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表面研削は平らな表面に対して行われ、滑らかな仕上がりになります。
これは、粗い粒子で覆われた回転ホイール（研削ホイール）がワークピースから金属または非金属物質のチップを切り取り、その表面を平らまたは滑らかにする、 広く使用されている研磨加工プロセスです。
高い精度は要求されないが、ベンチグラインダーよりも優れた機械が必要な場合は、表面研削盤はフリックグラインダーと呼ばれることもあります。 [要出典]
プロセス
表面研削は、回転する研磨ホイールを使用して金属または非金属材料の平らな表面を滑らかにし、ワークピースの表面の酸化物層と不純物を除去して、より洗練された外観にする仕上げプロセスです。これにより、機能的な目的のために望ましい表面も得られます。
平面研削盤の構成要素は、研磨ホイール、チャックと呼ばれるワーク保持装置、および往復または回転テーブルです。チャックは、2 つのプロセスによって材料を所定の位置に保持します。強磁性のピースは磁気チャックによって所定の位置に保持され、非強磁性および非金属のピースは真空または機械的手段によって所定の位置に保持されます。磁気チャックのみが使用可能な場合は、磁気チャックに取り付けられたマシンバイス(強磁性鋼または鋳鉄製) を使用して、非強磁性のワークピースを保持できます。
表面研削で考慮すべき要素は、研削ホイールの材質と加工する部品の材質です。
一般的なワークピースの材質には、鋳鉄と軟鋼があります。これら 2 つの材質は、加工中に研削ホイールが詰まることはありません。その他の材質には、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮、一部のプラスチックがあります。高温で研削すると、材質が弱くなり、腐食しやすくなります。また、該当する場合は、材質の磁性が失われることもあります。
研削ホイールは円筒形に限定されず、作業対象物にさまざまな形状を転写するのに役立つ無数のオプションがあります。直線ホイールは、オペレーターがドレスアップしてカスタム形状を作成できます。対象物を表面研削する場合、ホイールの形状が反転画像のように対象物の素材に転写されることを念頭に置く必要があります。
スパーク アウトは、精度値が求められるときに使用される用語で、文字通り「火花がなくなるまで (それ以上)」を意味します。これは、切削深さをリセットせずに、ワークピースをホイールの下に 1 回以上、通常は複数回通過させることを伴います。これにより、マシンまたはワークピースの不一致が排除されます。
装置
表面研削盤は、重要なサイズまたは表面仕上げのために精密に研削された表面を提供するために使用される 工作機械です。
表面研削盤の一般的な精度はタイプと使用方法によって異なりますが、ほとんどの表面研削盤で ±0.002 mm (±0.0001 インチ) を達成できるはずです。
この機械は、砥石の縦方向と横方向に移動するテーブルで構成されています。縦方向の送りは通常油圧で駆動され、横方向の送りも同様ですが、機械の最終的な使用方法 (生産、作業場、コストなど) に応じて、手動、電気、油圧の任意の組み合わせを使用できます。研削砥石はスピンドル ヘッド内で回転し、前述のいずれかの方法で高さを調整することもできます。最新の平面研削盤は半自動化されており、切削深さとスパーク アウトはパス数に応じて事前設定でき、一度セットアップすると、機械加工プロセスでオペレーターの介入はほとんど必要ありません。
ワークピースの材質に応じて、ワークは一般的に磁気チャックを使用して保持されます。これは、電磁チャック、または手動で操作する永久磁石タイプのチャックのいずれかです。両方のタイプが最初の画像に示されています。
この機械には、冷却剤の塗布と金属粉塵（金属と研削粒子）の除去 のための設備が備わっています。
平面研削盤の種類
水平スピンドル（外周）平面研削盤
ホイールの外周（平らな端）がワークピースに接触し、平らな面を作ります。外周研削は、単純な平面、テーパーまたは角度のある表面、スロット、肩に隣接する平面、凹面、およびプロファイルでの高精度作業に使用されます。[1]
垂直スピンドル（ホイールフェイス）グラインダー。
ホイール（カップ、シリンダー、ディスク、またはセグメントホイール）の面は、平らな表面で使用されます。ホイール面研削は、材料を素早く除去するためによく使用されますが、一部の機械では高精度の作業を行うことができます。ワークピースは、タスクに応じて変更できる往復テーブル、または連続回転またはインデックス付き回転テーブルマシンに保持されます。インデックスにより、1つのステーションで研削操作を実行している間に、別のステーションにロードまたはアンロードできます。[2]別の用語はスノーグラインドです。
ディスクグラインダーとダブルディスクグラインダー。[3]
ディスク研削は平面研削に似ていますが、ディスクとワークピースの接触面積が大きくなります。ディスクグラインダーには、垂直スピンドルタイプと水平スピンドルタイプがあります。ダブルディスクグラインダーは、ワークピースの両面を同時に加工します。ディスクグラインダーは、特に細かい公差を実現できます。[2]
平面研削盤用研削砥石
研削ホイールの表面によく使用される研磨材は、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素 (CBN) の 4 つです。これらの材料のうち、最も一般的なのは酸化アルミニウムです。コストの関係で、ダイヤモンド ホイールと CBN ホイールは、通常、安価な材料のコアをダイヤモンドまたは CBN の層で囲んで作られています。ダイヤモンド ホイールと CBN ホイールは非常に硬く、酸化アルミニウムやシリコンでは研磨できないセラミックや炭化物などの材料を経済的に研磨できます。
あらゆる研削作業と同様に、砥石の状態は非常に重要です。研削ドレッサーは砥石の状態を維持するために使用され、テーブルに取り付けたり、砥石ヘッドに取り付けて簡単に適用できるようにします。
潤滑
潤滑剤は、ワークピースとホイールを冷却したり、界面を潤滑したり、切りくず（チップ）を除去したりするために使用されることがあります。潤滑剤は、流体が研削ホイールによって運び去られないように、切削領域に直接塗布する必要があります。一般的な潤滑剤には、水溶性化学流体、水溶性オイル、合成油、石油系オイルなどがあります。使用される潤滑剤の種類は、ワークピースの材質によって異なり、以下の表に概説されています。[4]
被削材特性への影響
研削面の高温により残留応力が生じ、部品表面に薄いマルテンサイト層が形成されることがあります。これにより疲労強度が低下します。強磁性材料では、表面温度がキュリー温度を超えると、磁性が失われる場合があります。最終的には、表面が腐食しやすくなる可能性があります。[5]
参照
参考文献
- ^ ツールおよび製造技術者ハンドブック(TMEH)、第 4 版、第 1 巻、機械加工。製造技術者協会、1983 年
- ^ TMEH、第1巻より。
- ^ 「ディスクグラインダーとダブルディスクグラインダー技術」。
- ^ ab トッド、アレン、オルティング、1994 年、p. 141.
- ^ トッド、アレン、オルティング、1994 年、p. 139.
文献
- トッド、ロバート H.; アレン、デル K.; アルティング、レオ (1994)、製造プロセスリファレンスガイド、インダストリアルプレス社、ISBN 0-8311-3049-0。
さらに読む
- 学習ガイド
- 表面研削の効果
- デルタシュライファーテスト（ドイツ語）
- 円筒研削および平面研削