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切削と刃物の摩耗

切削とは切削工具(例えば刃物や研削具、研磨材など)を用い、半製品あるいは工作物の余計な部分を削り取って切りくずにすることを通じて、要求された幾何形状、サイズ、表面品質を持っている工作物を得る加工方法である。

切削加工過程では、刃物の摩耗は避けられない現象である。刃物の摩耗は正常的摩耗と非正常的磨耗の二つの種類に分けられる。

  1. 正常的摩耗:切削中に、刃物の刀面が加工表面などと接触し、強い摩擦の発生により、刀面が摩耗してしまうことである。この場合では、切削時間が長ければ長いほど、刃物の摩耗量は均一に増加するようになる。
  2. 非正常的摩耗:使用する前の刃物の破壊や使用中の刃物の破裂などのことである。

しかし、刃物の摩耗が速過ぎるまたは非正常的摩耗を発生する場合、加工品質を損ない、刃物の消耗を増やし、生産効率を下げ、加工コストを高めるという悪影響をもたらす。そのため、刃物の摩耗を分析することにより、合理的な切削加工方案を制定することを通じて、生産効率と部品の加工品質を向上させ、加工コストの降下に役立たせることができる。

画像引用元:https://baike.baidu.com/pic/%E5%88%87%E5%89%8A/371911/0/21a4462309f79052c488a43007f3d7ca7bcbd52d? fr=lemma&ct=single#aid=0&pic=21a4462309f79052c488a43007f3d7ca7bcbd52d

刃物の切削機能に影響する主な要素は刃物の幾何学的パラメータ(例えば後角、前角、主角、刃先円弧半径など)、刃物材料、切削時の各作業パラメータ、工作物の材料およびその機械的性能などである。その中で、工作物の材料は制御不可の要素に属する。

そのため、刃物の摩耗を減らすには、工作物の材料以外の要素を変更することで、刃物の摩耗形式と摩耗率をコントロールできる。例えば、工作物材料の熱処理状態を変え、機械的性質を変えることにより、刃物の摩耗に影響する。また、合理的な刃物材料と刃物の幾何学的パラメータを選び、刃物の摩耗も改善できる。さらに、加工する時、合理的な切削時の各作業パラメータを選択することにより、刃物の摩耗を減少させ、刃物の寿命を向上させることができる。

資料引用元:https://baike.baidu.com/item/%E5%88%87%E5%89%8A/371911?fr=aladdin

筆者:陸観鳳

2019年11月23日

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