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2012年07月13日

反りと残留応力 - 実践 2nd

 再び平面研削の事。前回は平面度0.0119の所までだったけど、ではその先を目指すとしたらどこまで可能だろうか。

 というわけで材質も厚みもまちまちな一連の部品が折角ある事だし、やれる時にやっておかないと何時まで経っても辿り着けないと思うので、この際出来るだけやってみる事にした。




 結論。平面度0.005から先は簡単じゃなかった




Disk-Flatness_t1.8.png
 この0.002の反りがなかなか取れないんだよなぁ。

Disk-Flatness_t2.png
 これなんかは1箇所ミスってるのがバレバレ。まぁそれがなくても0.002くらい中凸だけど。


 原因は何となく分かったのでその対策をしてみた。
Disk-Flatness_t3-2.png
 このレベルで止まってたらJUNGの名折れと言われそうだけど、今日のところはこれくらいで許して下さい。

 今回はちょっと手順が悪かった所もあって無駄な手間を掛けてしまったけど、次からは多分もっと楽に出来る気がする。といってもそもそも其処まで求められては居ないんだけど...

 まぁ何にせよ、どんな物が出来たのか可視化出来るというのは大きい。


 そうそう、やってる途中で見事に典型的な反りが現れたので記録に残しておくことにした。

Disk-Flatness_t3-1-top.png

Disk-Flatness_t3-1-bottom.png

 平研で円盤をやるとこうなりやすい。こうなるのはマシニング方向とトラバース方向の残留応力の違いに由ると推測する。というのは去年の記事にも書きました。

 こういうのを見てしまうと、やっぱり円盤部品は横軸ロータリーでやりたくなっちゃうよなぁ(何年か前にはあった)。何なら平研にロータリーテーブルを載せるという手も??

posted by antec at 22:50 | Comment(11) | TrackBack(0) | 日記・雑談 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
良く切れてたら歪まないんですけどねぇ。
ドレッシングのタイミングとかが効いてきそう。
Posted by 高居堅治 at 2012年07月14日 06:46
裏と表の研削方向とドレスのタイミングですねぇ。
Posted by 高居堅治 at 2012年07月14日 06:49
良く切れれば歪まないと言うのはちょっと違うんではないかと思うのですが。
表と裏の研削方向は何の為に合わせるんでしょうか?
たとえよく切れてても、そこは変わらないと思うのですが。
Posted by antec at 2012年07月14日 09:14
歪の原因が加工で生じた内部応力ならば
その応力の原因は被削材表面の過冷却状態になった変質層
変質層の原因は加工の熱と加工の応力
軽減するためには良く切れている状態にするのが近道

裏と表で内部応力を相殺するという事には関係ないかもしれないですけど歪むか歪まないかという事に関しては良く切れているという事は関係してくると思うんです。

裏と表で研削の方向を合わせないと圧縮と引っ張りがバランスしないんで歪ますよね。

90°で研削すればその典型的な感じになりますよね。

ぼく今思ったんですけど、研削の方向を同一面で180°変えてやれば逆剃りの様な効果があったりするんですかね?
Posted by 高居堅治 at 2012年07月14日 11:13
 切れるに越したことは無いんでしょうけど、多分いくら切れ味良くしてもそれ程残留応力を低減出来るとも思えないのです。
 砥石って基本的に1つ1つの切れ刃は超ネガティブスクイですし、周速は切削とはケタ違いに高速加工。それに切れ刃はランダムなので、ちゃんと延性モードで削ってる砥粒以外にも、掻き毟ってたり押し潰してたりする砥粒が無視できない割合で居る様に思います。こういう奴らが居る限り残留応力がなくなる事は無いだろうと。特にトラバース方向のは。
 それに機能的な面から言うと残留応力を低減する事よりも、わざと高い圧縮応力を残すという事も付加価値としてはあり得ると考えていますので、どちらかと言うとそういう加工面を作りたいです。ちょっと話がずれましたけど。

 加工して歪んでくるのはやっぱりバランスが崩れた結果としてでしょう。であれば多少切れなくたって釣合いさえ取れていれば反らないんではないでしょうか。
 でまぁ作業していく中で例えばブランクを最初に加工する時だとか、砥石の番手を変えた時だとかには一時的にバランスが崩れるんですが、そうして生じた反りは反対側を加工して再び釣り合いが取れれば元に戻るだろうと。実際やってみると確かにそのようになります。

 そんな訳で薄板をやってて感じているのは、絶対値としての切れ味の良さよりも、一連の作業の中で最初から最後までずっと切れ味が変わらない事の方が余程大事だろうという事です。
 過去には薄板の反り取りに最適と称する砥石なんかも使いましたけど、結局はドレスが不揃いになれば反ってしまうので、それよりはドレスインターバルが長くてノーメンテで作業出来る今の砥石の方がずっと楽です。
Posted by antec at 2012年07月14日 17:37
でも石よりボラゾンのが反りにくいでしょ?
Posted by 高居堅治 at 2012年07月14日 22:51
耐力の為に内部応力を意図的に生じさせる場合と、そうじゃない場合があると思うんですが。
それを無視しては加工者の勝手じゃないですか?

内部応力の均衡は長時間維持するようなものなんでしょうか?

組織の不均質もあるでしょうし経年変化の塩梅も場所によっては違うような気がするんですよ。

いまの瞬間の結果さえ良ければ後は知らんと言う近年の加工者の思考は良くないなって思ったりしてるんですよね〜。

もちろん設計者が経年変化を良く分かってないから図面に反映出来てないし、気の利かない加工者は図面通りでイイんでしょーって感じになるんだとおもいますが。

何で平面度が必要なのか
それはきっと平面度が能力に影響を与えるからだと思います
その平面度は維持される事を前提とされているでしょう
Posted by 高居堅治 at 2012年07月14日 23:13
う〜ん、どうでしょうか。
切れ味が変わりにくいのでそういう面では楽ですけど、一発目なんかは盛大に反りますし。
まぁきちんと条件揃えて比較したこと無いので、一般砥石と比べてどうかというのはよく分かりません。
Posted by antec at 2012年07月14日 23:50
コメント一個見落としていました。すみません。

現状どちらかと言うと意図しようとも意図せずとも、機械加工すれば何らかの残留応力は残ってしまうというのが実情です。コントロールする術を持ち合わせていないので。

経年変化に関しては追跡データが無いので何とも言えませんが、変化しないとは言い切れないのは確かですね。
が、普通機械加工すればどんな物でも何かしら残留応力は残る筈ですけど、それと何が違うんでしょうか?

平面度が維持されるかどうかは、今回の部品に関して言えばかれこれ10年くらいこの関係のものを作っていますが、特に問題が起きているという話は聞いたことが無いです。まぁ千分台の精度が必要な部品ではないですし、実際には歪んでても言ってこないだけなのかも知れないので今度聞いて見ます。
ただまぁ耐摩耗性だとかの他の要因からくる寿命もありますし、それ以前に加工後にPVDコーティングしてる事からしても別に今の作り方で特に問題は無いと思っていますけど。
Posted by antec at 2012年07月16日 11:01
それはその部品の話でしょ?
怒られた事ないからOKのパターンですね。

僕は内部応力を無くす事が出来ると言いたいのではなくて、内部応力を少なく加工出来るし内部応力を残しても加工できる方が作業員として付加価値あるんじゃないかなぁってことが言いたいんです。

開き直って内部応力を無くすとかゼロには出来ないから意味ないとか言う話ではないのですよ?

テストピースなどはそれをコントロール出来ないと使い物にならないらしいですね。

そういうワークもあるよって言うお話でした。
Posted by 高居堅治 at 2012年07月16日 22:48
そりゃまあ色んな向きの部品が有るのは分かりますけど、その時はその時でしょう。だいたい残留応力の事をとやかく言うような部品の場合、そもそも加工方法からして変わってくると思いますけど。


何だかだいぶ話が逸れてきてる気がするのですが、反りの因果関係の話はどこいっちゃったんでしょうか?



Posted by antec at 2012年07月17日 18:50
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