シャフト加工で楕円になってしまう

Question

ＮＣ旋盤でＳＳ材全長３．５メートルφ６５mmのシャフトの先端部、約３５０mmをφ５５で加工した場合に真円にならない（ｈ7公差）0.015mmも違います。できるかぎり主軸シリンダ内にいれてもチャックから３メートル程度あります。材料のシャフトはミガキではないのでかなり振っていますし、長いので曲がっています。カラーを取り付け、振れ止め装置を２台使用しています。もちろん心押し台も使用、カラー（ボルト締め）は、爪側と振れ止め装置部に使用しています。回転をかなり下げたり、振れ止め装置を１台にしたり、もしくは無しでやってみたり、他いろいろと試しましたがダメです。技術的な問題と機械的な問題の両方のようですが、これ以上は無理かも。（機械の方はまだ新しく、剛性もあると思います）

Answer

やはり加工する部分で振れているのだと思います。3.5mにもなると、支点を増やさないと自重ではりのように曲がってしまうので、そのため真円にならないのだと思います。
　もし、チャック側も加工してもいいのであれば、汎用旋盤で、できる限り短く出して端面、外丸を仕上げておき、加工した側をチャックします。次に、触れ止め装置は、常に加工部分の近くになるような工夫をしてください。そうすれば、8マイクロメートルぐらいまでは出せると思います。
　また、超硬バイトで削っている場合は、あまり切削速度が遅いと切削が安定しない場合もあります。

Answer

ダイナミックバランス（回転中に重心が回転軸から外れてしまうこと）が取れていないと、主軸の回転が楕円になることは十分あり得ます。
　旋盤主軸のベアリングは、一般的には固定端（円すいころ軸受けの背面合わせ）と支持端で構成されています。
　このとき、固定端のベアリング予圧がどうなっているかということですが、高速回転を主に使用する仕様の場合発熱を考慮して、予圧が小さく設定されているはずです。
　もし、負荷のダイナミックバランスが取れていなければ、主軸回転の中心軸が振られることは十分考えられます。
　ご質問では回転数を下げてもダメとありましたが、誤差量と回転数に相関があるようなら、間違いなく、これが原因です。
　この場合は、材料のダイナミックバランスをとるか、主軸ベアリングの予圧を上げるなどの対処が考えられます。
　私たちの経験ですが、新しい機械では初期変動によって当初与えられていた主軸予圧が大きく減少し、むしろ隙間ありの状態になってしまったことがあります。一度、主軸のガタをダイヤルゲージ等で確認されると良いと思います。

シャフト加工で起こる楕円化の原因と対策方法