げ向摩耗を示す｡ (2)柄逃面雌矧削VB,VB′,VBり)と掬折目 ばみ摩耗慄さ(KT) 弟22､24図より横逃涌摩耗幅VB,VB′,VBり 中の最大値および掬面くぼみ探さKTの伯を表示すれ ば舞2d図および葬る表のとおりになるこ･ 8.2.2 ネジ切リバイト (1)械逃両および掬面 ネジ切りバイトの横逃両 耗の形状とその進行状況 耗および掬面摩耗の形状 とその進行状況を帯27∼29図および弗30図に示す｡ (2)横逃面摩耗幅(VB,VB′,VB′′) 第27､29図より横逃両 幅VB,VB′,VB′′ 中の最大値を表示すれば弟31図のようになる,なお 掬面くぼみ摩耗はネジ切りバイトにては考 する必要 がないと思われる程度であるのでくぼみ深さの観察は 除外した.こ. 8.2.3 結果の検 (1)荒削りバイ1､切削 本試験において,横逃面 ∼24図より明らかなように, 鮫 某毛帯の形状としては第22 一般にノーズi■吊の最大伴 〕詫(VB′)ははとんど認められず,平均摩耗樟(VB) に続いてほぼ切り込み㌻如こ相当したバイト位昔引こ境界 ノ仰 ∠ミ〝 lW嘉･ソ孟先さ謂-
(7J) (甘) (〝∫) β∠ 掬 面 ∠ニ ■■ 〝琶 キー慧l 横 逃 面 レ餅瑚用 レ省一三β♂♂ ≠ レ署=β品7 レβ=蔚7 レβ=β// ･上膚=βノ攣 βZ 掬 面 ノ` .J ･吏′♪■`礪 l 横 逃 面 レβ=♂(び チッビング レ甥=β// レβ=β〝 チッビング β∠ 掬 面 . も. .一也･t 構 運 面 レ甥ノ=β〟 レ慣らβフV レβ宝β戯7 l/β=』♂J レ′β=戊/♂ レ甥ニβノ甘 ∴/ 掬 面 l′･′･け 息 ＼.★ 横 逃 面 レβ′=β〃 レ甥′=仇御 レβ'=a.〃 レ省=♂〝β レ甥三♂/J レβ=♂/√ βZ 掬 面 戒l■'初喫
p 横 逃 面 レβ三d♂/ レ甥ノ=♂♂♂ レ甘′ニβム7 ∨β=♂〟㌣
レβこβノ甘 レβ=β〟 けソ`_7 材挿 G2) 27図 ネジ切りバイトの桃逃面･掬面の摩耗進行状況 摩耗(VB′′)が現われたので,横逃面 いてほ最終的にこの境界 の観察にお 耗を問題とした｡実験の結 果ほG穐系のものよりS種系のほうがVB′′は大きく われている｡これは本機においては送り量が割合に 大であり,そのため切削中に主切双部に細いチッピソ グが生じやすく,主としてこのチッビングによって横 逃面摩耗が進行するためにこの現象の生起しやすいS 種系チップのはうが大きく影響を受け, って =丁 耗が大とな われるものと思われる｡このことほ実験途中の 短い間隔のバイト摩耗の進行途上において明らかに認 められた｡ しかし荒削りバイトについての横逃面摩耗として考 えれば,両種ともにこの程度の摩耗ではまだ限界 末毛 卦こ達したと考えられず,ただG種系のほうがややま さるという程度であり,バイトの再研削における経済 性の点についても大差は認められない｡ しかし→プブ掬面くぼみ 耗を比較すると,この両瞳1012 昭和34年8月 日 立 評 1&切削個数 味切削(個 /〟 ク♂♂ 動7
芸､ソ完
売郡買
r7J) (〝) (∠Z∫ノ J/ 掬 面 ー 霊 ヽ l 横 十 面 レ署=β〝ト レ署′=♂Z♂ レβ=β// レ甥′ニ♂ガ リ=♂/♂ J/ 掬 面 ▲′11 よ′ 田 横 逃 面 レβ=♂// レβ=♂〟 レ署′=β之r =βノけ J/ 掬 面 と一 g･ f 一 ぞ′ 暮 l 積 逝 面 レβ=β;り レβ=βZ♂ レ甥′=βa9 =♂gJ J/ 掬 面 払 i さ` 李 1 構 逃 面 レ署=♂八タ ′コ1;こl〟 レβ′=戊g/ レ=♂/∫ レ甘■=βガ■ レβ=β/甘 ∫/ 掬 面 餌/V P 横 逃 面 し債=βプア レβ=βフ7 レβゝβガ レ省=♂プ7 (チップ材佐 Sl) 第28図 ネジ切りバイトの横逃面･掬面の摩 進行状況 間にほ相当の差が生ずる｡一般に可鍛鋳金知･ま被削材と しては 鉄の分類中にあり鋳鉄としての加工条件など を与えられるのが常であるが,本 実二 においてほ囲よ り明らかなようにG種系チップにおいては予想以上に 被削材の掬面への熔着は激しく, 読切削中和当激し い着脱が行われていることがわかる｡このためこの熔 着物におおわれた掬両には相当のくぼみ が生起し ていることは明らかであって,特にGl種にてほ最も ほなはだしく現われ,正味切削時間15分くらいでくぼ み深さほ0･3をこえるものが普通で,広範囲に複雑な 形状のくぼみ 耗が現われるので匁先部分が非常に弱 化する｡このことは実験結果の大部分が正味切削時間 15分くらいの終期欠損形であるのを見てもわかる｡ もちろんこれらに対してS憧系は良好であるのほ当 然で,0･01∼0.02程度なだらかにくぼみ摩 を成して いるに過ぎず,掬面への被削材の熔着もほとんど認め られない｡ 第41巻 第8号 /♂♂ ク♂β J視7 チッフ材題`部佃爪わ (7J) (/√ノ (J㌘J) J∠ 掬 面 j■′. 横 逃 面 レβ=βん7 レβ′=仇〃F適=川
レ郵相∬ J2 掬 面 き 横 逃 面 レβ=β∠り 帽乍払方 こ_二■ ■ レ甥ゝ♂∠だ Jご 掬 面 構 逃 面 レβ′=β/び レ甥′=戊∠攣 レβノ=仇紺■ レβ=β♂♂ β=♂/J β=♂〝 占'2 掬 函 ∨′ ノγ 積 逃 面 レβ′=♂ガ l/β′=〟ノ′ レ署′=βご7 レβ=β/♂ /βニ♂/♂ 腔㌢=♂/♂ JZ 梼 面 叫/′ ■メ′ 横 レ甥′=♂/7躇=♂/♂ l/β′=仇だレβ=βg/ L/β=♂且レ汐′=払財 送 面｢
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(チ･ノブ材櫨 S2) 第29図 ネジ切りバイトの横逃面･掬面の摩耗進行状況 第30図 ネジ切りバイトの横逃面･掬面摩耗の形状 本荒肖りりバイトの構造上 掬面に大きなくぼみ摩 の出現することは強度上からも,再研削上からも好ま しくなく,チップブレード再研削寿命に非常な影響を 与えるのでチップ材質の決定はこの掬面摩耗の点よりジ 切 り
専用
機の
(雲こ(聖)竺ぜ嘩旧表彗
:こ ･∵▲.- .､ニJ 正味班別層問(加) 第31図 ネジ切りバトイの供逃面摩耗幅 決定することとし,S種系のほうが良好であるという 諭とした｡ (2)ネジ切りノミイト班別試廟 墳逃面 耗帯の形状はノーズ部の最大摩耗(VB′) に引続いて平均 耗帯(VB)が現われる一般的なものが大部分で,時に流れ型のものも認められた｡このた
め横逃面 耗の観察においてはノーズ部の最大摩耗を 問題とした｡ 結果より明らかなようにS桂系のほうが VB′ほ小 である｡ネジ切りバイト匁先の単独強度および再研削 の経済性という点での限界 L.ているとは 考えられない程度と思われるが,G托系チップにては 加工個数200個をこえると切削ネジ部 iJ 法が,ネジゲ ージに対して,異常を生ずる加工品が出現L始めるこ へ へ ′-1ノ∼ノ.､〉＼く/ノ＼.､ノ√＼′.㌧/t､′.､ノ′･← 日立
評
論
作
と そ の 切削性能
1013 とと,この摩耗のため逃角が減少Lて異常の切削力が 匁先iこ加わるための双発部の損傷の危険を考え,この 段階ではS桂系の優位を結論したい｡ 掬面においての被削材の熔着現象ほやほりG瞳では 相当激しいが,ネジ切りバイトの性格上,切り込み量が 小さいため一度熔 すj一りt ばそれ以 徽 ユよまな まだ し 膚 脱ほ認められない｡このためくぼみ摩耗はほとんど認 められなかったので問題としないことにした｡なお漸 進切り込みを4匝lくらいに減少し,最大切り込み量を 0.8ぐらいに上げた 作試験中にほG種系チップでほ 匁先端に相当のくぼみ摩耗が認められたことがある｡9.結
以上のように,試作専用機の構造,特長などについて 概略を述べるとともに,その基礎的切削試験を行い荒削 り,ネジ切りバイト用チップ材樺を検討した結果を紹介 したが,本機は旋盤を改造して行った実肝専川化であっ たため程々の制限を受け,構造についてもまだ検討の余 地が数多く残されている｡各種カム機構,耐久性,およ び精度保持の問題は特に今後に残された難問題とされて おり,今後特に注視,攻苔を行う必要があるものと思わ れる｡ 終りに当り,本j 作機の特殊性桁_上､設計,製作およ び各種試験に関Lて終始御指導を賜わった日立製作所川 嶋工場の花脚部長,日立金属工業株式会社深川工場の中 野前工場長,渡遡工場長を始め関係芥位に対して特に感 謝の意を表する次第である､二 参 考 文 献 (1)TriggerChao二J.S.M.E.60,1,119りuly1956) (2)長富,大草:機械学会誌る2,183川∃33-2)別冊No･31
絶縁材料特集号第2集
◎ポリ エ チ レ ン の 放 射 線 加 工 ◎電線被覆材料としてのポリプロビレンの特性 ◎電 気 絶 縁 塗 料 の 耐 ア ーク 性 ◎電気絶縁用液状ポリエステル樹狙｢ポリセッ ト PS202｣について ◎不飽和ポリエステル樹脂による過信ケーブル のガス隔壁に関する研究 ◎ポリエステル樹脂の電気的性質ならびに吸湿 特性に及ばす充てん剤の影響 発 行所 取 次 店 日 立 評 論 社 株式会社オーム社盲引古 ◎電 線 用 高 分 子 材料 の耐薬品性 ◎電力ケーブル用絶縁紙の電子顕微鏡的研究 ◎気中放置による合成樹脂積層板の沿層絶縁抵 抗 ◎テトロン布基材フェノール樹脂積層板の特性 ◎印刷回路用紙基材フェノール樹脂積層板の特 性 ◎ガラス布基本'ヒタフラン桁層板の特性 ◎フェノール樹脂成型材料 CP-68N の特性 東京都千代田区九ノ内1丁目4番地 東京都千代田区神田錦町3丁目1番地 振替日坐東京71824番 振替日坐東京20018番 〉 ′b′WGら日
