star旋盤：フライス加工時の振動をどのように低減するか？

フライス加工の際、star旋盤では、切削工具、ツールホルダー、工作機械、被加工物、あるいは治具に存在する制約により、振動が発生することがあります。この振動を低減するには、適切な対策を講じる必要があります。

01 切削工具

1）面削りにおいては、切削力の方向を考慮しなければならない：

90°のフライスを使用する場合、切削力の大部分は半径方向へと集中します。長スパンという加工条件下では、これによりフライスの振れが生じやすくなります。しかし、薄肉部品や振動に敏感な部品をフライス加工する場合、軸方向の力が小さいことは有利に働きます。

45°のフライスは、均一に分散した軸方向の力と半径方向の力を発生させることができる

円形刃のフライスは、特に切込み深さが浅い場合、かなりの力を主軸に沿って上方向へと誘導します。また、10°のフライスは主な切削力を主軸内部に伝達するため、長い工具のオーバーハングに起因する振動を低減します。フライス加工においては、切削工具、シャンク、工作機械、被削材、あるいは治具の制約により振動が発生する可能性があります。振動を低減するには、いくつかの対策を講じる必要があります。

01 切削工具

1）面削りを行う際は、スター旋盤の切削力の方向を考慮しなければならない：

90°のフライスを使用する場合、切削力は主に半径方向に集中します。長スパン条件下では、これによりフライスが振れやすくなりますが、薄肉部品や振動に敏感な部品をフライス加工する際には、軸方向の力が小さいことが有利となります。

45°のフライスは、均一に分散した軸方向の力と半径方向の力を発生させることができる

円形刃のフライスは、特に切り込み深さが浅い場合、力の大部分を主軸に沿って上方へと導くことができます。また、10°のフライスは、主な切削力を主軸に伝達することで、工具の長いオーバーハングに起因する振動を低減します。

02 ツールホルダー

モジュール式シャンクシステムを活用することで、必要な長さに合わせた工具を組み立てることができます。また、組み立て工程においても高い安定性を維持できるのが特徴です。さらに、振れ量を小さく抑えることも可能です。

1）工具アセンブリの剛性を可能な限り高く保ち、長さを可能な限り短くする

2）可能な限り大きな接続棒の直径／サイズを選択する

3）適切なサイズのフライスに合う延長シャフトを使用し、径が小さい延長シャフトの使用は避ける

4）小型のフライスについては、可能であればテーパー付き延長シャフトを使用すること

5）1回の切削で部品の奥深くまで切削を行う工程において、あらかじめ設定された位置で延長工具に交換し、各工具の長さに応じて切削パラメータを調整する。

6）主軸回転数が上限を超える場合は、動バランス調整済みの切削工具およびツールホルダーを使用すること

03 防振フライス

オーバーハング比が工具径の4倍を超える場合、フライス加工時の振動がさらに顕著になる可能性があり、防振フライスを使用することで生産性を大幅に向上させることができるのでしょうか？

04 切削刃

STAR旋盤の切削力を低減するには：

1）鋭い切削刃を持つ、軽負荷用の溝型-Lおよび薄コーティング材を選択する

2）刃先の円弧半径が小さく、平行刃部が短い刃を使用する

場合によっては、システムにさらなる減衰を加えることで振動の傾向を低減させたり、切削刃の溝形状のうち前角がより大きいものを採用したり、あるいはわずかに摩耗した切削刃を使用したりすることで、振動を抑制できることがある。

05 切削パラメータと工具経路のプログラミング

1）必ず、フライスを切削面に対して中心からずらして位置決めすること

2）半径方向の切り込み深さを小さくし、最大aeをdcの25％とする。長刃フライスやエンドミルについては、軸方向の切り込み深さを大きくし、最大apをDeの100％とする。

3）面削り加工を行う際は、切削深さapを小さくし、送り量fzを大きく設定するとともに、円形チップ付きフライスを取り付けるか、または主切り角の小さい高送りフライスを使用する。

4）大きな円弧を描く切削経路をプログラミングすることで、コーナーでの振動を回避する。内角のフライス加工を参照のこと。

5）切りくずの厚さが薄くなりすぎると、切削刃が切削ではなく削り取りを行うことになり、その結果、振動が発生します。このような状況では、1歯あたりの送り量を増加させる必要があります。

06 工作機械

工作機械の状態は、フライス加工時の振動傾向に極めて大きな影響を与える可能性があります。主軸のベアリングや送り機構に過度な摩耗が見られる場合、加工性能が期待通りに発揮されない状況が生じます。工作機械が本来備えている安定性を十分に活用できるよう、加工時の戦略および切削力の方向を慎重に検討する必要があります。

どの工作機械の主軸にも、振動が発生しやすい不安定領域が存在する。安定切削領域は安定性図によって表され、回転数の上昇に伴い拡大します。たとえ50rpmというわずかな回転数の増加であっても、切削プロセスを振動を伴う不安定な状態から安定した状態へと移行させることができます。

07 ワークおよびその治具

薄肉部品のフライス加工を行う際、あるいは底面を持つ部品のフライス加工を行う際、また治具の剛性が低い場合には、star旋盤の編集部としては、以下の点を考慮に入れるべきだと考えています：

1）治具は工作機械のテーブルの近くに設置すること

2）工作機械の方向に向け、治具の強度が高い位置に合わせて工具経路を最適化し、送り方向を調整することで、安定した切削条件を確保する。

3）ワークが十分に支持されていない方向への加工は避ける

4）治具やワークピースの特定の方向における剛性が不十分な場合、逆ミリングという手法を用いることで、振動の発生を抑えることができる。

治具の剛性が低い場合は、工作機械のテーブルに向かっての送り方向を使用する

なお、今回の切削は2回目の切削深さの半分で行い、2回目の切削は3回目の切削深さの半分で行い、以下同様に進めてください。

東莞市には、「肇興精密機械有限公司」という企業があり、主に多種多様な製品を取り扱っています。その中には、日本の津上製インフェード旋盤をはじめ、STAR製旋盤、津上製旋盤、縦型切削機、津上製マシニングセンター、津上製インフェード盤、津上製タレット盤、津上製外径研削盤、津上製旋削・フライス複合機、そして日本のNTK製切削工具などが含まれています。この「肇興精密機械有限公司」は、常に顧客にコストパフォーマンスに優れた製品と、きめ細やかなアフターサービスを提供することに尽力しています。同社は品質を命と同様に重要視し、顧客を神様のように尊びます。多角的な加工体制を通じて、顧客のワンストップ調達ニーズに応えています。ご不明な点がございましたら、以下の連絡先までお気軽にお問い合わせください：俞波／携帯電話：／電話番号：0769－。