課題
ビビリ（びびり振動）
結論
びびりは切削中に工具と工作物の間に起きる振動で、強制振動と自励振動に分かれる。まず発生の仕組みと要因を特定し、強制振動では共振を避ける加工条件の選定、切削力の低減、剛性の向上などで抑え、自励振動では安定限界を踏まえて切削幅や主軸回転速度を選ぶ。
症状
- 仕上げ面に振動の跡（びびりマーク）が残り、面性状が悪くなる
- 工具の異常な摩耗や機械構造の損傷を招き、生産能率が落ちる
- 狙った寸法に仕上げにくくなる
主な原因
- 強制振動：エンドミル加工などで周期的に変わる切削力が、工作物・治具を含む構造の固有振動数と重なる。軸受・歯車・モーター・油圧ポンプ・地盤などの振動が伝わる場合もある
- 自励振動：前回の切削で残った起伏が次の切削力を変える「再生型」と、近い固有振動数をもつ2方向の振動が連成する「モードカップリング型」がある
原因の確認方法
- 振動が強制振動か自励振動かを見分け、要因を特定する
- 加工中の振動（ひずみ等）を測定し、周波数解析で固有振動数と切れ刃通過周波数の関係を確かめる
対策
- 切れ刃通過周波数（回転数×刃数）とその整数倍が固有振動数と重ならない条件を選ぶ
- 切削力を小さくする
- 治具の追加などで工具系・工作物系の剛性を高める
- 機械側の振動源が原因なら、振動源の制振や伝達経路の遮断を行う
関連技術
出典
- JTEKT ENGINEERING JOURNAL No.1020「切削加工システムの動特性バランスが振動安定性へ与える影響」2023年発行（号数表記から）。日付は記載なし
- 岐阜県情報技術研究所研究報告 第15号「断続切削における被削材の固有振動に関する検討」2013年度の研究報告。公開日は記載なし
関係の出典
- 関連技術：切削加工
- JTEKT ENGINEERING JOURNAL No.1020「切削加工システムの動特性バランスが振動安定性へ与える影響」びびりは切削加工中の工具と工作物の相対振動として説明されている
最終確認日：