構成刃先を有する切りくずの三次元構造に関する研究

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金属材料の切削加工における凝着物生成および切りくず生成過程を明らかにすることを目的とし，切削時に生じる凝着物や構成刃先の3次元形状と切りくず幅方向の材料流出を含めた切削工具切れ刃稜線周辺部の材料変形及び流出挙動を把握するため，断続旋削加工時に生成された切りくずの末端部の断面観察と硬さ測定を実施した．本研究課題初年度(2020年度)に開発した切削終了端に切削力を支えるための真鍮板を設置することによる切りくず採取方法を適用し，切削端部の断面組織の観察と硬さ測定を実施した．これまでにも多くの報告がある中炭素鋼(S45C)の切削を対象として，切りくず幅方向に順次切りくず流出方向断面観察を行った結果，切削仕上げ面生成に関与する部分では，切削速度が低速の場合，切りくず（試料）によるばらつきや観察部位によるばらつきが大きく，生成された構成刃先の厚さや形状が切削中に複雑に変化しており，切りくずが構成刃先上を滑りながら2次塑性域が生成されて行くことがわかった．また，これまでの観察結果と同様高切削速度下においても構成刃先が消失するわけではなかった．一次塑性域のみを通過したと思われる切りくず内部と二次塑性域との硬さを測定した結果，前者の硬さは母材未加工部の硬さの概ね2倍，後者は一次塑性域の概ね2倍程度に硬化しており，切削速度が変化しても一次塑性域の硬さはは変化しないが，二次塑性域は切削速度の上昇に伴い徐々に硬さが低下していた．一次塑性域を通過した領域は十分に工具切れ刃を代替えできる硬さを有していることがわかった．