超硬加工で治具製作！研削とは？研削加工の種類を解説

研削加工とは

研削加工とは、高速で回転する研磨砥石を当てて加工物を少しずつ削っていく加工方法です。金属を削って加工物の表面を仕上げるため、切削加工の一種とされます。

一般的には、旋盤加工やフライス加工、熱処理などを行った後に、研削盤という機械を用いて仕上げます。

研削加工のメリット・デメリット

研削加工のメリットの中でも大きなメリットの1つが、寸法精度の高い表面処理ができる点です。また、滑らかな仕上がりになるのも研削加工のメリットといえます。

さらに、一般的には切削加工が難しいとされている超硬合金などの硬い金属を削り取ることができる点も、大きなメリットです。ただし、加工に要する時間が非常に長くなるため、他の加工方法と組み合わせ、最後の仕上げとして研削加工を使用するなどの工夫が必要です。

切削加工や研磨加工との違い

よく似た加工方法に切削加工と研磨加工がありますが、これらも加工物の不要な部分を削り取るという意味では同じです。しかしその精度は大きく異なるのです。

切削加工は大まかに削り取るために用いられることが多く、研削加工は大まかに削り取った部分を細かく加工し、精度を上げる目的で使われる加工です。ただ、研削加工は一度の加工で除去できる量が少ないため、どうしても加工に時間がかかってしまいます。

研磨加工は、研磨材を加工物に当てて表面を削る加工方法です。やはり加工物の表面を滑らかに仕上げることが目的です。ただし研磨では砥粒や磨布紙を表面に当てて削るのに対し、研削は砥石で表面を削るという点が異なります。

このように、研削加工は超硬製品の仕上げで行われることが多く、超硬治具の製造でも研削加工が必須といえます。なお治具は、加工をする際に加工物を固定し、加工の案内をしてくれる補助的な役割を持った装置のことで、補助工具ともいわれています。

平面研削

部品などの平面を研削するために、この加工が用いられます。研削盤のテーブルに加工の対象物を固定し、高速回転させた円形の砥石が表面を削り取り、滑らかになるよう研削します。

円筒研削

円筒状の工作物の外径を削ります。工作物と研削砥石の両方を回転させて研削するのが特徴です。

円筒研削盤を用いた加工方法には種類があり、砥石を工作物に対して平行に動かす方法をトラバース加工と呼び、砥石を工作物に対して垂直に接触させる方法をプランジ加工と呼びます。

トラバース加工は主に全長の長い工作物に対して、プランジ加工は主に研削面積の広い直径の大きな工作物に対して使用される研削方法です。

内面研削

工作物の内径より小さい砥石を使用します。工作物に穴がある場合に使用される加工方法です。

内面研削には、工作物と砥石の両方が回転する「普通型」と工作物内で砥石のみが回転する「プラネタリ型」の2種類があります。普通型はトラバース加工とプランジ加工を行う方法で、プラネタリ型は工作物を固定し、砥石に自転と公転をさせる遊星運動を与えながら研削する方法です。

なおプラネタリとは遊星歯車機構のことを指しており、太陽歯車を中心に複数の遊星歯車が自転しながら公転する構造を持つ歯車機構のことで、その構造が惑星系の動きに似ていることが名前の由来とされています。

センタレス研削

回転する研削砥石と調整砥石の間に工作物を挟んで固定し、ブレードで表面を削ります。仕上がりが均一になりやすいのが特徴です。工作物に穴を開けないため工程が少なくなることから、大量生産にも対応できます。