研削時の砥石と加工物の関係は次の図で表されます。, D:研削砥石の直径(mm) d:加工物の直径(mm) V:研削砥石の周速度(m/min) v:加工物の周速度(m/min) f:研削砥石の送り速度(mm/min) t:研削砥石の切り込み(mm) g:砥粒切り込み深さ(mm) l:接触弧長さ(mm) a:砥粒切れ刃間隔(mm), 砥粒切り込み深さgが大きくなると、砥粒に加わる負荷は大きくなり、砥粒は脱落します。一方、gが小さくなると、砥粒への負荷は減少し、砥粒は摩滅摩耗することになります。従って、これらの式により研削条件と砥石作用硬さとの関係が明らかになります。, 接触弧長さlが大きくなると、砥粒切り込み深さgが小さくなるので、砥石は硬く作用し、逆に、小さくなると砥石は軟らかく作用することが判ります。 イケメン切粉選手権ってなに? Cookieを無効にする方法を含め、当社のCookieの使用については「個人情報保護方針」をお読みください。. 純鉄は柔らかすぎて実用上役に立たないため、炭素など他の元素を加えて強さを増して使用するのですが、鉄と鋼と鋳鉄の違いは含まれるこの炭素濃度だけです。 目詰まりや目つぶれを起こした砥石で研削するときに見られる。, 数多くの切れ刃が連続的に作用している研削加工も一粒の砥材の仕事が集まったものです。

・旋盤で使用する刃物(バイト)の構造や種類が知りたい方は こちら。 『円筒研削<横軸平面研削<内面研削<縦軸平面研削、両頭平面研削』 4. 研削盤の仕様について知りたい方は こちら をご覧ください。, 回転する砥石の外周で研削する研削盤では、砥石の周速度は十分に注意して調整する必要があります。, 周速度が高速になりすぎて研削条件が合わないと砥石が高温になり、砥粒がダメージを受けて砥石表面の凹凸が平坦になります。すると素材に焼けやビビリの悪影響が出るため、最適な周速度で加工できる砥石を選定します。, 周速度(m/min) = 砥石の外径(mm) × 3.14 × 主軸回転数(min-1)÷1000, 主軸回転数は使う機械によって決まっているため、使用する砥石の外径を調べて上記の計算式に当てはめれば周速度は簡単に計算できます。, 例)主軸回転数1500min-1で砥石の外径が100mmの場合、周速度は471m/mmになります。, 上記計算式の周速度は1分あたり何m進むかという単位のm/minで表しましたが、砥石メーカーによっては1秒当たり何m進むかというm/sの単位を使用する場合もあります。, この場合は上記の周速度(m/min)の値を60で割ると、1秒当たりの単位(m/s)になります。, 研削盤の砥石には、安全に使用できる最高限度の「最高使用周速度」が表記されており、この最高使用周速度を超えて使用してはならないことが労働安全衛生規則に定義されています。, 労働安全衛生規則 第百十九条 研磨加工は有史以来の最も古い加工技術です。現在の先端産業においても、基幹技術の一つとして重要性を増しています。本連載では、研磨加工の基本知識から最新技術動向まで、分かりやすく解説します。【無料で技術資料がダウンロードできます! Twitter上を賑わせた?イケメン切粉選手権の総括です。 =�ŒJ 旋盤で加工する際に刃物が素材に当たる面積を切り込み量、または単に切り込みといい、mmの単位で表します。旋盤の場合は素材が回転しているため、素材の端に刃物を当てると反対側の端も同時に切削されます。 回転する砥石の外周で研削する研削盤では、砥石の周速度は十分に注意して調整する必要があります。 周速度が高速になりすぎて研削条件が合わないと砥石が高温になり、砥粒がダメージを受けて砥石表面の凹凸が平坦になります。すると素材に焼けやビビリの悪影響が出るため、最適な周速度で加工できる砥石を選定します。 Ûö½aøÖğ?±’X9åAsÛšá™]"a¯‘QvàY#IÚåIÅEÛgõÂ¥‰¾i²³Ú&tZû€)Ø`䯯�. 前回は、いろいろな研削様式を解説しました。研削加工は仕上げ加工なので、通常、鋼材の研削においては、形状精度、寸法精度、表面粗さの他、研削焼けや割れなどの表面品質が問題になります。そのため研削加工においては、工作物に作用する研削抵抗や熱の影響などをよく理解した上で作業を行うことが、大切です。今回は、研削の際の抵抗や熱による工作物の変形について解説します。 2019/4/29 ・旋盤の仕様(加工サイズや送り量など)について知りたい方は こちら。, 旋盤バイトで素材を削る周速度を切削速度といいます。この切削速度は、機械の主軸回転数と素材の直径から以下の式で計算することができます。, 切削速度(m/min)=3.14 x 素材直径(mm) x 主軸回転数(min-1) ÷ 1000, 例)主軸回転数が800min-1で直径50mmの素材を加工する場合、上記計算式に当てはめると切削速度は126m/minになります。, 切削速度が大きいほど加工面はきれいに仕上がり、短時間で切削することができます。逆に切削速度を小さくすると加工面は粗くなり、切削時間も長くなります。そのため切削速度はなるだけ大きくした方が加工面の粗さと加工効率は良くなりますが、工具の寿命は早くなるので最適な切削速度を見つけることが重要です。, 最適な切削速度の指標として、個々の旋盤バイトに加工物に対する推奨された切削速度が決められていますので、メーカーHPなどで工具の仕様を調べてみるとよいと思います。, 旋盤で加工する際に刃物が素材に当たる面積を切り込み量、または単に切り込みといい、mmの単位で表します。旋盤の場合は素材が回転しているため、素材の端に刃物を当てると反対側の端も同時に切削されます。そのため刃物が当たってる箇所の2倍の切り込み量で表すこともあります。, 切り込み量が大きければ大きいほど加工時間は短くなりますが、刃物が高温になり加工面は粗くなります。工具の切れ刃に焼け跡がつくこともあり、工具の寿命にも影響してきます。, 工具の素材や加工物の材質にもよるため、まずは少なめの切り込み量から徐々に増やしていき、荒削り・精密削りで最適な切り込み量を決定するのがよいと思います。, 旋盤でいう送り量とは、主軸が1回転する間にどれだけ刃物が移動したかを表す距離のことです。送り速度とも呼ばれ、mm/revの単位で表し、次の式で送り量を計算することができます。, 送り量(mm/rev) = 1分あたりの切削長さ(mm/min) ÷ 主軸速度(min-1), 例)主軸回転数が500min-1で、1分間の切削長さが120mm/minの場合、このとき主軸1回転当たりの送り量を求めると次の計算式から、0.24mm/revとなります。, 送り量を大きくすると加工面は粗くなりますが、加工時間は短くすみます。 工作機械の基本, 最適な条件で加工するには、素材の材質、硬さ、形状、状態と工作機械の特性を理解し、最適な砥石の種類を決定し、能率的な研削条件を選定することが重要になります。, 研削盤の種類や研削加工の種類を知りたい方は こちら をご覧ください。 その結果、研削抵抗や研削熱が増大し、ビビリや研削焼けが発生する事となります。 切り屑の状態も大切な情報です 研削中の砥石の状態を区分すると、「正常形」、「目こぼれ形」、「目詰まり形」、「目つぶれ形」の4つの形態に分類できます。 砥石は切削工具と違って、「刃」が目に見えませんが、それに相当する切れ刃は砥石の表面から無数に突き出しています。この突き出し量のことを突出量、突出高さなどと呼びます。砥石の場合、切れ刃となるのは「砥粒」で、砥石の突き出し量を決めるのはボンド(結合材)です。 “研削加工”と聞いてどんなものをイメージしますか。製造業に関わっていない人はそもそも何のことなのか、イメージすら出来ないと思います。研削加工は、機械加工に関わる人にとっては無くてはならないとても大切な加工です。そして、ただでさえ表舞台に出てこない機械加工の世界の中で、さらにマニアックな分野でもあります。しかし、どんな機械でも重要な部分の部品(精度が必要な部品)を作ろうと思ったら絶対に必要な加工であり、間接的であれ、必ず皆さんの日常生活にも関わっているはずです。いうなれば、研削加工は縁の下の力持ちを支える縁の下の力持ちなのです。本記事では、そんな研削加工について誰でもわかるように簡潔に説明してきます。, 誰でもわかるというタイトルですが、切削加工を理解していることを前提として書いていますので切削加工ってなに?という方は、切削加工の基礎を見てからのほうが理解が深まります。, 正直、どう思いましたか?こんなことを言っては失礼だとは思いますが、地味ですよね。これは何をしているかといえば、“砥石”という工具を削って、ワーク(金属材料)を削っているんです。これが研削加工です。, 研削という字を分解すると、“研ぐ”と“削る”という字からできていることがわかります。身近なもので”研ぐ”ものといえば、包丁などですね。砥石など刃物を擦って、切れ味を戻します。家庭で砥石まで使って研ぐ人は少ないかもしれませんが、板前さんとか良くやってますよね。, “研ぐ”とは、砥石を使って磨く作業であり、”研磨”などと呼ばれもします。”研削”は”削る”という字が入っていますので、磨くだけでなく、砥石を使って削る作業になります。研磨や研削という言葉は混同して使われますが、それぞれ違う意味として明確に定義されています。, 研磨・・・寸法という概念が無い”圧力転写加工”研削・・・切込によって寸法を決める”運動転写加工”, 研磨は、表面を綺麗にする、つるつるにするという目的で行われるため、製品の寸法という概念がありません。綺麗になりさえすればOKです。研磨は圧力のみを加えて行うので”圧力転写加工”と呼ばれます。一方、研削では砥石をどれくらい食い込ませるか(切込量)で製品の寸法を厳密にコントロールします。表面を綺麗にして、尚且つ寸法をきちっと定めるのが研削なんです。切込によって寸法が決まるため”運動転写加工”と呼ばれます。このように、研磨と研削の違いは、寸法を決めることができるかどうかなんですね。, では、研削とはどういう場面で行われるのでしょうか。一般的に部品は、まず材料から切り出され、工作機械に取り付けられたのち、切削加工で形作られます。その後、熱処理などの表面処理を行います。そして、最後の仕上げとして研削加工が行われます。ここで製品として完成するわけですが、この研削を失敗すれば、ここまでの工程のすべてがパーです。そういう意味でも研削加工は、最も重要な工程といえますね。研削加工を行うことで、切削加工では得ることができない非常に綺麗な加工面と寸法精度を得ることができます。, 尚、研削加工は必ずしも全ての加工品で行われているわけではなく、研削加工で出せる精度や表面性状(表面の綺麗さ)が必要な部品の必要な箇所のみに絞って行われます。どんな部品にも頻繁にするような加工ではないわけです。, 研削加工を大きく“円筒研削”と“平面研削”に分けることができます。その名の通り、旋盤で加工した円筒上の加工の仕上げに円筒研削が行われ、フライス盤で加工された平面の加工面には平面研削が行われます。円筒研削の中にも内面研削や芯なし研削、またこの二つのどちらにも属さない研削もありますがここでは紹介は割愛します。丸い物も平たいものも研削加工ってのができるんだというくらいのことを理解していただければ結構です。, 研削加工の種類がわかったところで、次はどういった道具で研削加工を行っているか理解しましょう。, 研削盤は、研削加工を行う工作機械の総称です。研削加工の種類の分だけ機械の種類があります。円筒研削盤、平面研削盤、芯無し研削盤などなど・・・。細かく種類が分かれているのが研削盤の特徴です。切削を行う工作機械よりも汎用性に劣り、それしかできない専用の機械が多いです。尚、一台の機械で複数の研削が行える複合研削盤という機械もあります。, 研削盤を含む工作機械は、機械を作る機械という意味で“マザーマシン”と呼ばれています。この世に存在する全ての機械は、源流を辿れば、必ずこの工作機械から生み出されています。研削盤は、工作機械の中でも仕上げを担当するため、“仕上げのお母さん”と言えますね。, 研削加工は熱との闘いといわれるくらい発熱の大きい加工です。発熱は、材料や工作機械自体の精度を狂わせる原因にもなるため迅速な冷却が必要となります。そのため研削加工は、切削水(研削水)を吹き付けながら加工する必要があります。, 切削水の用途は大きく分けて3つあります。潤滑・・・材料と工具の間を潤滑して、摩擦を減少させる冷却・・・加工で発生した熱を取り除く洗浄・・・加工の邪魔にならないように切屑を素早く除去する, 研削加工では刃物の代わりとなるのが、砥石です。“と粒”と呼ばれる小さな粒を“結合剤”でつなげて形作られています。このと粒、結合剤、そしてと粒と結合剤の間に生まれる“隙間(気孔)”は“砥石の3要素”と呼ばれ、砥石の性質を決定するのに重要な役割を担っています。, この3要素はさらにと粒の種類、組織(と粒の体積率)、粒度(と粒の大きさ)、結合剤の種類、結合度(といしの硬さ)に分類することができ、これを”砥石の5因子”と呼びます。各項目の詳細な説明は省きますが、“砥石の3要素5因子”という言葉があるということを頭にとどめておきましょう。, 研削加工を行う際に、どのようにワークを機械が保持しているかという話です。平面研削を行う場合は、マグネットチャックを使用するのが一般的です。磁力を使ってワークをテーブルに吸い付けて保持して、加工を行います。円筒研削を行う場合は、両側をセンタで押して保持するのが一般的です。, プランジ研削・・・プランジ(Plunge)とは、突っ込むという意味です。砥石をワークに押し当てることで研削していきます。, トラバース研削・・・トラバース(traverse)とは、横切るという意味です。砥石をワークに対して横切らせることで研削していきます。, バイアス研削・・・バイアスとは(Bias)とは、斜向という意味です。バイアス研削はあまり一般的ではないようですが、トラバース研削よりももっと仕上げ面を綺麗にした場合に用いられます。, 少しだけ、研削加工の理論についても触れておきます。小難しい話になりますので、興味のない方は読み飛ばして頂いていも構いません。以前書いた記事の切削理論の話を理解していることが前提の説明になります。, 切削加工に比べて研削加工は、ワークに掛かる負荷が大きく、発熱も大きいです。そのため、研削加工は熱との闘いと言われています。なぜ、負荷と発熱が大きいのかというとそれは砥石のすくい角が原因なんです。, 切削と研削の加工断面モデルを比較すると、上図のようになります。研削加工は基本的に”負のすくい角”で加工することになります。これは理論的には切くずを大きく変形させることになり、理想的な加工条件とは逆行した状態です。理想的な加工条件とは、せん断角φが大きい状態のことです。せん断角が大きければ大きいほど、切削負荷は少なく、そして発熱も下がります。, 負の接触角を持つ研削加工は実は非常に効率が悪い加工なんです。さらに”と粒”には逃げ面がないため、削った後に強烈な摩擦が発生しています。研削の発熱とは、“切粉の変形による発熱”と“と粒の摩擦による発熱”のダブルパンチなんです。ではなぜ、そんな厳しい条件の研削加工で綺麗な加工面が得られるのでしょうか。, それは、研削の刃物である”と粒”が超微小だからです。旋削加工の刃物と比較すればわかります。旋削加工時の理論粗さは、毎回転送りと刃物のノーズRから近似的に計算できます。旋削加工では工具のノーズRが大きければ大きいほど、送りが小さければ小さいほどに加工面は綺麗になります。ですが、あくまでこれは計算上の話であり、実際はノーズRを大きくすると切削抵抗が増えるため加工面が荒れてしまうことがあります。また使う工具により送り速度の下限と上限が決まっているため旋削加工で実現できる面粗さには限界があるのです。研削加工の場合、刃物である”と粒”の大きさが、とにかく凄く小さいので理論的には条件が悪かったとしても、切削加工に比べて、綺麗な加工面が得られるようになっています。当然、”と粒”の大きさに合わせて切込量も超微小となるので、ガンガン材料を削ることはできません。, まとめると、研削加工は微小な刃物(と粒)を使っているため綺麗な加工面が得られるが、理論的な加工条件とは逆行する加工となるため、微小な切り込みでも非常に大きな発熱が起こり、熱との闘いとなる。ということです。ちなみに研削加工の面粗さ理論はまだ未解明であり、理論的に導き出す手法はありません。現場のノウハウに頼らざるを得ない部分が大きいです。, 工作機械で切削加工されたワークは、仕上げのために一度取り外されて、再び研削盤に取り付けられて加工されるのが一般的な流れです。このような取り付け・取り外しは人の手で行われるため、工数がかかるのと、取り付け誤差による加工寸法のズレが出る可能性があります。そこで昨今は、一台の機械で切削から研削までの工程を全て終わらせることができたら生産性が上がらないか、という課題に取り組んでいるメーカーが多いです。, 旋削加工は、切削に比べて加工条件が厳しいため、これを切削加工の複合加工機に取り込むのは、技術的な課題が多いのも事実です。ですが自動化が進む近年では、研削加工の統合のみならず、ワークの寸法測定まで全て工作機械の中で行って、検査済みの完成品の状態で工作機械から取り出したいという目論見もあります。(熱処理工程はどうするんだ?という話もありますが、レーザを使って機内で熱処理ができる工作機械もあります。), 研削加工には色々な種類があり、それぞれに専用の研削盤があるということは既に説明しましたが研削盤としての複数の研削加工を一台の機械に統合する流れも進んでいます。, このように研削加工という工程をなんとか“統合”できないか、各メーカーが頑張っているわけです。, 終わりよければすべてよしという言葉がありますが、研削加工はまさにこの”終わり”を担っている加工です。すべてよしとするか、すべてパーとするかはこの研削加工に掛かっているといっても過言ではありません。本記事で紹介した研削加工はほんの一部であり、その工法はもっと多岐にわたる奥深い分野です。“研削加工は仕上げのお母さん”、この言葉だけでも是非覚えていただければ幸いです。, 研削のことをもっと深く知りたい方は、高山技研のHPがオススメです。会社の公式HPでありながら、ブログ形式で書かれており、親しみやすく非常に面白いです。また代表の高山さんは、YOUTUBEで研削系ユーチューバー(?)としても活動されております。その活動から、“研削加工をもっと世の中に知ってもらいたい“という熱い想いを感じますね。ブログ、YOUTUBE共に学びがありますので、是非、一度見てみてくださいね!!, 切削加工について誰でもわかるように簡潔に説明していきます。切削加工とはなにか、切削加工の種類、加工に必要な機械や道具、切削現象の基礎 etc・・・切削加工は世の中にある多くの加工方法の一つで、最もメジャーな加工法ともいえます。魅力ある分野ですので、是非とも理解しましょう。, 切削加工中に起こっている切削現象の原理を突き詰めた学問として"切削理論"があります。これは厳密に学ぶと難しいので、敬遠されがちです。本記事では、そんな切削理論が簡単に理解できるように説明します。多少厳密性には欠けますが、雰囲気だけでも伝わればと思います。, DMG MORI Grinding – Technology Integration in Perfection, シャフト、ロール、段付き。鋼はもちろん!SUS、SKD、メッキ等の難削材、小物の精密円筒研磨加工をいたします。, 熱処理とは、金属を熱したり冷やしたりすることで金属が持つ性質を変える技術です。機械加工が"外"の加工なら、熱処理は"内"の加工といえます。本記事では、そんな熱処理の話を誰にでもわかるように解説していきます。熱処理とは、焼き入れ、焼き戻し、焼きなまし、焼きならし etc・・・.