ステンレス鋼の小径深穴ドリル加工における加工穴性状改善に関する研究

摘要

原子炉圧力容器は,ステンレス鋼製鍛造リングを溶接して組み立てられる．溶接部は残留応力が存在するため,同様の熱処理を受けた余材から試験片を切り出して残留応力測定（DHD法）が実施される．DHD法による測定では,高アスペクト比の小径深穴が必要となる.この測定のために例えば,直径D2.0mm,穴深さL200.0mm,アスペクト比(L/D)100の加工穴が必要となることから，本研究ではドリルを用いた切削加工によりDHD法測定のための加工穴を作製する．通常,ドリルを用いた穴加工では工具直径と穴深さのアスペクト比が3～5を超えるような加工は深穴加工と呼ばれ，加工が困難であるとされている．また,深穴加工ではアスペクト比が大きくなるに従っての切りくずの排出不足や，切削熱の上昇による加工精度の悪化やドリル寿命の低下をまねく．さらに,小径ドリルによる深穴加工では,工具径が小さいことから通常の穴加工にと比べて低い切削速度で加工することや,工具の剛性が不足することからの座屈や折損が発生することが考えられる．また,ステンレス鋼の切削加工では加工硬化も問題になると考えられる.しかしながら,現在ステンレス鋼の小径深穴加工における切削特性は十分に解明されておらず,また,L/Dが100を超えるような小径深穴加工についての報告例ほとhど見られない．このことから,本研究では小径ドリルを用いたステンレス鋼の深穴加工において切削条件,油剤供給方法が工具に及ぼす影響について調べた．