落ち着いて粉砕を続ける

生産研削作業では、部品表面のうねりが、機械またはプロセスで振動の問題が発生したことを示す潜在的な手がかりになります。検査で効果が見られる場合があります。または、ラッピングまたは研磨ステップがある場合は、波の除去にかかる時間が長くなると効果が見られる場合があります。ノートン砥石のメーカーであるサンゴバン研磨剤によると、これはほとんどの場合、ショップがプロセスに簡単な変更を加えることで振動の問題を解決しようとするポイントです。そして、その単純な変更はかなり良いアプローチかもしれません。

実際、チャタリングと呼ばれることが多い表面の波は、適切な修正を示している可能性があります。たとえば、表面グラインダーで機械加工された部品では、振動周波数（1分あたりのサイクル数）は、作業速度（1分あたりのインチ数）を2つの連続するびびりマーク間の距離（インチ）で割ったものに等しくなります。この関係を使用して振動周波数を見つけ、それが研削スピンドルの回転速度と一致する場合、これは、砥石、ホイールフランジ、または研削スピンドルが原因である可能性が高いことを示しています。ホイールを交換するか、フランジボルトを締めるか、速度を変更するだけで、振動の問題を解決または制御するのに十分な場合があります。

展開展開展開 接触長フィルタリングの接触長の計算方法。

ただし、他の場合（マシンの他の部分が関係する場合もあれば、システムの固有振動数が関係する場合もあります）、問題に十分に対処するには単純な修正では不十分です。このような場合、最善の対応策は、機械を修理し、故障した機械要素が振動によってワークピースに影響を与えている場合はそれを修理することです。しかし、サービスには時間がかかり、それは機械を生産から外すことを意味します。短期間の継続が必要なショップのために、研究者は、生産性を損なうことなく、また当面は機械を停止することなく、振動の影響を克服するためのプロセスを証明しました。

以下は、Saint-Gobainの企業アプリケーションエンジニアであるJohnHaganとMarkMartinによって書かれた「接触長フィルタリング」と呼ばれる手法に関する論文から派生したものです。切り込みの深さを増やしながら作業送り速度を下げることにより、全体的な生産性に正味の影響を与えることなく、激しい振動の影響を排除できます。

ホイールとワークの比率が大きい

接触長フィルタリングの目的は、振動の影響を受ける表面の波長に対して、ホイールとワークの接触長を非常に大きくすることです。前者が後者に比べて十分に高い場合、ホイールはワークピースから振動に関連するピークを効果的に除去し、振動がまだ発生している場合でも表面を滑らかにします。送り速度を下げるのと同じ倍数だけ切り込みを深くすると、材料の除去速度（したがって生産性）は同じままになります。

切り込みの深さは、接触の長さを制御します。明らかに、接触長さの増加は、材料の燃焼、ワークピースのたわみなどの悪影響を回避する必要があります。ホイールの切削深さは、標準の切削条件に比べて重いレベルまで増加しますが、それでもこれらの悪影響を回避します。

一方、送り速度（または作業速度）は、部品の振動マークの波長を制御します。作業速度を遅くすると、波長が短くなります。

接触長フィルタリングは、ホイールとワークの接触長の2倍がチャタリングの波長、つまり表面のうねりを超えると、滑らかな表面を実現し始めます。つまり、びびり振幅の低減に必要な条件は...

2 xコンタクトの長さ（ lc ）≥Chatter波長 （λchatter）

...上記の2つの図は、接触長（ lc ）およびChatter波長（λchatter） 。

この技術は常に機能するとは限らない、と研究者らは述べています。すべてのプロセスで、振動波長を十分に低くしたり、接触長を十分に長くしたりすることは不可能です。このような場合、残っている唯一の解決策は、とにかく実行する必要がある解決策です。つまり、振動の根本的な原因を特定して修正するために時間をかけます。極端な振動にもかかわらず、接触長フィルタリングが滑らかな表面の加工に効果的だった場合については、サイドバーを参照してください。

この記事は、 Modern Machine Shopの編集長であるPeterZelinskiによって書かれました。 もともとは2018年12月版に登場しました。許可を得て複製されました。