機械加工における部品の旋削により発生する切りくずの特性解析

機械加工の分野では、部品の旋削加工に伴い、切りくずが発生することがよくあります。これらの切りくずは加工効率に影響を与えるだけでなく、加工面の品質や切削工具の耐久性にも直接影響します。今回は部品の旋削加工時に発生する切りくずの特徴について掘り下げていきます。
1、切りくずの種類とその発生条件
部品の旋削加工では、切りくずの形態的特徴に応じて、帯状切りくず、結節状切りくず、粒状切りくず、破砕切りくずの4つに分類できます。
帯状切りくず: 切りくずは連続した帯状またはスパイラル状を呈し、表面は比較的滑らかで、切削プロセスはスムーズで、切削力の変動は小さくなります。帯状の切りくずを形成するための主な条件は、高い切削速度、薄い切削厚さ、被削材の良好な塑性、および大きな工具すくい角です。このチップ形態は、加工効率の向上と表面粗さの低減に非常に有利です。
分断されたチップ：チップは連続しているように見えますが、上面と両面に亀裂があり、下層がつながっています。分断切りくずの発生条件は、切削速度が遅い、切削厚さが大きい、被削材の塑性が良い、工具すくい角が小さいなどです。リボンチップに比べて切粉状の切粉は切削抵抗の変動が大きく、加工後の切粉の表面粗さも劣ります。
粒状切りくず：最終切削面全体にかかるせん断応力が被削材の破壊強度に達し、切りくずの断面に亀裂が入り込み、分離した粒子として現れる切りくずです。粒状の切りくずは比較的まれで、通常、すくい角の小さな工具を使用して粗粒金属を低速で切削するときに発生します。
切りくずの細分化：脆性金属を切断する際、ワークの塑性変形が極めて小さいため、切りくずの形状や形状が不規則になります。切削層材料は、弾性変形状態または小さな塑性変形を経た後、内部応力が材料の破壊強度に達し、チップ化する。切りくずの細分化は、加工中の面粗さと工具の耐久性に悪影響を及ぼします。
2、切りくず変形に影響を与える要因
切りくずの変形の程度は、被削材の強度、硬度、塑性、工具すくい角の大きさ、切削速度、切削厚さ、切削液の使用などのさまざまな要因に影響されます。切りくず変形に対するこれらの要因の影響を理解することは、切削条件を最適化し、加工品質を向上させるのに役立ちます。
3、切削条件を最適化し、切りくずによる加工への影響を低減
切削条件を調整することで、種類の異なる切りくずによる加工への影響を軽減できます。たとえば、帯状の切りくずを生成する場合、切削速度を高め、切削厚さを薄くすることで加工効果を最適化できます。結節状の切りくずが発生する場合、切削速度を適切に下げ、切削厚さを厚くすることで、切削の滑らかさを向上させることができます。