炭素鋼のバリ生成の傾向と抑成に関する研究

バリの出ない加工を目的として炭素含有量の異なる4種類の材料(軟鋼0.12～0.20%→SSf00、半軟鋼0.20～0.30%→S25C、半硬鋼0.30～0.40%→S35C、硬鋼0.40～0.50%→S45C)を旋削し、バリの生成と炭素含有量に因果関係があるかどうか調べた。工具チップの材質は鋼材料に適したサーメットを用い、切削条件は工具メーカーで推奨する下記のものを適用した。《切削条件》(1)切削速度Vc:220(m/min),(2)送り量f:0,25(mm/rev),(3)切込みap:0.5・1.0・1.5(mm)(4)コーナ半径rε:0.4・0.8(mm),(5)ドライ切削4種類の材料(SS400・S25C・S35C・S45C)を2種類のチップ(コーナ半径rε:0.4・0.8)で切込みを変え、切削した後の端面に生成されたバリを樹脂埋めし、金属顕微鏡で断面観察した。延性材料であるSS400からS25C・S35Cと炭素含有量が増えるにしたがってバリが減少した。コーナ半径の違いがバリの生成に影響を与えた材質はS45Cで、切込み量が同じでもノーズ半径0.8(mm)での切削がバリ生成の抑制につながることを確認できた。全てのバリの断面形状は共通して先端が極端に厚く、切削終了端面に向かい薄くなっていた。この先端厚さを測った結果、SS400では0.41(mm)、S45Cは0.25(mm)であった。これらの測定値について設定した送り量と比較したところ、SS400は約1.6倍、S25Cは約1.3倍、S35Cは約1.2倍となり、S45Cは送り量と同等の値となった。またバリ断面と母材断面について硬さを比較したところ、バリの70%以上が母材より硬く、平均で1.2倍硬くなっていた。以上の結果から、炭素鋼の炭素量によってバリ生成の傾向が推測可能になった。また、設定した送り量とバリの先端厚さの関係からバリが生成される領域についてS45Cでは設定した送り量と同等の0.25(mm)切削終了端面手前からバリが生成され、延性材料であるSS400は0.41(mm)手前からバリが生成されると推測できる。今回の研究で材料ごとのバリ無し加工の切削条件の推測までに至らなかったが、バリの生成領域についての推測が可能となった。

バリの出ない加工を目的として炭素含有量の異なる4種類の材料(軟鋼0.12～0.20%→SSf00、半軟鋼0.20～0.30%→S25C、半硬鋼0.30～0.40%→S35C、硬鋼0.40～0.50%→S45C)を旋削し、バリの生成と炭素含有量に因果関係があるかどうか調べた。工具チップの材質は鋼材料に適したサーメットを用い、切削条件は工具メーカーで推奨する下記のものを適用した。《切削条件》(1)切削速度Vc:220(m/min),(2)送り量f:0,25(mm/rev),(3)切込みap:0.5・1.0・1.5(mm)(4)コーナ半径rε:0.4・0.8(mm),(5)ドライ切削4種類の材料(SS400・S25C・S35C・S45C)を2種類のチップ(コーナ半径rε:0.4・0.8)で切込みを変え、切削した後の端面に生成されたバリを樹脂埋めし、金属顕微鏡で断面観察した。延性材料であるSS400からS25C・S35Cと炭素含有量が増えるにしたがってバリが減少した。コーナ半径の違いがバリの生成に影響を与えた材質はS45Cで、切込み量が同じでもノーズ半径0.8(mm)での切削がバリ生成の抑制につながることを確認できた。全てのバリの断面形状は共通して先端が極端に厚く、切削終了端面に向かい薄くなっていた。この先端厚さを測った結果、SS400では0.41(mm)、S45Cは0.25(mm)であった。これらの測定値について設定した送り量と比較したところ、SS400は約1.6倍、S25Cは約1.3倍、S35Cは約1.2倍となり、S45Cは送り量と同等の値となった。またバリ断面と母材断面について硬さを比較したところ、バリの70%以上が母材より硬く、平均で1.2倍硬くなっていた。以上の結果から、炭素鋼の炭素量によってバリ生成の傾向が推測可能になった。また、設定した送り量とバリの先端厚さの関係からバリが生成される領域についてS45Cでは設定した送り量と同等の0.25(mm)切削終了端面手前からバリが生成され、延性材料であるSS400は0.41(mm)手前からバリが生成されると推測できる。今回の研究で材料ごとのバリ無し加工の切削条件の推測までに至らなかったが、バリの生成領域についての推測が可能となった。