加工中に振動が発生した場合、まずどのパラメータを調整すべきですか？
加工中の振動（チャタリング）は、切削プロセスにおける動的不安定性の明確なサインです。これを放置すると、表面粗さの悪化、工具寿命の大幅な低下、さらには寸法精度の損失につながります。チャタリングが発生した場合は、迅速かつ体系的にパラメータを調整することが重要です。目的は、工具とワークの間の共振関係（ハーモニック関係）を変化させることにあります。以下の手順は、振動を迅速かつ効果的に抑制するための実証済みの方法です。
1. 最初で最速の対処法：送り量を増やす
これは最も即効性のある有効な対策です。
効果の理由： チャタリングは、多くの場合、工具が材料を「せん断」ではなく「擦って」いるときに発生します。これはチップロード（送り量）が不足しているためです。送り量（IPT）を増やすことでチップ厚が増し、切削力が高まり、振動が減少します。また、切削周波数をシステムの共振周波数から外すことができます。
方法： まず送り量を20〜30％増やします。チップがより厚く、強い形状になったか観察します。音が高音の「キーン」という音から、低く安定した「ザッ」という音に変わるはずです。ただし、工具メーカーの推奨値を超えないよう注意し、過負荷や工具破損を避けてください。
2. 次の調整：径方向の切込み（ステップオーバー）を減らす
送り量を増やしても改善しない場合、原因は径方向の切込みにある可能性があります。
効果の理由： 工具径の50％以上の大きなステップオーバーは、特に長い工具や薄肉部品の加工時に高い半径方向の力を発生させ、振動を誘発します。径方向切込みを減らすことで、これらの力と工具のたわみ傾向を大幅に低減できます。
方法： 仕上げ加工では、工具径の5〜10％までステップオーバーを減らします。ラフ加工では、50％で加工していた場合は30〜35％に減らします。これは、高速加工（HSM）の基本原理でもあり、軽い径方向切込みと高い送りを組み合わせることで、生産性を維持しながらチャタリングを防ぎます。
3. 次の調整：主軸回転数（RPM）を変える
主軸回転数を変えることで、切削力の発生周波数が変化します。
効果の理由： チャタリングは共振現象です。主軸回転数をわずかに変更することで、切削周波数を振動が発生している「共振帯域」から外すことができます。
方法： 送り量や径方向切込みの調整でも改善しない場合、主軸回転数を10〜15％上げるか下げます。中程度の減速が有効な場合もありますが、多くの場合、わずかな加速がより効果的です。多くの最新CNC装置には、「チャタリング検知」機能が搭載されており、自動で最適な回転数調整を行います。
上記で改善しない場合：根本的な対策を検討する
パラメータ調整だけで解決しない場合、問題は物理的なセットアップやシステム剛性に関連している可能性が高いです。
システム剛性の向上：
工具： できるだけ短く、直径の大きい工具を使用します。突出量が大きい工具は音叉のように振動します。突出を20％短くするだけで、剛性が2倍以上向上することもあります。
ワーク固定： 部品が確実に固定されているか確認します。薄肉部品の場合は、専用治具を使用するか、空洞に低融点合金を充填して減衰支持を追加します。
ツールホルダー： 標準コレットチャックではなく、油圧チャックやシュリンクフィットホルダーなどの高精度・高剛性ホルダーを使用し、把持力を最大化し、振れを最小限に抑えます。
工具形状の変更： ピッチまたはねじれ角が可変の工具に変更します。各刃がわずかに異なるタイミングで材料に接触することで、共振の蓄積を防ぎ、振動パターンの形成を阻止します。
加工戦略の見直し： 問題のある形状には、ツールパスを変更することも有効です。たとえば、トロコイド加工パスを使用すると、一定で低い径方向負荷を維持でき、溝やポケット加工でのチャタリング防止に非常に効果的です。
まとめ：調整の優先順位
第一： 送り量（IPT）を増やす — チップロードを増加させ、振動を抑制。
第二： 径方向切込み（Ae）を減らす — 半径方向の切削力を低減。
第三： 主軸回転数（RPM）を変更する — 切削周波数を共振域から外す。
第四： システム剛性（工具長さ、ワーク固定、ホルダータイプ）を見直す。
この体系的なトラブルシューティング手順に従うことで、振動の原因を効率的に診断・除去し、プロフェッショナルな精密加工に求められる高品質な結果を確実に達成できます。本手法は、特に高難度な材料や形状を扱う際の安定性確保において、Newayのプロセスに不可欠な要素です。
