インコネルのエンドミル加工www.tool-tool.com

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要旨

ス ローアウェイエンド ミルを使用してインコネル718及び713Cを側面切削し、被削性を検討した。インコネル7 18では、超硬K10種の工具材種が適し、乾式切削の場合は、チッピングの発生により工 具寿 命が短くなるため、湿式での加工が必要となる。インコネル713Cでは、718と比較しても相当被削性が悪く、切削送りを0.05mm／刃以下にすること が必要となる。

１．緒言

　インコネル 材は、耐熱、耐食に優れた材料で航空 宇宙産業等において需要が増加している。しかし、難削材としても知られ、また、加工データもほとんど存在していないため、切削加工を行うことが非常に困難な材料である。

　そこで今回、 インコネル718、713Cに対して超硬チップを使 用したスローアウェイエンドミル加工を行い、加工形状、工具材種、切削油の有無、切削速度、送り等の条件を変えることにより、最適な加工条件を求めることを目的とした。

２．実験方法

　 使用した被 削材は、インコネル718（硬度：HB375）、インコネル713C（硬度：HB311）である。加 工は、マシニングセンタ（OKK製　MCV－410型）により、スローアウェイエンドミルの 側面切削で行った。加工形状は、718、713Cとも、切り込み5mm、切削幅2mmで行った。 使用したスローアウェイエンドミルは直径40mm、3枚刃のものである。加工実験では1枚 刃（ダミー刃2枚）で加工し、工具損傷、被削材加工面の表面粗さを比較検討した。使 用した工具材種は、7 18については、超硬K10種及びコーティングM20種、713Cについては、超硬K10種である。表1に、使用したスローアウェイエンドミル及びチップ の仕様を示す。

３．実験結果

３．１　インコネル718

　加工条件は、切り込み：5mm、切削幅：2mmで、使用 チップ：超硬K1 0種及びコーティングM20種、切削油の有無、切削速度：10.1～37.7m／minの範囲で実験を行った。使用した切削油は、7～8倍に薄めた水溶性のものである。

　 図1、2に、イ ンコネル718を切削送り0.1mm／刃の条件で、湿式で加工したときの工具摩耗及び加工面 粗さを示す。どの加工条件においても被削性は悪く、工具寿命が短いことが分かる。チ ップ材種による工具摩耗の比較では、超硬K10種の方が摩耗の進行が遅く、インコネル7 18の切削には適していると考えられ る。表面粗さは、チップの摩耗が正常に進行している場合は特に変化はなく安定しているが、切削時間の経過とともに刃先に大きなチッピングが発生し、その影 響で悪化する。

　図3に、切削 油を使用した場合と乾式で加工した場合の 工具摩耗の比較を示す。乾式の場合、早期に刃先にチッピングが生じるため、寿命が短く、適していないといえる。インコネル718の切削には、大量の切削油が必要である。

3．2　インコネル713C

　加工 条件は、切り込み：5mm、切削幅：2mm、使用チップ：超硬K10種、切削速度15.1～37.7m／min、切削送り：0.1及び0.05mm／刃で実験を行った。

　 図4に、工具 摩耗を示す。インコネル718と同様に切削送り0.1mm／刃で加工したが、718と比較して も被削性は相当悪く、工具摩耗の進行が速い。そこで、713Cでは切削送りを0.05mm／刃 でも実験を行った。切削速度、送りを落と すことにより、加工時間は長くなるが、工具寿命は延びる。また、フランク摩耗が0.15～0.2mmまで進行すると、急にチッピングが発生し、寿命となる ことが分かる。

　図5に、表面粗さを示す。718と同様に刃先に大きなチッピングが発生したあたりから、表面粗さの悪化が見られる。

３．３　V－Ｔ線図

　 図6にインコネル718、713Cを加工した場合のⅤ－Ｔ 線図を示す。切削送り0.1mm／刃で比較すると、インコネル718の場合は、超硬K10種の 方がコーティングM20種よりも寿命が長く、適していると考えられる 。インコネル713Cの場合は、718よりさらに被削性が悪く、切削送りを0.05mm／刃にすることで718を0.1mm／刃で加工した場合と寿命時間 が同等となる。

4．結言

　インコネル718のエ ンドミル加工においては、超硬K10種が適し、 乾式による加工はチッピングの発生により工具寿命時間が短くなるため、大量の切削油をかけることが必要である。また、切削速度10～15m／minに抑える必要がある。

　 インコネル71 3Cは、インコネル718と比較しても相当被削性が悪く、切削送りを0.05mm／刃以下に落 とすことが必要である。工具の摩耗は、早期から小さなチッピングが生じるが、フラン ク摩耗が0.2mm 近くになって刃先が大きく欠損し、寿命となる。この欠損は、フランク摩耗が0.15mmを越えてすぐ起こる場合と0.2mmまで起こらない場合があり、寿 命に影響する。

表１　スローアウェイエンドミル

直径 外周切れ刃角 軸方向すくい角 半径方向すくい角 刃数 工具材種 チップ形状

40mm 90° ＋5° 0° 3枚（加工時1枚） 超硬K10 コーティングM20 TRKN1603PPR

図１　工具摩耗（インコネル718）

　図２　表面粗さ（インコネル718）

図３　湿式と乾式の比較（インコネル718）

図4　工具摩耗（インコネル713C）

　

　

図５　表面粗さ（インコネル713C）

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