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旋削加工中のワークの浮きについて
2023/09/06 13:49
- 旋削加工中に製品が浮く現象について詳細を説明し、対策方法を教えてください。
- 旋削加工中のワークの浮きについての物理現象について説明し、対策方法を教えてください。
- 旋削加工中にワークが浮く原因と対策方法について詳しく教えてください。
旋削加工中のワークの浮きについて
2012/08/30 09:51
情報があまりないので質問させてください。
製品を旋盤で加工中に製品が浮くことがあります。
（切削速度 360m/min、取代 1.8mm、送り 0.2mm/revで端面 内→外 加工中 材料はSS400）
浮くことの対策は試行錯誤中で浮くメカニズムから対策内容を考えようと思っています。
切削抵抗については理解しているつもりですがどうしても浮くことについての物理現象を説明できません。
切削抵抗の何かが浮く力になるのか？
切削中に働く力について見落としている内容があるのか、ご存知のかた教えて下さい。
すいません、説明不足で追記します。
製品が浮くのは旋盤チャックの基準金からです。
旋盤は購入してから1年未満で、設備側（主軸、チャック、工具まわり）のガタや不具合は見つかりませんでした。
また、加工ツールは市販されているＣ型チップ（ネガ）で加工径はΦ230になります。
書き忘れまた。
チャックはコレットチャックで引きこみタイプで、基準金の着座で監視しております。クランプ時には密着を確認できておりますが加工中にこのレベルが下がり異常となる（浮いている）状況です。
浮きの量は確認できておりません。
その他の回答 （8件中 6～8件目)
他の回答者さんの記述の如く、旋盤の老朽化等によるガタで発生する場合があります。
その他に、コレットチャックが弱くて発生する場合があります。
? コレットチャック自体の剛性が弱い
? コレットチャック作動時のチャック力が弱い
? 加工物のコレットチャック部の寸法設定や公差設定が大きく、コレットチャックの性能が
充分に発揮できない状態である
? 加工物とコレットチャックの接触部分が、理にかなった形状でない
等々も考えられ、切削抵抗で加工物が動く現象が出てくると思います。
> ?は前工程の仕上げ径をクランプしており、Ｃｐ能力的には問題ないです。
コレットチャックは、市販品を購入ですが？
それとも、オーダー製作ですか？
ご存知の通り、コレットチャックは弾性変形を利用して、チャックしています。
円筒形状の内径をチャックしている場合は、公差を30～50μm位で管理させ、切削物の
円筒形状を挿入する場合は、すきまバメ程度でおこない、コレットチャック時には確実に
Ｃｐ能力が切削物の円筒形状に働き作用させます。
また、円筒形状の長さ方向に1/4から1/5程度でクランプし、クランプと反対側の端を切削加工
する場合は、梃の原理がクランプ部に働き、コレットチャックが弾性変形を起こし、
切削物の円筒形状が滑る現象が発生する恐れがあります。
(痕跡が残らない滑りと云うより、微量な傾きが摩擦係数で維持されている現象です)
(この現象は、ねじがねじ自身の軸力で緩まない原理と同じで、ボールねじ等には不適用)
具体的には、そのようなことが発生する状態になっていないでしょうか？
想像の範疇ですが。
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説明を追加してもらったほうが宜しいでしょう。
昔の旋盤の主軸にガタがあり切削力がワークを浮き上げるよう働きガタツクので不安定・・・逆さバイトで押し付ける切削力にして解決するとかもある。
何処から浮いて何の不具合が出ているかを
全くイメージと違ってました・・・・旋盤一般の知識では殆ど通用しない、その機械に特化した機構の問題があるように思います。
＞切削速度 360m/min、加工径はΦ230 →回転数500
＞クランプ時には密着を確認できておりますが加工中にこのレベルが下がり異常となる（浮いている）状況
停止後にもその状況とすると、
把握力が弱くて切削力に負けている → 切り込みを半減して再現するかを確認、とりあえずのチェック項目でしょうか
加工径Φ230そのまま掴めるコレット？
掴み部が小さければ許容荷重を超えた使いでは。
加工始めではギリギリでエラーにならないのが温度上昇でも影響すると超えてしまうとか。
一般にコレットは精度向きで、力はパワーチャックの方が勝るものと思います。しかしこれは構えが大きいので回転数が増すと遠心力が影響する。
＞クランプ径はΦ100で加工径が最大Φ230となります。
決定的要因。加工条件を下げる対策しかないでしょう。
コレットは締付けを強くするほど口開きの傾向になり、それを見込むような形状で解決するのは難しいと思いますがメーカに相談されては。
回答（５）の「みそすり」はその字どおりの擦った痕跡が観察できるはずです。
応力解析の例も見たこと有りますが、
コレットは最も締付力が欲しい端面が本体ホルダ端面と最善でも同ツラ、普通は少し外な位置になってしまう構造だからです。
なので改善するにもかなり無理をすることになろうかと思います。なので大径部分だけ傾斜的に切込みを少なくする方法が早道かと
お礼
2012/08/30 10:17
ありがとうございます。
追記させてもらいましたのでアドバイスよろしくお願いします。
この機械に特化した機構ですか．．．。
チャックはコレットチャックで油圧で引き込んでクランプしてるだけなので、特別な機構はしてないと思っておりますが。
ですが、停止後にもその状態かは確認しておりません。
（加工後にアンクランプして異常が出るので）
その状態を確認する必要はありますね。加工後でもそれが維持されていれば相当な力が働いているでしょうし。
切り込みなどの条件変更はサイクルの関係上あまり出来ないので、とりあえず加工中と加工後の状況を詳しく確認して考えてみたいと思います。
ありがとうございます。
回答有り難うございます。
クランプ径はΦ100で加工径が最大Φ230となります。
すいません、説明が抜けておりました。
ただ、計算上はコレットの許容荷重は超えてはおりません。
おっしゃる通り、最終的に精度が必要なのでコレットを使っております。
熱鍛品とかだと取代大で断続切削となるのでパワーチャック使ったりしますが．．．。
回答有り難うございます。
お礼が遅くなりすいません。
暫定的には加工条件を下げて対応する予定ですが、最終的にはチャック構造を見直す必要がありそうですね。
結局のところ、コレットチャック自体が切削力に耐え切れてなさそうなのが徐々に見えてきており、その現象さえ解明できれば対策をどう打つかは決まりそうなので。
ありがとうございました。
お礼
2012/08/30 12:13
回答有り難うございます。
?はチャック剛性は問題ありません。
?はチャック力は製品を変形させ無いレベルに抑えていますが、切削抵抗に対しては安全率２で耐える数値に設定しております。
?は前工程の仕上げ径をクランプしており、Ｃｐ能力的には問題ないです。
?は．．．どういう状態でしょうか？
製品は円筒体でアンバランスとか発生するような状態ではありません。
確かに、切削抵抗で静止状態と加工中は状況が違うのでその差が何かを突き詰める必要はありますね。
はじめはチャック力を疑いましたが、チャックしたものを叩いてみても動く気配はなく、加工中に滑った痕跡も無いので理屈で説明できずで．．．。
取代が多いので、切削により背分力がマイナスに働く現象が出るのかなんて考えたりもしましたが、さっぱり解明できておりません。
回答有り難うございます。
コレットチャックは完全オーダー製作ですが、類似加工品のチャック構造を真似たリピート物で製作メーカーも同じです。
（類似加工品では、取代が少ないためか発生しておりません）
製品のクランプは外径クランプで径の公差は±50μmで仕上げられてきます。
が、コレット側は自動搬送の兼ね合いもあり、製品径からΦ0.1～0.3程度の隙間が存在する状況です。
テコの原理が働いて、コレットチャックが弾性変形し製品が滑る．．．ですか。
すいません、どの辺が弾性変形を起こし（コレット？ボディ？）滑るに至るのかを具体的にお願いできると助かります。