エンドミル加工におけるびびり振動回避に関する研究－びびり振動の安定限界に及ぼす切取り厚さの影響

摘要

エンドミル加工は，凹凸曲面の形状を削り出すのには欠かせない加工の一つとして，金型加工や複雑形状製品の加工で広く用いられている．エンドミル加工はその特徴上，深溝加工のようにL/D（L：工具突出長，D：工具径）が大きい状態での加工や，インペラーディスクの翼面加工のような薄肉製品の加工に使用されることが多い．この様な加工では工具やワークの剛性不足に起因したびびり振動が発生しやすく，加工面品質や加工能率，工具寿命の低下を招くため製造上問題となる．びびり振動の予測手法に関する研究は数多くされており，特にびびり振動の安定限界線図は，びびり振動回避の有効な手段として広く用いられている．しかしながら，従来の安定限界解析で用いられる比切削抵抗は，切取り厚さ（送り量）によらず一定値を用いることが一般的であり，特に送り量が小さい仕上げ加工においては，十分な予測精度が得られていない．本研究では，切取り厚さによる寸法効果を考慮することで安定限界解析の予測精度向上を試みた．具体的には，まず切削抵抗測定により送り量と切削力の関係を調査し，送り量を考慮した比切削抵抗を求める．次にこの比切削抵抗と低剛性ワークのコンプライアンス伝達関数測定値から安定限界を解析する．さらに，加工実験により解析モデルの妥当性を検証した．