https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe1986/54/11/54_11_2144/_pdf/-char/ja
タイトル (Title)
Study on Behaviour of Cutting Strain in Ductile Material by Photoelastic Coating Method
光弾性法による延性材切削ひずみ挙動の解析
ジャーナル名および発行年 (Journal Name & Publication Year)
精密工学会誌 (JSPE Journal), 1988年11月
最初と最後の著者 (First and Last Authors)
Akira KUMABE, Kouji YAMAMOTO
最初の所属 (First Affiliations)
Kurume Institute of Technology
要旨 (Abstract)
アルミニウムを対象とした二次元切削中のひずみ挙動を光弾性皮膜法で解析し、切削瞬間および残留ひずみを分離し観察した。結果、延性材の切削ひずみ挙動は塑性変形材料の特性を示し、加工硬化材の場合は弾性に近い挙動が明らかとなった。
背景 (Background)
切削加工中のひずみ分布と残留メカニズムは解明が進んでおらず、本研究は光弾性法を用いてこれらを可視化し分析を試みた。
方法 (Methods)
光弾性皮膜をアルミニウム試験片に接着し、切削中の等色線および等傾線を観察。刃先前後のひずみを記録し、残留ひずみを分離。加工硬化材や無歪材を用いて比較実験を実施。
結果 (Results)
刃先前方では単軸圧縮ひずみ、後方では単軸引張ひずみが発生。
加工硬化材の切削は弾性材料に近い挙動を示し、残留ひずみは無歪材に比べ少量だった。
議論 (Discussion)
切削中のひずみ方向や加工硬化材の挙動に基づき、延性材の残留ひずみメカニズムを説明。刃先移動に伴うひずみの逆転が特性を左右することを明らかにした。
従来研究との新規性 (Novelty compared to previous studies)
従来不明だった延性材のひずみ挙動を光弾性法で定量的に可視化し、加工硬化材の弾性的挙動を比較的精密に測定。
限界 (Limitations)
材質特性の変化が等色線形状に与える影響を完全に解明しておらず、さらなる研究が必要。
応用可能性 (Potential Applications)
加工硬化材や延性材の切削条件最適化への応用、また残留ひずみの評価による精密加工技術の向上。
結晶粒の影響を考慮しなくて良い範囲の切込み深さとはなんですか？
論文によると、「結晶粒の影響を考慮しなくて良い範囲の切込み深さ」とは、被削材を連続体として扱える切削条件のことを指します。この範囲では、結晶粒のサイズや方向性が応力・ひずみ挙動に与える影響を無視でき、切削時の力学挙動をマクロスケールで単純化して解析することが可能です。
具体的には、以下の条件を満たす切削が対象となります：
切込み深さが結晶粒の平均サイズより十分大きいこと。
結晶粒の方向や配置の不均一性が、切削中に生じる全体的な応力・ひずみ分布に顕著な影響を与えないこと。
論文では、この前提のもと、二次元切削のひずみ分布をマクロスケールで解析し、結果を得ています。
