テスト勉強をしていてどうしても分からないのですが、加工時の切削熱の伝達割合なのですが、切削速度が高くなると切りくずに伝わる熱量が増大して、工具や被削材に伝わる熱の割合が減少する原理が分からないのですが、どうかご教授して下さい、お願いします!!!!

A 回答 (1件)

一般に、「高速加工」と呼ばれる加工方法のことですね。


確かに切りくずがほとんど熱を持って逃げます。

切削時の熱は、工具のすくい面が切りくずをすくい上げる際に発生する、切りくずのせん断による熱や摩擦による熱が大半です。
その熱が工具と材料に伝わるのですが、熱が伝わるのにも速度があります。
熱が伝わる速度よりも切削の速度が早くなると、発生した熱が工具や材料に伝わる前に切りくずが工具から離れ、結果的に切りくずが切削の熱のほとんどを持って行ってしまうのです。

手を浸けるのが難しいくらい熱い風呂の湯船にゴミが浮いているとき、手を御椀型にして素早く熱い湯と一緒にゴミをすくい出せば、さほど熱い思いをせずに湯とゴミを湯船から飛ばすことができすが、これとよく似ています。

熱にも伝わる速さがあるために、起こる現象です。
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説明してある部分の他に多分条件がある、と思いますが。
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tですね

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熱に関する熱伝導の1次元の支配方程式は、以下のようになります。
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因みに今はCNC、コンピューターによる数値制御です。

NC旋盤は普通に旋盤ですね。ワークを普通は3方爪でチャックして、
回転しているところに、刃物を当てて削ります。
カンナ台は普通旋盤では四角のカンナ台が多いですが、
NCでは刃物をたくさん使いたいのでターレーット型が多いです。

NC自動旋盤とNC自動盤は私には区別付きません。
元々の自動盤から派生してますから、バーフィーダーとの組み合わせで使うケースが
大半です。チャックの場合とブッシュの場合があります。
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お尋ねの違いですが、NC旋盤では一般的にロボットを使うにしても
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最近は、自動工具交換やパーツフィーダーの普及で区別がつきにくいですね。
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明確な区分はしにくいです。

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溶融状態から固形状態になるのであれば、熱伝導率が大きく変化するでしょうし、200℃から18℃になるのであれば、周囲の水への熱伝達率も大きく変化します。単純な自然対流で仮定できるのかも分かりません。また冷却水温も上がるのではとも思います。

物性値変化が正確に分かっていれば、非定常解析ができるCFDで解くことができるでしょう。

CFD解析ができず、ざっくり知る程度であれば、形状が平板なのか円柱なのか分かりませんが、断面形状毎で種々のハイスラー線図が解かれていますので、固体として上記変化を無視しして解くことはできます。

いずれにせよ、熱電対か何かを埋め込んで実測値と比較し、物性値を求めるには役に立つと思います。

Q切削加工について

分かる範囲でいいので、教えてください。

高精度切削加工をするための、条件として、工作機械の高精度化がありますが、工具に起因する条件を調べてます。
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お願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。
高精度切削加工で工具に起因する条件ですか・・・もっと絞り込みできないですか?
では思いつくままに工具先端から
1,刃物(この場合は直接被削材と接触する物のこと 以下刃物)の被削材との硬度差 経済的に削るには 3倍以上必要と言われています。
2,刃物の強度 一般的に堅い物ほど脆いです セラミックスの茶碗は落とすと割れますよね。 
3,刃物と被削材との相性 刃物が堅ければ良いと言うものではない 例えば硬度の一番高いダイアモンドがあれば全ての加工が出来そうですが アルミぐらいしか削れません これは2,の強度の点と 鉄に含まれる炭素とダイヤモンドの主成分の炭素が加工中に 結びつき(親和性って言います)脱落していくためです。
1,2,3,共に加工中の高温時に重要です。
4,刃物の形状 
5,刃物のホルダ-(刃物の保持具 以下ホルダ-)への取り付け精度 フライスなどでの複数歯数の工具(例えばエンドミル)の場合取り付け精度がでていないと 一部の刃への負荷が多くなり破損します また面の仕上がりも悪化します。
6,ホルダ-と機械主軸の取り付け精度 5,と同じ現象が起きます。
7,ホルダ-の強度 切削によって様々な 外力がかかりますがそれに負けない強度(デザイン)が必要です。 負けると  5,と同じ現象が起きます。
8,ホルダ-&刃物(本当は主軸も含む)の熱が加わった時の延び 加工の熱が刃物&ホルダ-に伝わり延びます。

以外にも まだまだ条件が有りますが 1~8が良い状態でないと精度が出ない理由になります。
 

こんにちは。
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Q熱貫流率と熱伝達係数について

熱貫流率と熱伝達係数は同じ物でしょうか?
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E9%81%94%E4%BF%82%E6%95%B0
http://hmk-polaris.web.infoseek.co.jp/zisyo_syosai/netsukanryu.html
ここを見ると次元は同じようですが

Aベストアンサー

次元は同じですが定義としては違うものです。
熱伝達係数は主に流体から個体など2種類の物質間での熱流束を集中定数化して扱うもので、一般に
q=α(Tw-T0) [W/m^2]
などの形で書かれます。(ここでTwは個体表面温度、T0は流体の基準温度)
熱貫流率は、板を挟んだ流体間の熱伝達などをそれらの流体の温度差で表したときの係数で、一般には
q=K(T1-T2) [W/m^2]
K=1/(1/α1+l/λ+1/α2) [W/K・m^2]
などの形で書かれます。(ここでαは各流体から板への熱伝達係数で、λは板の熱伝導率、lは板の長さ)
種々の流体、板の材質の組み合わせについて熱貫流率を求めておけば、流体の温度差だけで通過する熱流束の値がわかるので、設計時などには非常に便利な考え方です。

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皆さんの知恵をお貸しください。

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実用上可能かどうかはわかりません。速度を上げれば(シェーパーで出せる速度はしれているが)ダイヤモンドは燃焼してしまうだろうし、速度が低ければバイトが破壊してしまいそうですね。
何故超硬合金へのV溝加工を単結晶ダイヤで加工しなければならないのか(研磨で何がいけない)わかりませんが、手動で、単結晶ダイヤのバイトで超硬合金のエッジをなめればエッジは落ちると思いますので(連続切粉が出来るかどうかは未確認)条件さえ合えばV溝加工は可能だと思います。ただし、工業的に超硬合金を単結晶ダイヤバイトによる非回転加工というは、あまり聞いたことがありません。

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Aベストアンサー

こんにちは。

熱伝導は、
・温度勾配(単位距離当たりの温度差)に比例
・熱伝導する経路の断面積に比例
・熱伝導する経路の部分の物質の熱伝導率に比例
の3つだけです。
http://100.yahoo.co.jp/detail/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E5%B0%8E/
ちなみに、熱を電気に置き換えてみると、
・電流は電圧に比例
・電流は電線の太さ(断面積)に比例
・電流は電気伝導度(電気抵抗の逆数)に比例
ということで、ほとんど同じ考え方ができます。

ところが熱伝達となると、上記の熱伝導の因子のほかに、固体と気体・液体との熱のやり取りや流体力学の因子が加わり、いきなり難しくなります。
「流体力学」という名称は、一見、理論的な力学のようですが、実は経験式だらけの世界です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E9%81%94%E7%8E%87


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