抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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砥石と工作物間に相対振動が発生すると,加工面にうねりが生じる。1)研削加工で発生し易いびびり振動の形態と原因は,次の通りである。1)床面から伝わる外部振動,2)研削盤内部で生じる振動,3)砥石の偏心,不平衡,4)研削剛性・接触剛性の不均一(以上,1)~4):「強制びびり」),5)再生びびり(前工程で生じたうねりで励起されるびびりあるいは砥石表面のうねりで励起されるびびり),6)研削系の不安定性に起因するびびり(以上,5)~6):「自励びびり」)。2)振動の解析と系の安定性について,砥石に不均衡がある場合の振動,研削粘性とその効果,並びに研削系の安定性の観点から原因と対策を考察した。a)砥石に不均衡がある場合の振動に係る,研削加工系を1自由度振動系で表せると仮定する。砥石と工作物の接触剛性を無視し,砥石を回転したときの砥石の不平衡量に起因する砥石軸の振動振幅の式を求めた。式は,砥石軸の回転速度が増加すると振幅が急増し,研削盤の等価静剛性や減衰比が増加すると振幅が減少することなどを示した。一方,砥石軸が振動したとき,砥石と工作物の相対振動がそのまま仕上面に転写されるわけではない。工作物速度(v)/臨界速度(v
c)の値が1より大きい場合,砥石軸の振動振幅とうねり振幅は一致するが,v/v
cが1より小さくなると,うねりの頂部がとがった形状になり,さらにv/v
cが減少するとうねり振幅は急減する。b)研削粘性とその効果について考察した。機械構造物には,振動を減衰させるヒステリシスロスがあり,外周の粘性流体の巻き込みで減衰作用が増大する。一方,研削加工では,幾何学的な砥石と工作物の干渉プロセスに減衰因子が内包されている。研削加工のシミュレーションで,砥石と工作物の干渉後,たちどころに振動が収束し,定常加工に移行した。この原因を探るため,砥石軸を上下方向に単振動させたときの機械系の反力変化を調べた。法線研削抵抗F
nは,砥石の上下動とは時間の位相ずれがあり,下方への運動速度が速いときにF
nが大きくなり,振動抑制力が働いている。これは「研削粘性」と呼ばれている。設定切込みと振幅を小さくすると位相ずれが小さくなり,減衰作用が低下した。c)研削系の安定性について,考察した。研削加工系の振動モデルにおける,工作物側の再生効果のみに伴う,びびり振動の抑制方法も示した。
