真円度形状（花びら状）について

質問

旋盤加工で加工ワークの真円度が花びら状になります。
真円度としては、1～2ミクロン程度で良好ですが、更なる精度向上を目指すため、この山／谷を小さくするために有効な方法についてアドバイスをお願いします。
また、研削盤では、砥石スピンドルとワークスピンドルの共振で花びら形状が発生すると、本HPで見ましたが、今回はワーク回転、工具は固定バイトです。一般的に発生要因として考えられる点についても、アドバイスをお願いします。

回答No.5

noname#230359

そもそもになってしまいますが
旋盤加工は加工パスが螺旋状になります。
真円度測定では円筒を直角に計測します。
加工目≒真円度測定の花びら凹凸
でないですかねぇ。
バイトのワイパー部の凹凸量（ワイパーチップ使っていれば）と
回転あたり送りである程度限界はみえると想像できます。
他でいえば
ベアリングとか共振とかのお話もありますが
その領域でないような。
バイトの切削振動による粗度のほうが現実的でないかと
個人としては想うのですが。。

回答No.4

noname#230359

ベアリング軸受？？　なら、その限界に達していて、ユーザサイドでの対策はほとんど無いように思います。

加工対象はサブミクロンではないが精密部品量産工場で、動圧軸受けを使った特別仕様機械が多数並んでいたのを見ました。

　　http://www.ntn.co.jp/jimtof2004/pdf/PrecisionBrgs-j/PrecisionBrgs-j-005.pdf
玉屋さんが＜花びら状＞＜非繰返し触れ精度＞＜リサージュ波形＞について書いてるが、製造元での設計留意事項のアウトラインに触れてるだけ。

別の話で、身近でサブミクロン精度が必須となり、仕様を決めて導入し、結果カクカクシカジカと自慢げな報告・・・要するにそれって高価な機械買っただけジャン・・・と言いたかった。
そうなるのも無碍なるかな

回答No.3

noname#230359

スピンドルそのものは問題なさそうということでしたら、
◇モータの電磁
◇ベルト
◇油圧の脈動
等による振動の影響を調べられてはどうでしょう。

>スピンドルの転がり軸受による影響

真円度が花びら状→規則的ということでしたら、軸受以外に原因があると思います。

可能であれば、主軸フリー回転(モータが電磁していない状態での回転)や油圧のモータが起動していない状態で切削してみるなど、
個々に検証していけば、原因が特定できるかも知れません。

お礼

アドバイスありがとうございます。
あらゆる点から、引続き検証作業をしています。
原因の特定は困難かと思いますが、スピンドルの固有振動とその他要素部分の共振によるものが有力なのでしょうか？　あるいは、スピンドルの転がり軸受による影響などはあるのでしょうか？

回答No.2

noname#230359

・どのような旋盤で
・どのような形状の
・どのような材料を
・どのようなセッティングで
・どのような切削工具にて
・どのような切削条件で
加工されているかが書かれていないので回答が難しいです。

真円度１～２ミクロンの高精度で加工できていることから、さらなる
加工品位の向上には生半可な対策では難しいと思われます。

・機械の油圧源を切り離す
・周辺の機械振動の影響を排除するため基礎を切る
・アンカで機械をしっかり固定する
・ネガのインサートをポジに変更する（切削抵抗低減）
・インサートのノーズＲを小さくする（　　〃　　　）
・摺動面あるいは直動ガイドの潤滑供給量を増やす
・摺動面カバーに十分な給油を施す
・ワークや工具の取り付け剛性を高める工夫を行う
・高精度のチャックを用いる
・切削条件を上げ下げしてみる
などが考えられます。

また、工作機械メーカに相談して
・Ｘ軸Ｚ軸のサーボ調整を行う
・摺動面の送り軸であればギブの再調整を行う
などを行うことも一案です。

なお、機械の送り軸が摺動面では無く直動ガイド方式の場合、切削力
やサーボによる微振動が、切削面に転写される可能性があるかもしれ
ません。

因みにフィールドバランスで、G1/5,000min-1は凄いですね。
自社で調整されていらっしゃるのですか。
１面バランスの場合、遇不釣合いの可能性も考えられますが、真円度が
良いので、バランスの影響の可能性は小さいと思われます。

「スピンドルの固有振動とその他要素部分の共振」は、
?主軸やワークをハンマリングして固有振動数を測定
?主軸の回転速度を±２０％ぐらい振って加工して真円度形状を比較
することで、検証できると考えます。
（?の測定手段が無ければ?だけでも行う価値あり）

回答(4)さんご記載の玉屋さんの資料を拝見いたしましたが、
直感的には、固有振動数・共振よりも、こちらのベアリングに起因する
問題の方が有力であるように思われます。

お礼

アドバイスありがとうございます。
詳細スペック等は、開発案件のため記載できないのですが、フィールドバランスは2面でとっています。各項目については、できるだけ検証してみたいと思います。原因の特定は困難かと思いますが、スピンドルの固有振動とその他要素部分の共振によるものが有力なのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

スピンドルのバランスは調整しましたでしょうか？　例　加工回転数8.000rpmであれば　8.000rpmにて　バランス調整

お礼

早速の回答ありがとうございます。
文章が切れてしまっていますが、フィールドバランスは加工時の回転数（5,000rpm）にてG1以下基準にてとっていますので、スピンドルとしては問題はないと考えています。