温度上昇と工具寿命の関係

火は、人間の生活にとって、欠かすことのできないものです。

人類の歴史を紐解いてみると、全ての時代を通じて、人の営みを支えてきたのが、火であることに気が付くでしょう。

今は、スイッチ一つで簡単に火をつけることが出来ますが、古代にはそんな便利なものは無く、毎回、人力で火を起こしていました。

非常に労力の要る作業です。これを簡単に済ませたいと、右図のような道具を思いついた人がいました。

紐の張力を利用し、中心の棒を回転させると、先端が擦れ、摩擦を発生させます。その摩擦により、熱が発生し、火を起こします。まさに先人の知恵ですね。

ところで、この道具、「切削加工」に似ていると思いませんか？

高速で回転する物体が、別の物体と摩擦を起こすところは、工具刃先が擦れて、摩擦を起こす姿に近いと思いませんか？

火おこしと同じで、切削加工でも大きな熱が発生します。

工具刃先が被削材と擦れて発生する摩擦(それと被削材をせん断変形させる力)が熱の原因です。

これは、切削加工にも当てはまります。

刃先が被削材を擦る速さ(切削速度)が上がるほど、刃先の温度も上がっていきます。

右図では、切削速度50m/minの時は、600°Cですが、200m/minでは、800°Cを超えています。

また、常に刃先が被削材と接している場合と、そうでない場合では、温度上昇に違いがあります。そうです、上で話したように、頻繁に刃先が離れる加工(断続加工や転削)よりも、常に刃先が被削材に触れている加工(連続加工)の方が、温度は上昇しやすいのです。

刃先の熱と工具寿命には、密接な関係があるのですが、その話は、また次回に。