JP5070485B2 - End mill cutting equipment for nickel alloy in water using electrorust prevention method and its processing method - Google Patents
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Description
この発明は、ニッケル合金のエンドミル切削加工技術に係り、ニッケル合金のエンドミル切削加工の欠点として、ニッケル合金は、熱伝導が小さく、化学的に活性のため、工具刃先の異常な摩耗、チッピング（工具刃先の微小な欠損）が生じ、工具寿命が短く、切削した加工面が粗い等、様々な問題がある。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nickel alloy end mill cutting technique. As a disadvantage of the nickel alloy end mill cutting, the nickel alloy has a low thermal conductivity and is chemically active. There are various problems such as a small chipping of the cutting edge, a short tool life, and a rough machined surface.
また、ニッケル合金のエンドミル切削加工において、高品質、高能率、低コストを目標に、エンドミル切削工具への冷却効果及び潤滑効果を目的として、工具刃先に多量の切削油剤が噴射されている。 Further, in end mill cutting of nickel alloys, a large amount of cutting fluid is sprayed on the tool edge for the purpose of cooling effect and lubrication effect on the end mill cutting tool with the aim of high quality, high efficiency and low cost.
切削油剤の種類によっては、環境悪化の要因となる塩素系化合物等が含有されているので、環境等の問題が生じている。さらに、使用後の切削油剤における最終的な廃液処理は、重油を混入して焼却処分されるため、焼却による二酸化炭素の膨大な排出が余儀なくされているのが現状である。あるいは、窒素化合物を含有する切削油剤は、廃液を焼却処理した場合、窒素酸化物（NOx）を生成する可能性があるので、大気汚染の問題が生じる場合があると考えられる。 Depending on the type of cutting fluid, a chlorine-based compound or the like that causes environmental deterioration is contained, which causes environmental problems. Furthermore, since the final waste liquid treatment in the cutting fluid after use is incinerated by mixing heavy oil, enormous emissions of carbon dioxide by incineration are unavoidable. Alternatively, a cutting fluid containing a nitrogen compound may generate nitrogen oxides (NOx) when the waste liquid is incinerated, so that it is considered that air pollution may occur.
環境問題への関心が高まり、それに伴う産業廃棄物の削減やリサイクル化の促進が謳われているので、使用後の切削油剤の大部分が産業廃棄物として処理されることが問題となっている。 Since interest in environmental issues is increasing and the reduction of industrial waste and the promotion of recycling are encouraging, it is a problem that most of the cutting oil after use is treated as industrial waste. .
そこで、多量の切削油剤を使用しない方法で、環境に負荷をかけない方法において、工具刃先の異常な摩耗、チッピング（工具刃先の微小な欠損）の発生を抑制し、なおかつきれいな加工面を得るエンドミル切削加工装置及びその加工方法に関するものである。 Therefore, an end mill that uses a method that does not use a large amount of cutting fluid and that does not place a burden on the environment, which suppresses abnormal tool tip wear and chipping (small chipping of the tool tip) and provides a clean work surface. The present invention relates to a cutting apparatus and a processing method thereof.
ニッケルは、材料的に非常に活性で、ドライ（乾式）切削加工では、工具刃先に被削材のニッケルが付着したりする場合あるので、多量の切削油剤を単独で工具刃先に噴射しながら切削加工が行われている。 Nickel is extremely active in terms of material, and in dry cutting, nickel of the work material may adhere to the tool edge, so cutting while injecting a large amount of cutting oil alone onto the tool edge. Processing is in progress.
ニッケル合金のエンドミル切削加工において、上記の多量な切削油剤の使用は、環境問題になる可能性がある。切削油剤を使用してもエンドミル切削工具の刃先における異常な摩耗、チッピング等が発生し、工具寿命が短く、きれいな切削加工面を得ることが困難である。 In end mill cutting of nickel alloys, the use of a large amount of the above-described cutting fluid may cause environmental problems. Even if the cutting fluid is used, abnormal wear and chipping at the cutting edge of the end mill cutting tool occur, the tool life is short, and it is difficult to obtain a clean cutting surface.
また、圧縮空気によって環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を霧状に噴霧して、切削加工を行う方法（ミスト）も一部試験的に行われている。しかし、ミストによるエンドミル切削加工の予備試験の結果、過酷な切削加工条件、特に、切削速度
100m／min以上では、工具寿命が非常に短く、良好な切削加工面を得るが困難であった。
In addition, a method (mist) of performing a cutting process by spraying an extremely small amount of an oil agent based on an environmentally friendly vegetable oil in a mist state with compressed air has also been experimentally performed. However, as a result of preliminary test of end mill cutting by mist, severe cutting conditions, especially cutting speed
At 100 m / min or more, the tool life was very short, and it was difficult to obtain a good cut surface.
さらに、水を使用した場合、フライス盤において、錆が発生する可能性がある。ニッケル合金の水溶液中におけるエンドミル切削加工装置及びその加工方法（特願２００６−０１９９２７）において、切削工具刃先のチッピング発生の抑制、工具刃先の摩耗量の低下、切削加工面の粗さの向上等の切削加工における著しい効果が顕著となった。しかし、水を使用する場合、被削材であるニッケル合金は、水に対して耐食性があるが、工作機械、あるいは周辺機器への錆の発生が問題である。工作機械等の錆の発生は、切削加工精度が低下するので、上記の特許では、切削加工性の向上において問題がある。 Furthermore, when water is used, rusting may occur in the milling machine. In an end mill cutting apparatus and its processing method (Japanese Patent Application No. 2006-019927) in an aqueous solution of nickel alloy, such as suppression of chipping of the cutting tool edge, reduction of wear amount of the tool edge, improvement of roughness of the cutting surface, etc. The remarkable effect in cutting became remarkable. However, when water is used, the nickel alloy as a work material is resistant to water, but the problem is the occurrence of rust on machine tools or peripheral equipment. The occurrence of rust on a machine tool or the like causes a reduction in cutting accuracy, so the above patent has a problem in improving the cutting workability.
電気防錆法（カソード防食法）は、ガス・石油業界において、埋設ガス管とパイプラインの錆発生を抑制している。すなわち被腐食体に直流電源の−極を接続して、極微小電流を負荷することで防錆を行っている。 The electric rust prevention method (cathodic anticorrosion method) suppresses the generation of rust in buried gas pipes and pipelines in the gas and oil industry. That is, rust prevention is performed by connecting a negative pole of a DC power source to a body to be corroded and applying a very small current.
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、環境問題になる可能性がある上記の切削油剤を使用せずに、環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤（ミスト）及び水を使用し、かつ環境にやさしい冷却方法及び潤滑方法で、工具刃先の異常な摩耗、チッピング（工具刃先の微小な欠損）が発生せず、良好な加工面を得ることができ、さらに、フライス盤等の工作機械の防錆が可能となるニッケル合金のエンドミル切削加工装置及びその加工方法を提供することにある。 In view of the above-described problems, the present invention was created to solve the problems, and the object of the present invention is to use the above-described cutting fluid that may become an environmental problem. Using a very small amount of oil (mist) and water based on environmentally friendly vegetable oil, and with an environmentally friendly cooling and lubrication method, abnormal wear and chipping of the tool edge (small chipping of the tool edge) An object of the present invention is to provide a nickel alloy end mill cutting apparatus and a method for processing the same, which can obtain a good machined surface without being generated, and can prevent rust of a machine tool such as a milling machine.
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、水を入れた容器中にニッケル合金を水に浸漬する容器と、圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を回転しているエンドミル切削工具に噴霧するミスト用ノズルと、水を前述のエンドミル切削工具に噴射させるもう一つの冷給水用ノズルと、切り屑を除去するために水中におけるエンドミル切削工具に向けて切削加工を行う方向に気泡で圧縮空気を送り込む圧縮空気用ノズルと、さらに、水中のエンドミル切削工具に向けて水を噴射させながら切り屑を除去するために水中に浸漬した噴流水用ノズルと直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路とから構成するニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工装置である。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is an electrode based on a container in which a nickel alloy is immersed in water in a container containing water, and an environmentally friendly vegetable oil that is atomized by compressed air. A mist nozzle that sprays a small amount of oil on a rotating end mill cutting tool, another cold water supply nozzle that sprays water onto the end mill cutting tool, and an end mill cutting tool in water to remove chips. Compressed air nozzle that sends compressed air in the direction of cutting toward the surface, and for jet water immersed in water to remove chips while spraying water toward the undermill cutting tool Nicke composed of a nozzle and a container containing water connected to the + pole of the DC power supply control device and an end mill cutting tool circuit connected to the-pole of the DC power supply control device It is a end mill cutting apparatus in water of the alloy.
また、請求項２の発明は、請求項１に記載した切削加工装置による加工において、直流電源供給制御装置の＋極に接続した容器中に水を入れ、さらにニッケル合金を浸漬し、固定した後、ミスト用ノズルから圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給水用ノズルから水を前述のエンドミル切削工具に噴射させ、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから、切削加工を行う方向に気泡で圧縮空気を送り込み、水中に浸漬した噴流水用ノズルから水及び圧縮空気（気泡）と同時に水中のエンドミル切削工具に噴射させながら切り屑を除去し、直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路に電圧を負荷し、電流を供給しながら水中におけるニッケル合金のエンドミル切削加工法よりなるものである。
Further, in the invention of
また、請求項３の発明は、請求項１に記載した切削加工装置による加工において、直流電源供給制御装置の＋極に接続した容器中に水を入れ、さらにニッケル合金を浸漬し、固定した後、ミスト用ノズルから圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給水用ノズルから水を40cc／s〜100cc／sの範囲で前述のエンドミル切削工具に噴射させ、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから、切削加工を行う方向に圧縮空気量が10L／min、気泡の大きさが20mm〜30mmの範囲で圧縮空気を送り込み、水中の浸漬した噴流水用ノズルから水を40cc／s〜100cc／sの範囲において、圧縮空気（気泡）と同時に水中のエンドミル切削工具に噴射させながら切り屑を除去し、直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路に電圧1V〜30Vの範囲で負荷し、電流1mA〜10mAの範囲で供給しながら水中におけるニッケル合金のエンドミル切削加工法よりなるものである。
Further, the invention of claim 3 is the processing by the cutting device according to claim 1, wherein water is put into a container connected to the positive electrode of the DC power supply control device, and further, the nickel alloy is immersed and fixed. , Spraying a very small amount of oil based on environmentally friendly vegetable oil that is atomized by compressed air from the mist nozzle onto the end mill cutting tool connected to the negative pole of the DC power supply control device, for another cold water supply Water is sprayed from the nozzle to the end mill cutting tool in the range of 40cc / s to 100cc / s, and the compressed air volume is 10L / min in the cutting direction from the nozzle for compressed air immersed in water. Compressed air is sent in the range of 20 to 30 mm in length, and water is jetted from the submerged jet water nozzle to the undermill end mill cutting tool at the same time as compressed air (bubbles) in the range of 40 cc / s to 100 cc / s. Naga Remove the chips, and load the vessel with water connected to the + pole of the DC power supply control device and the circuit of the end mill cutting tool connected to the-pole of the DC power supply control device in the voltage range of 1V to 30V. It consists of an end mill cutting method of nickel alloy in water while supplying current in the range of 1 mA to 10 mA.
以上の記載より明らかなように、請求項１によれば、水を入れた容器中にニッケル合金を水に浸漬する容器と、圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を回転しているエンドミル切削工具に噴霧するミスト用ノズルと、水を前述のエンドミル切削工具に噴射させるもう一つの冷給水用ノズルと、切り屑を除去するために水中におけるエンドミル切削工具に向けて切削加工を行う方向に気泡で圧縮空気を送り込む圧縮空気用ノズルと、さらに、水中のエンドミル切削工具に向けて水を噴射させながら切り屑を除去するために水中に浸漬した噴流水用ノズルと直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路とから構成するニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工装置
によって、工作機械（フライス盤）が錆びることなく、エンドミル切削工具刃先の摩耗幅が小さく、良好な加工面粗さを得ることが可能である。
As is clear from the above description, according to claim 1, a container in which a nickel alloy is immersed in water in a container containing water, and an electrode based on an environmentally friendly vegetable oil that is atomized by compressed air. A mist nozzle that sprays a small amount of oil on a rotating end mill cutting tool, another cold water supply nozzle that sprays water onto the end mill cutting tool, and an end mill cutting tool in water to remove chips. Compressed air nozzle that sends compressed air in the direction of cutting toward the surface, and for jet water immersed in water to remove chips while spraying water toward the undermill cutting tool The nozzle is composed of a container containing water connected to the positive pole of the DC power supply control device and a circuit of an end mill cutting tool connected to the negative pole of the DC power supply control device. By end mill cutting apparatus in water Le alloys, machine tools (milling) without rust, wear width of the end mill cutting tool edge is small, it is possible to obtain a good surface finish.
以上の記載より明らかなように、請求項２によれば、請求項１に記載した切削加工装置による加工において、直流電源供給制御装置の＋極に接続した容器中に水を入れ、さらにニッケル合金を浸漬し、固定した後、ミスト用ノズルから圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給水用ノズルから水を前述のエンドミル切削工具に噴射させ、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから、切削加工を行う方向に気泡で圧縮空気を送り込み、水中に浸漬した噴流水用ノズルから水及び圧縮空気（気泡）と同時に水中のエンドミル切削工具に噴射させながら切り屑を除去し、直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路に電圧を負荷し、電流を供給しながら水中におけるニッケル合金のエンドミル切削加工法によって、工作機械（フライス盤）が錆びることなく、エンドミル切削工具刃先の摩耗幅が小さく、良好な加工面粗さを得ることが可能である。
As is clear from the above description, according to
以上の記載より明らかなように、請求項３によれば、請求項１に記載した切削加工装置による加工において、直流電源供給制御装置の＋極に接続した容器中に水を入れ、さらにニッケル合金を浸漬し、固定した後、ミスト用ノズルから圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給水用ノズルから水を40cc／s〜100cc／sの範囲で前述のエンドミル切削工具に噴射させ、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから、切削加工を行う方向に圧縮空気量が10L／min、気泡の大きさが20mm〜30mmの範囲で圧縮空気を送り込み、水中の浸漬した噴流水用ノズルから水を40cc／s〜100cc／sの範囲において、圧縮空気（気泡）と同時に水中のエンドミル切削工具に噴射させながら切り屑を除去し、直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路に電圧1V〜30Vの範囲で負荷し、電流1mA〜10mAの範囲で供給しながら水中におけるニッケル合金のエンドミル切削加工法によって、工作機械（フライス盤）が錆びることなく、エンドミル切削工具刃先の摩耗幅が小さく、良好な加工面粗さを得ることが可能である。
As is apparent from the above description, according to claim 3, in the machining by the cutting device according to claim 1, water is put into a container connected to the positive electrode of the DC power supply control device, and further a nickel alloy After dipping and fixing, a very small amount of oil based on environmentally friendly vegetable oil that has been atomized by compressed air from the mist nozzle is sprayed onto the end mill cutting tool connected to the negative pole of the DC power supply controller. , Water is sprayed from the other cold water supply nozzle to the end mill cutting tool in the range of 40 cc / s to 100 cc / s, and the amount of compressed air is reduced in the cutting direction from the compressed air nozzle immersed in water. Compressed air is sent in the range of 10L / min and bubbles in the range of 20mm to 30mm. End of Chips are removed while spraying on the cutting tool, and the voltage is 1V to 30V on the container containing water connected to the + pole of the DC power supply control device and the circuit of the end mill cutting tool connected to the-pole of the DC power supply control device. With a load in the range of 1mA to 10mA, the end mill cutting method of nickel alloy in water does not rust the machine tool (milling machine), and the wear width of the end mill cutting tool edge is small and good machining It is possible to obtain surface roughness.
以下、この発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
ここで、図１は、電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工装置及びその加工方法の概略図である。 Here, FIG. 1 is a schematic view of an end mill cutting device for nickel alloy in water using an electrorust prevention method and a processing method thereof.
図１において、ニッケル合金１を水中でエンドミル切削加工を行う場合におけるニッケル合金１と水２を入れる容器には例えば純銅製容器３が使用される。直流電源供給制御装置の＋極に接続した純銅製容器３は、四側面及び底面部分が純銅で形成され、上面が開放された構造になっている。純銅製容器３は例えば、外寸が長さ230mmＸ幅120mmＸ高さ70mmの容器の内側に内寸が長さ210mmＸ幅100mmＸ深さ60mmの穴部を作製したものから構成されている。その内部にニッケル合金１と水２が入れられる。ニッケル合金１は水２の中に浸漬されている。
In FIG. 1, for example, a pure copper container 3 is used as a container in which a nickel alloy 1 and
直流電源供給制御装置の＋極に接続した純銅製容器３の内部に入れられた水中のニッケル合金１の側面部分を直流電源供給制御装置の−極に接続した切削する円柱形状のエンドミル切削工具４が、純銅製容器３の開放された上方から下向きに取り付けられる。図面では、＋極に接続した純銅製容器３及び−極に接続した切削する円柱形状のエンドミル切削工具４の回路を形成する直流電源供給制御装置の本体部分は省略している。また、エンドミル切削工具４を装着する装置本体部分は省略している。
A cylindrical end
この下向きに取り付けられたエンドミル切削工具４を挟んでミスト用ノズル５と冷給水用ノズル６が取り付けられている。また図面では冷給水用ノズル６側の後方側にノズル先端が水２の中に浸漬された圧縮空気用ノズル７が取り付けられている。
A mist nozzle 5 and a cold water supply nozzle 6 are attached with the end
このうちミスト用ノズル５は、圧縮空気によって霧状になった環境に優しい植物油をベースにした極微量の油剤を回転しているエンドミル切削工具４に向けて噴霧するものである。ミスト用ノズル５のノズルの先端はエンドミル切削工具４に向けて取り付けられている。ミスト用ノズル５には極微量の油剤を圧縮空気によって霧状に送り出すタンク等に一端が接続される図示しないホースの他端側が接続されている。
Of these, the mist nozzle 5 sprays a very small amount of oil based on an environmentally friendly vegetable oil that has been atomized by compressed air toward the rotating end
冷給水用ノズル６は冷給水を回転しているエンドミル切削工具に向けて、水を40cc／s〜100cc／sの範囲で噴射するものである。冷給水用ノズル６のノズルの先端はエンドミル切削工具４に向けて取り付けられている。冷給水用ノズル６には冷給水を溜めたタンク等に一端が接続される図示しないホースの他端側が接続されている。
The nozzle 6 for cold water supply injects water in the range of 40cc / s-100cc / s toward the end mill cutting tool which is rotating cold water supply. The tip of the cold water supply nozzle 6 is attached toward the end
圧縮空気用ノズル７は、エンドミル切削工具４によって切削加工が行われている水中のニッケル合金１に向けて、圧縮空気量が10L／min、気泡の大きさが20mm〜30mmの範囲の圧縮空気を送り込んで、水中の気泡をエンドミル切削工具４に噴射させる機能を果たす。圧縮空気用ノズル７は圧縮空気を送り込む図示しないホースの一端が接続されている。
The nozzle 7 for compressed air is directed toward the nickel alloy 1 in the water, which is being cut by the end
噴流水用ノズル８はエンドミル切削工具４によって切削加工が行われている水中のニッケル合金１に向けて、水をを40cc／s〜100cc／sの範囲で噴射するものである。水中の噴流水を噴射させる機能を果たす。噴流水用ノズル８には冷給水を溜めたタンク等に一端が接続される図示しないホースの他端側が接続されている。
The nozzle 8 for jet water sprays water in the range of 40 cc / s to 100 cc / s toward the nickel alloy 1 in the water that is being cut by the end
電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工は、以下のとおりである。
（１）ニッケル合金１を純銅製容器３に固定する。
（２）直流電源供給制御装置の＋極に接続した純銅製容器３に水２を入れる。純銅製容器３は、長さ230mmＸ幅120mmＸ高さ70mmの容器に長さ210mmＸ幅100mmＸ深さ60mmの穴部を作製したものから構成されている。
（３）直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具４を所定の回転数に上げ、所定の回転数になったエンドミル切削工具４に向けて、ミスト用ノズル５からミストを噴霧し、冷給水用ノズル６から水を噴射する。なお、ミスト用ノズル５及び圧縮空気用ノズル７の形状は、外径7mm、内径3mm、冷給水用ノズル６の形状は、外径8mm、内径4mmである。
（４）上記の直流電源供給制御装置の＋極に接続した純銅製容器３及び直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具４における回路に一定の電圧を負荷して、微少電流を供給する。エンドミル切削工具４に水、圧縮空気、ミストを噴射あるいは噴霧を行いながら、ニッケル合金１の側面をエンドミル切削加工を行う。
（５）所定量のエンドミル切削加工が終了すれば、エンドミル切削工具の刃先における摩耗量（逃げ面摩耗幅）を測定し、顕微鏡で工具刃先の摩耗状況を観察した。さらに切削加工を行った加工面の凹凸（加工面の表面粗さ）を測定した。評価については、×は、工具刃先の逃げ面摩耗幅が、20μm以上、チッピング（工具刃先の微小な欠損）が発生した場合、加工面の表面粗さ（最大高さＲy）が、3μm以上の場合である。○は、工具刃先の逃げ面摩耗幅が、20μmより小さく、加工面の表面粗さ（最大高さＲy）が、3μmより小さい場合である。
End mill cutting of nickel alloy in water using the electrorust prevention method is as follows.
(1) The nickel alloy 1 is fixed to a pure copper container 3.
(2)
(3) The end
(4) A constant voltage is applied to the circuit in the pure copper container 3 connected to the positive pole of the DC power supply control device and the end
(5) When a predetermined amount of end mill cutting was completed, the amount of wear (flank wear width) at the edge of the end mill cutting tool was measured, and the state of wear of the tool edge was observed with a microscope. Furthermore, the unevenness | corrugation (surface roughness of a processed surface) of the processed surface which cut was measured. Regarding the evaluation, x indicates that the flank wear width of the tool edge is 20 μm or more, and when chipping (a small chipping of the tool edge) occurs, the surface roughness (maximum height Ry) of the machining surface is 3 μm or more. Is the case. A indicates that the flank wear width of the tool edge is smaller than 20 μm and the surface roughness (maximum height Ry) of the processed surface is smaller than 3 μm.
被削材のニッケル合金は、インコネル６００（Ni−16％Cr−9％Fe合金）（ショア硬さ（HS24〜30））を使用した。切削工具は、TiAlNコーテッド超硬エンドミル切削工具（外径8mm、3枚刃）を使用した。ニッケル合金の形状は、長さ60mmＸ幅50mmＸ高さ50mmである。 Inconel 600 (Ni-16% Cr-9% Fe alloy) (Shore hardness (HS24-30)) was used as the nickel alloy of the work material. The cutting tool used was a TiAlN coated carbide end mill cutting tool (outer diameter 8 mm, 3-flute). The shape of the nickel alloy is 60 mm long x 50 mm wide x 50 mm high.
電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工試験では、図１に示す直流電源供給制御装置の＋極に接続した純銅製容器及び水中より上部付近の直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具にミスト、水を噴射させる。さらに、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから圧縮空気による気泡をエンドミル切削工具に噴射させて、切り屑を除去しながら切削加工を行った。 In the end mill cutting test of nickel alloy in water using the electrorust prevention method, a pure copper container connected to the positive pole of the DC power supply control device shown in FIG. 1 and the negative pole of the DC power supply control device near the upper part of the water. Mist and water are sprayed to the end mill cutting tool connected to the. Further, air bubbles by compressed air were sprayed onto the end mill cutting tool from a nozzle for compressed air immersed in water, and cutting was performed while removing chips.
ニッケル合金の水溶液中におけるエンドミル切削加工装置及びその加工方法（特願２００６−１９９２７）における最適な試験条件で、電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工試験を行った。前述の特願２００６−１９９２７における最適なミスト用ノズル、冷給水用ノズル、噴流水用ノズル、圧縮空気用ノズルの試験条件は、ミストの油剤量（4cc／時間）、冷給水用ノズルの水量（40cc／s〜100cc／s）、噴流水用ノズルの水量（40cc／s〜100cc／s）、水中の圧縮空気量（10L／min）（泡の大きさ20mm〜30mm）である。 An end mill cutting test of nickel alloy in water using an electrorust prevention method was performed under the optimum test conditions in an end mill cutting apparatus and its processing method (Japanese Patent Application No. 2006-19927) in an aqueous solution of nickel alloy. The optimum test conditions for the nozzle for mist, the nozzle for cold water supply, the nozzle for jet water, and the nozzle for compressed air in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2006-19927 are as follows: oil amount of mist (4 cc / hour), water amount of cold water nozzle 40 cc / s to 100 cc / s), the amount of water in the nozzle for jet water (40 cc / s to 100 cc / s), the amount of compressed air in water (10 L / min) (bubble size: 20 mm to 30 mm).
電圧、電流の試験条件は、電圧1V〜30V、電流1mA〜10mAの範囲で行った。予備試験の結果、上記の範囲では、電圧、電流の変化に伴う逃げ面摩耗幅、表面粗さの変化はなく、工作機械、周辺機器への著しい錆の発生はなかった。 The test conditions for voltage and current were in the range of voltage 1V to 30V and current 1mA to 10mA. As a result of the preliminary test, in the above-mentioned range, there was no change in the flank wear width and surface roughness accompanying changes in voltage and current, and no significant rust was generated on the machine tool and peripheral equipment.
予備試験の結果、電圧30Vより大きい場合は装置上、負荷することが困難であった。電圧1Vより小さい場合、逃げ面摩耗幅、表面粗さにおいて、良好な結果が得られなかった。また、電流10mAより大きい場合は、装置上、供給ことが困難であった。電流1mAより小さい場合、逃げ面摩耗幅、表面粗さにおいて、良好な結果が得られなかった。
表１は、電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工装置及びその加工方法による試験結果である。表１の試験結果は、エンドミル切削工具の切削速度は、100m／min、切削距離は、約1m、電圧30V、電流10mA、冷給水用ノズルの水量及び噴流水用ノズルの水量が、50cc／sの結果である。なお、比較のために、切削油剤、水中の試験結果を表１に示す。表中の水中の試験結果において、ミスト用ノズル、冷給水用ノズル、圧縮空気用ノズルの試験条件は、上記の試験条件（ミストの油剤量（4cc／時間）、冷給水用ノズルの水量（50cc／s）、水中の圧縮空気量（10L／min）（泡の大きさ20mm〜30mm））と同一である。
As a result of the preliminary test, when the voltage was higher than 30V, it was difficult to load on the apparatus. When the voltage was less than 1V, good results were not obtained in the flank wear width and surface roughness. Further, when the current is larger than 10 mA, it is difficult to supply on the apparatus. When the current was smaller than 1 mA, good results were not obtained in the flank wear width and surface roughness.
Table 1 shows the test results of an end mill cutting apparatus for nickel alloy in water using the electrorust prevention method and its processing method. The test results in Table 1 show that the cutting speed of the end mill cutting tool is 100 m / min, the cutting distance is about 1 m, the voltage is 30 V, the current is 10 mA, the amount of water for the cold water supply nozzle and the amount of water for the jet water nozzle are 50 cc / s. Is the result of For comparison, Table 1 shows the test results of cutting fluid and water. In the test results in water in the table, the test conditions for the nozzle for mist, the nozzle for cold water supply, and the nozzle for compressed air are the above test conditions (the amount of oil agent for mist (4cc / hour), the amount of water for the nozzle for cold water supply (50cc / S), the same as the amount of compressed air in water (10 L / min) (bubble size 20 mm to 30 mm)).
表１より、電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工方法は、切削油剤よりも逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られた。 From Table 1, the end mill cutting method of nickel alloy in water using the electrorust prevention method gave results that the flank wear width and surface roughness were better than the cutting fluid.
上記の電気防錆法を利用したニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工方法は、水中における切削加工方法に比べて、工作機械（フライス盤）の防錆効果による切削加工精度が向上し、工具刃先における摩耗防止効果が相乗効果として作用したため、逃げ面摩耗幅が極めて良好な結果を得ることができた。 The above-mentioned end mill cutting method of nickel alloy in water using the electrorust prevention method improves the cutting accuracy due to the rust prevention effect of the machine tool (milling machine) compared to the underwater cutting method, and wears at the tool edge. Since the prevention effect acted as a synergistic effect, the result that the flank wear width was extremely good could be obtained.
なお、この発明は上記発明を実施するための最良の形態に限定されるものでなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
１ ニッケル合金
２ 水
３ 純銅製容器（直流電源供給制御装置の＋極に接続）
４ エンドミル切削工具（直流電源供給制御装置の−極に接続）
５ ミスト用ノズル
６ 冷給水用ノズル
７ 圧縮空気用ノズル
８ 噴流水用ノズル
1
4 End mill cutting tool (connected to the negative pole of the DC power supply controller)
5 Nozzle for mist 6 Nozzle for cold water supply
7 Nozzle for compressed air 8 Nozzle for jet water
Claims (3)
た植物油をベースにした極微量の油剤を回転しているエンドミル切削工具に噴霧するミスト用ノズルと、水を前述のエンドミル切削工具に噴射させるもう一つの冷給水用ノズルと、切り屑を除去するために水中におけるエンドミル切削工具に向けて切削加工を行う方向に気泡で圧縮空気を送り込む圧縮空気用ノズルと、さらに、水中のエンドミル切削工具に向けて水を噴射させながら切り屑を除去するために水中に浸漬した噴流水用ノズルと直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路とから構成するニッケル合金の水中におけるエンドミル切削加工装置。 Mist nozzle for spraying a nickel alloy in a container containing water and a container for immersion in water, the end mill cutting tool of the plant oil atomized rotating the trace amount of oil which is based by the compressed air And another cold water supply nozzle for injecting water onto the end mill cutting tool described above, and compressed air for sending compressed air in the direction of cutting toward the end mill cutting tool in water to remove chips In order to remove chips while spraying water toward the undermill end mill cutting tool, water for connecting the nozzle of the jet water immersed in water and the positive pole of the DC power supply control device was added. An end mill cutting device for nickel alloy in water comprising a vessel and a circuit of an end mill cutting tool connected to the negative pole of a DC power supply control device.
接続した容器中に水を入れ、さらにニッケル合金を浸漬し、固定した後、ミスト用ノズル
から圧縮空気によって霧状になった植物油をベースにした極微量の油剤を直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給水用ノズルから水を前述のエンドミル切削工具に噴射させ、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから、切削加工を行う方向に気泡で圧縮空気を送り込み、水中に浸漬した噴流水用ノズルから水及び圧縮空気（気泡）と同時に水中のエンドミル切削工具に噴射させながら切り屑を除去し、直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路に電圧を負荷し、電流を供給しながら水中におけるニッケル合金のエンドミル切削加工法。 In the machining by the cutting device according to claim 1, water is put in a container connected to the positive electrode of the DC power supply control device, and further, a nickel alloy is immersed and fixed, and then the mist is sprayed from the mist nozzle by compressed air. Jo since plant oil base was very small amount oil the DC power supply control device - spray end mill cutting tool connected to the electrode, the water from another cold water supply nozzles in the preceding end mill cutting tool Compressed air is sent in bubbles in the direction of cutting from a nozzle for compressed air that is jetted and immersed in water. From the nozzle for jet water immersed in water, water and compressed air (bubbles) are simultaneously applied to the end mill cutting tool in water. Remove the chips while spraying, and put the container with water connected to the + pole of the DC power supply control device and the end mill cutting tool connected to the-pole of the DC power supply control device. Road voltage loaded to the end mill cutting method of a nickel alloy in water while supplying current.
接続した容器中に水を入れ、さらにニッケル合金を浸漬し、固定した後、ミスト用ノズル
から圧縮空気によって霧状になった植物油をベースにした極微量の油剤を直流電源供給制御装置の−極に接続したエンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給水用ノズルから水を40cc／s〜100cc／sの範囲で前述のエンドミル切削工具に噴射させ、水中に浸漬した圧縮空気用ノズルから、切削加工を行う方向に圧縮空気量が10L／min、気泡の大きさが20mm〜30mmの範囲で圧縮空気を送り込み、水中の浸漬した噴流水用ノズルから水を40cc／s〜100cc／sの範囲において、圧縮空気（気泡）と同時に水中のエンドミル切削工具に噴射させながら切り屑を除去し、直流電源供給制御装置の＋極を接続した水を入れた容器及び直流電源供給制御装置の−極を接続したエンドミル切削工具の回路に電圧1V〜30Vの範囲で負荷し、電流1mA〜10mAの範囲で供給しながら水中におけるニッケル合金のエンドミル切削加工法。 In the machining by the cutting device according to claim 1, water is put in a container connected to the positive electrode of the DC power supply control device, and further, a nickel alloy is immersed and fixed, and then the mist is sprayed from the mist nozzle by compressed air. Jo since plant oil base was very small amount oil the DC power supply control device - spray end mill cutting tool connected to the electrode, the water from another cold water supply nozzle 40cc / s~100cc / Compressed air with a compressed air volume of 10 L / min in the cutting direction and a bubble size of 20 mm to 30 mm from a nozzle for compressed air injected into the aforementioned end mill cutting tool in the range of s and immersed in water In the range of 40 cc / s to 100 cc / s, water is injected from the nozzle for the submerged jet water into the water, and the chips are removed while injecting the compressed air (bubbles) into the underwater end mill cutting tool, and DC power is supplied. Control equipment Loaded in the range of voltage 1V to 30V on the circuit of the end mill cutting tool connected to the negative pole of the DC power supply control device and the container with water connected to the positive pole of the power supply while supplying current in the range of 1mA to 10mA. Of end milling of nickel alloys in Japan.
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