研削加工時の振動測定に関して

Question

いつもお世話になっております。
現在、コアドリルによりワークのくり抜き加工を行っているのですが、
加工時の衝撃音発生が問題となっています。（回転数:90rpm）
そこで、?衝撃音発生無し、?衝撃音発生ありの２回くり抜き加工を行い、振動測定を実施しました。（測定点:ワーククランプ部）
測定結果を見てみると、
1.暗振動の測定では、?、?共に200Hz付近にピークがある。
2.加工が進むにつれて、200Hz付近の振動レベルが大きくなる。
3.?では、?で見られなかった5～6KHｚ付近の応答が見られる。

以上の3点の特徴があることがわかりましたが、このような場合、特徴的な周波数帯に応じて設備の問題点を把握することが出来るのでしょうか。
ネット、文献等で調査を行いましたが、わからない状態で困っています。

何卒宜しくお願い致します。

Accepted Answer

コアドリル＋研削加工なら、ワークはセラミックス? 工具はダイヤモンド？ 回転数:90rpmは相当デカイ穴？

それが加工が進むにつれ高い振動音が増す・・・工具のビビリだと思います。
残ったワークの芯が振動しだすのかもしれませんが、高い振動＝高次モードは出にくいはず。

なぜそうなるか？、深くなると加工液の供給が悪くなり切り屑の排除が進みにくくなってる。砥石の詰まりが発生してる。

●発生源を突き止める→工具（ワーク）の形状をふって、振動の具合を観測する。僅かな重量を付加したり取り去る。または振動を減衰させるダンパー
を付けてみる。

対策としては、こんなところでしょうか、、、
?コアドリルの剛性を増す。
?時には工具を回転させてるスピンドルを含めた振動剛性を増す。
?加工液供給をスムーズにさせる方策。液圧を増す等。
?深くなるにつれ加工条件を落とす

Answer

暗振動ですでに200Hzが出ていて，加工時にその成分が増加するとのこと。元々200Hzの加振源が何かがわかっていないので何とも言えませんが，加工時，ワーククランプ部は200Hzで加振されているのでしょうね。
また，5～6kHzにピークがあるということですが，この辺の周波数が影響しているなら，「キーン」という耳に付く音が聞こえていると思います。人間は，比較的この辺りの周波数に敏感です。
まず，その衝撃音の周波数は？　これを調査するのが先決でしょう。でないと，狙いの周波数が特定できません。それと，なぜクランプ部の振動を計測したのでしょう？　計測位置によって，立ち上がるピーク周波数は異なります。

?加工中の音を計測してFFT。どの周波数帯にピークがあるか。
?次に，どの部分が加振源なのか？を検討し，その部位について振動測定。

という順番になると思います。

?については，実験モード解析を実施することをお勧めします。物体は固有振動数に対して，独特な変形形状(モードシェイプ)を持ちますが，このモードシェイプを知る方法とでも考えて下さい。これがわかれば，その固有振動数を上にシフトさせるために，どこを補強すれば良いか等の手掛かりが得られます。

モード解析については，振動工学の本やHPであれば，必ず書いてありますので，御自身で勉強されると良いと思います。

繰り返しですが，?は大事です。ピックアップが置きやすい位置だから，その位置で振動測定したとかであれば，言語道断ですよ。

以上，御参考まで。

研削加工時の振動測定に関して