切削振動
切削振動は、細軸の旋削や薄肉部品の旋削などで発生します。振動が大きくなると、振幅が数十μmを超える激しい振動となり、多くの騒音を伴います。 切削加工では振動が100μmを超える場合があります。 加工は可能ですが、加工面に明らかな振動傷が残りますので、仕上げ面には認められません。
切削振動の危険性をイメージする
金属の切断時に発生する振動は非常に有害な現象です。
1. 部品の表面品質に影響を与える
加工中に振動が発生すると、工具とワークの間に相対的な変位が生じ、加工面に振動痕が発生し、部品の表面品質や性能に重大な影響を及ぼします。
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2. 工作機械と工具の寿命の短縮
切削振動中、プロセスシステムは動的交互荷重に耐え続け、工具は摩耗しやすく（欠けさえも）、工作機械の接続特性が損傷し、ひどい場合には切削プロセスを続行できなくなります。
3. 騒音は作業者の健康を害します。
振動によって発生する騒音もオペレーターの健康を危険にさらします。
振動を低減するには切削量を減らさなければならない場合があり、工作機械加工の生産効率が低下します。
したがって、この種の加工機を正常に動作させるためには、切削びびりの抑制がますます重要になっています。
切削振動の分類
切削振動の原因
ワークを切削する際の工具の振動には、次の 3 つの条件が同時に存在する必要があります。
1つ目は、ツールを含めた加工系の剛性が不足しており、固有振動数が低いことです。
2つ目は、切削により十分に大きな外力が発生するため、
3 つ目は、外部加振力の周波数がプロセス系の固有振動数と同じであり、共振することです。
切削振動をなくすには
(1) 解決策
1つ目は、切削抵抗を最小限に抑えることです。
2 つ目は、ツール システムまたは治具とワークの静的剛性を可能な限り高めることです。
3 つ目は、工具ホルダ内に別の振動を発生させて、外部から駆動される切削力の振動周波数を妨害し、それによって工具の振動をなくすことです。
(2) 対策
1. 1つ目は、切削抵抗を最小限に抑えることです。
(1) 鋭い刃を使用し、切削抵抗を低減します。
(2) 切り込み深さが一定の場合、刃先円弧半径は小さくしてください。
(3) 細いツールバーを備えたボーリングカッターや細いシャフト部品の旋削には、90-度のリード角工具を使用する必要があります
(4) 細いロッドのフライスでは、丸刃フライスが振動低減に最も効果的です。
(5) プランジ加工法は、細いロッドエンドミルで深い空洞を加工する場合によく使用されます。
(6)正面フライスは粗刃不等間隔フライスを採用し、加工振動を低減します。
(7) 内穴加工時のインサートの刃先角度は小さいほど良い
2. ツールホルダーの静的剛性（静的靭性）の向上
シャンクの静剛性を高めるために超硬ソリッドまたは重金属シャンクを使用してください。
3. 工具の動的剛性の向上 – パッシブダンピングと防振ツールホルダー
