title 木材の超音波振动切削における切込过程の特征 author(s) 藤原 .pdf

Title木材の超音波振動切削における切込過程の特徴 Author(s)藤原, 勝敏; 杉原, 彦一; 松下, 隆志 京都大学農学部演習林報告 = BULLETIN OF THE KYOTO Citation UNIVERSITY FORESTS (1979), 51: 257-266 Issue Date1979-12-20 URL /2433/191672 Right Type Departmental Bulletin Paper Textversionpublisher Kyoto University 257 木材の超音波振動切削における切込過程の特徴 藤 原 勝敏 ・杉 原 彦 一 ・松下 隆 志 Characteristics of Incision Process in Ultrasonic Vibratory Cutting of Wood Katsutoshi FUJIWARA, Hikoichi SUGIHARA and Takashi MATSUSHITA 要 旨 木材の超音波振動切削において認められる切込促進効果を検討するために,勾 配切削方法を用 いて,微 小切込における切込量と切削力の関係,切 削力の変化過程の特徴等を明らかにした。結 果は次のように要約できる。 1)切 刃が被削材の傾斜表面に接触すると背分力は立ち上り始め,切 込量の増大とともに増加 し,切 屑発生点において最大となり,以 後漸減し,あ る程度切込量が大きくなると負になる。一 方,主 分力は一般に切込量の増大とともに増加する。 2)振 動切削における切屑発生点の切込量tpは 無振動切削におけるそれよりも小さく,か つ振 幅が大きいほど小さく,明 らかに切込促進効果が認あられる。また ∫pはその切刃による切削距 離Lの 増加とともに大きくなる。切屑発生点の背分力および主分力についても以上と同様の傾 向が認められる。ただし,主 分力はLの 増加に関係なくほぼ一定の値になる。 3)無 振動切削において,切 屑発生点の主分力は背分力に匹敵する大きさを示す。ところが,振 動切削におけるこの点の主分力は背分力よりも小さく,さ らに無振動切削の主分力に比較して極 端に小さく,場合によっては負の値になる特徴的現象が認められる。なお,平 削りの振動切削に おいても微小切込量領域では主分力が負になる可能性がある。木材の超音波振動切削における切 込促進効果は主分力のこのような特性と密接に関係しているものと考えられる。 4)勾 配切削における切削面のうねり曲線から,微 小切込段階における切削過程の特徴をある程 度明らかにすることができる。 5)平 削りにおいて切屑が発生するために必要な最小限の切込量は勾配切削におけるそれとほぼ 一致するものと推定される。また平削りにおける臨界切込量(背 分力が0と なる切込量)お よび この切込量における主分力は勾配切削におけるそれらとほぼ一致する。 1.緒 論 切削において,切 屑が発生するためにはある大きさ以上の切込量を必要とするが,こ の切込量 の限界値は一般に微小である。木材の超音波振動切削におけるこの切込量は無振動切削(従 来の 切削)に おけるそれよりも小さいことが実験的に明らかにされている1)。すなわち,切 込促進効 果(切 刃が被削材に切込み易くなる効果)が 存在する。 本研究では,こ の効果をさらに詳しく検討するために,切 削中,切 込量が直線的に増大する勾 配切削方法を用いて,振 動切刃と被削材原表面の接触,そ れに続く切刃の擦過そして切屑の発 生,切 屑厚さの漸増,い わ