JP5070486B2 - End mill cutting device for electrolytic processing of nickel alloy in electrolytic water using electrolytic water and processing method thereof - 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.
電解水は、環境に負荷をかけない、すなわち環境にやさしいことが指摘され、工作機械の防食効果等が期待されている。 It has been pointed out that electrolyzed water does not place a burden on the environment, that is, it is environmentally friendly, and is expected to have an anticorrosive effect for machine tools.
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)及び電解水を使用し、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. Abnormal wear and chipping of tool blades (microscopic chipping of tool blades) using extremely small amount of oil (mist) and electrolyzed water based on environmentally friendly vegetable oil, and environmentally friendly cooling and lubrication methods It is an object of the present invention to provide a nickel alloy end mill cutting apparatus and a method for processing the same, in which a good machined surface can be obtained, and a machine tool such as a milling machine can be rust-prevented.
以上の目的を達成するために、請求項1の発明は、電解水を入れた容器中にニッケル合金を電解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、電解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電解水用ノズルと、切り屑を除去するために電解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、電解水中のエンドミル切削工具に向けて電解水を噴射させながら切り屑を除去するために電解水中に浸漬した噴流電解水用ノズルとから構成するニッケル合金の電解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
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、容器中に電解水を入れ、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エンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給電解水用ノズルから電解水を前述のエンドミル切削工具に噴射させ、電解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、電解水中に浸漬した噴流電解水用ノズルから電解水及び圧縮空気(気泡)と同時に電解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する電解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 according to
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、
容器中に電解水を入れ、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エンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給電解水用ノズルから電解水を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、電解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、電解水中の浸漬した噴流電解水用ノズルから電解水を40cc/s〜100cc/sの範囲において、圧縮空気(気泡)と同時に電解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する電解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
Electrolyzed water is put in the container, nickel alloy is further immersed and fixed, and then an end mill cutting tool is sprayed with a very small amount of oil based on environmentally friendly vegetable oil that is atomized by compressed air from a mist nozzle. In the direction of cutting from the nozzle for compressed air that is injected into the above-mentioned end mill cutting tool in the range of 40cc / s to 100cc / s from the other cold feed electrolyzed water nozzle. Compressed air is sent in a range of 40 cc / s to 100 cc / s from a nozzle for jet electrolyzed water immersed in electrolyzed water, with compressed air being sent at a compressed air volume of 10 L / min and a bubble size of 20 mm to 30 mm. It consists of an end mill cutting method of nickel alloy in electrolytic water in which chips are removed while being sprayed onto an end mill cutting tool in electrolytic water simultaneously with air (bubbles).
以上の記載より明らかなように、請求項1によれば、電解水を入れた容器中にニッケル合金を電解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、電解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電解水用ノズルと、切り屑を除去するために電解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、電解水中のエンドミル切削工具に向けて電解水を噴射させながら切り屑を除去するために電解水中に浸漬した噴流電解水用ノズルとから構成するニッケル合金の電解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
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、容器中に電解水を入れ、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エンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給電解水用ノズルから電解水を前述のエンドミル切削工具に噴射させ、電解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、電解水中に浸漬した噴流電解水用ノズルから電解水及び圧縮空気(気泡)と同時に電解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する電解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、容器中に電解水を入れ、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エンドミル切削工具に噴霧し、もう一つの冷給電解水用ノズルから電解水を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、電解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、電解水中の浸漬した噴流電解水用ノズルから電解水を40cc/s〜100cc/sの範囲において、圧縮空気(気泡)と同時に電解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する電解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、電解水を利用したニッケル合金の電解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 apparatus and a processing method thereof in electrolytic water of a nickel alloy using electrolytic water.
図1において、ニッケル合金1を電解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と電解水2を入れる容器には例えば純銅製容器3が使用される。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と電解水2が入れられる。ニッケル合金1は電解水2の中に浸漬されている。
In FIG. 1, for example, a
純銅製容器3の内部に入れられた電解水中のニッケル合金1の側面部分を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、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と冷給電解水用ノズル6が取り付けられている。また図面では冷給電解水用ノズル6側の後方側にノズル先端が電解水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
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
冷給電解水用ノズル6は冷給電解水を回転しているエンドミル切削工具に向けて、電解水を40cc/s〜100cc/sの範囲で噴射するものである。冷給電解水用ノズル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。冷給電解水用ノズル6には、電解水生成装置及び冷給電解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 cold feed electrolyzed water nozzle 6 injects electrolyzed water in the range of 40 cc / s to 100 cc / s toward the end mill cutting tool rotating the cold feed electrolyzed water. The tip of the nozzle for cold feed electrolyzed water 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電解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、電解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
噴流電解水用ノズル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電解水中のニッケル合金1に向けて、電解水をを40cc/s〜100cc/sの範囲で噴射するものである。電解水中の噴流電解水を噴射させる機能を果たす。噴流電解水用ノズル8には、電解水生成装置及び冷給用電解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 for electrolyzed water 8 jets electrolyzed water in the range of 40 cc / s to 100 cc / s toward the
電解水を利用したニッケル合金の電解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)純銅製容器3に電解水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)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、冷給電解水用ノズル6から電解水を噴射する。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、冷給電解水用ノズル6の形状は、外径8mm、内径4mmである。
(4)エンドミル切削工具4に電解水、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。
The end mill cutting process of the nickel alloy in the electrolyzed water using the electrolyzed water is as follows.
(1) The
(2) The electrolyzed
(3) The end
(4) End mill cutting of the side surface of the
(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、超硬エンドミル切削工具(外径8mm、3枚刃)、
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100mmX幅50mmX高さ45mm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. Cutting tool is carbide end mill cutting tool (outer diameter 8mm, 3 blades),
A TiAlN coated carbide end mill cutting tool (outer diameter 8 mm, 3 blades) was used. The shape of the nickel alloy is 100 mm long x 50 mm wide x 45 mm high.
電解水を利用したニッケル合金の電解水中におけるエンドミル切削加工試験では、図1に示すエンドミル切削工具にミスト、電解水を噴射させる。さらに、電解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 the nickel alloy in the electrolytic water using the electrolytic water, mist and electrolytic water are sprayed onto the end mill cutting tool shown in FIG. Further, air bubbles by compressed air were sprayed onto the end mill cutting tool from a nozzle for compressed air immersed in the electrolytic 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、電解水を利用したニッケル合金の電解水中におけるエンドミル切削加工試験を行った。最適な試験条件は、ミスト用ノズル、冷給電解水用ノズル、噴流電解水用ノズル、圧縮空気用ノズルの試験条件は、ミストの油剤量(4cc/時間)、冷給電解水用ノズルの電解水量(40cc/s〜100cc/s)、噴流電解水用ノズルの電解水量(40cc/s〜100cc/s)、電解水中の圧縮空気量(10L/min)(泡の大きさ20mm〜30mm)である。 The end mill cutting test in the electrolytic water of the nickel alloy using the electrolytic water was performed under the optimum test conditions in the end mill cutting apparatus and its processing method (Japanese Patent Application No. 2006-19927) in an aqueous solution of the nickel alloy. The optimum test conditions are mist nozzle, cold electrolyzed water nozzle, jet electrolyzed water nozzle, and compressed air nozzle test conditions: mist oil amount (4 cc / hour), electrolysis of cold electrolyzed water nozzle The amount of water (40cc / s to 100cc / s), the amount of electrolyzed water in the nozzle for jet electrolyzed water (40cc / s to 100cc / s), the amount of compressed air in the electrolyzed water (10L / min) (bubble size 20mm to 30mm) is there.
電解水のpH濃度は、pH8〜12の範囲で行った。予備試験の結果、前述のpH濃度の範囲では、pH濃度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。また、被削材にニッケル合金において、上記のpH濃度範囲では、腐食等は観察されなかった。 The pH concentration of the electrolyzed water was in the range of pH 8-12. As a result of the preliminary test, in the above-mentioned pH concentration range, there was no change in the flank wear width and surface roughness accompanying the change in pH concentration, and no significant rust was generated on the machine tool and peripheral equipment. Further, in the nickel alloy as the work material, no corrosion or the like was observed in the above pH concentration range.
予備試験の結果、pH12より高い値は装置上、制御することが困難であった。特に、pH13より高い場合、工作機械の主成分であるFeは、HFeO2 - として溶解するアルカリ腐食の範囲になる。pH8より小さい値の場合、工作機械、周辺機器等に錆が発生した。 As a result of the preliminary test, a value higher than pH 12 was difficult to control on the apparatus. In particular, when the pH is higher than 13, Fe, which is the main component of the machine tool, falls within the range of alkaline corrosion that dissolves as HFeO 2 − . When the value is less than pH 8, rust occurred on machine tools and peripheral equipment.
さらに、被削材のニッケル合金をpH8〜pH12濃度範囲の電解水中に浸漬せずに、大気中において、冷給電解水ノズル1本でpH8〜pH12濃度範囲の電解水を噴射して切削加工の予備実験した結果、超硬エンドミル切削工具及びTiAlNコーテッド超硬エンドミル切削工具ともに、逃げ面摩耗幅、表面粗さにおいて、良好な結果を得ることが困難であった。
表1は、超硬エンドミル切削工具における電解水を利用したニッケル合金の電解水中におけるエンドミル切削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。水中の試験結果は、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)における水中の試験結果である。表中の水中の試験結果において、ミスト用ノズル、冷給電解水用ノズル、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)、冷給電解水用ノズルの電解水量(50cc/s)、電解水中の圧縮空気量(10L/min)(泡の大きさ20mm〜30mm))と同一である。表1より、電解水を利用したニッケル合金の電解水中におけるエンドミル切削加工方法は、切削油剤、水中よりも逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られた。電解水中にニッケル合金を浸漬せずに、大気中で電解水のみをニッケル合金に噴射させた切削加工方法は、逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られなかったが、上記の電解水中に浸漬した場合のエンドミル切削加工方法は、逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られた。
Furthermore, without immersing the nickel alloy of the work material in the electrolyzed water in the pH 8 to pH 12 concentration range, in the air, the electrolyzed water in the pH 8 to pH 12 concentration range is sprayed with a single cold water electrolyzed water nozzle. As a result of preliminary experiments, it was difficult to obtain good results in the flank wear width and surface roughness of both the carbide end mill cutting tool and the TiAlN coated carbide end mill cutting tool.
Table 1 shows the test results of the end mill cutting method in the electrolytic water of the nickel alloy using the electrolytic water in the carbide end mill cutting tool. The test results in Table 1 show that the end mill cutting tool has a cutting speed of 100 m / min and a cutting distance of about 1 m. For comparison, Table 1 shows the test results of cutting fluid and water. The test result in water is a test result in water in an end mill cutting apparatus and its processing method (Japanese Patent Application No. 2006-19927) in an aqueous solution of a nickel alloy. In the test results in water in the table, the test conditions for the nozzle for mist, the nozzle for cold feed electrolyzed water, and the nozzle for compressed air are the above test conditions (the amount of mist oil (4 cc / hour), the nozzle for cold feed electrolyzed water The amount of electrolyzed water (50 cc / s) and the amount of compressed air in electrolyzed water (10 L / min) (bubble size 20 mm to 30 mm) are the same. From Table 1, the end mill cutting method of nickel alloy in electrolyzed water using electrolyzed water gave results with better flank wear width and surface roughness than cutting oil and water. The cutting method in which only the electrolytic water was injected into the nickel alloy in the atmosphere without immersing the nickel alloy in the electrolytic water did not give good results in the flank wear width and surface roughness. When the end mill cutting method was immersed in the electrolytic water, the flank wear width and surface roughness were good.
表2は、TiAlNコーテッド超硬エンドミル切削工具における電解水を利用したニッケル合金の電解水中におけるエンドミル切削加工方法による試験結果である。表2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2に示す。水中の試験結果は、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)における水中の試験結果である。表中の水中の試験結果において、ミスト用ノズル、冷給電解水用ノズル、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)、冷給電解水用ノズルの電解水量(50cc/s)、電解水中の圧縮空気量(10L/min)(泡の大きさ20mm〜30mm))と同一である。表2より、電解水を利用したニッケル合金の電解水中におけるエンドミル切削加工方法は、切削油剤、水中よりも逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られた。電解水中にニッケル合金を浸漬せずに、大気中で電解水のみをニッケル合金噴射させた切削加工方法は、逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られなかったが、上記の電解水中に浸漬した場合のエンドミル切削加工方法は、逃げ面摩耗幅、表面粗さが良好な結果が得られた。 Table 2 shows the test results of the end mill cutting method in the electrolytic water of the nickel alloy using the electrolytic water in the TiAlN coated carbide end mill cutting tool. The test results in Table 2 show that the cutting speed of the end mill cutting tool is 100 m / min and the cutting distance is about 1 m. For comparison, Table 2 shows the test results of cutting fluid and water. The test result in water is a test result in water in an end mill cutting apparatus and its processing method (Japanese Patent Application No. 2006-19927) in an aqueous solution of a nickel alloy. In the test results in water in the table, the test conditions for the nozzle for mist, the nozzle for cold feed electrolyzed water, and the nozzle for compressed air are the above test conditions (the amount of mist oil (4 cc / hour), the nozzle for cold feed electrolyzed water The amount of electrolyzed water (50 cc / s) and the amount of compressed air in electrolyzed water (10 L / min) (bubble size 20 mm to 30 mm) are the same. From Table 2, the end mill cutting method of the nickel alloy in the electrolyzed water using electrolyzed water gave results that the flank wear width and surface roughness were better than the cutting oil and water. The cutting method in which only nickel water was injected in the atmosphere without immersing the nickel alloy in the electrolyzed water did not give good results on the flank wear width and surface roughness. When the end mill cutting method was immersed in water, the flank wear width and surface roughness were good.
上記の電解水を利用したニッケル合金の電解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)の防錆効果のみならず、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、逃げ面摩耗幅、表面粗さ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 electrolyzed water using electrolyzed water improves not only the rust prevention effect of machine tools (milling machine) but also the cutting accuracy compared to the underwater cutting method, and the tool edge. The anti-wear effect in the above-mentioned acts as a synergistic effect, and the flank wear width and surface roughness were extremely good.
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 電解水
3 純銅製容器
4 エンドミル切削工具
5 ミスト用ノズル
6 冷給電解水用ノズル(電解水生成装置に接続)
7 圧縮空気用ノズル
8 噴流電解水用ノズル(電解水生成装置に接続)
DESCRIPTION OF
7 Nozzle for compressed air 8 Nozzle for jet electrolyzed water (connected to electrolyzed water generator)
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