円筒研削盤とは? センタレス研削と比較した際のメリットをご紹介

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円筒研削盤とは? センタレス研削と比較した際のメリットをご紹介

研削加工に用いられる工作機械のひとつに円筒研削盤があります。しかし、円筒研削盤は具体的にどのような方法で研削を行い、使用するメリットとしてどんなことが挙げられるのでしょうか。
この記事では、円筒研削盤の特徴や加工法の種類に加え、使用するメリットをセンタレス研削盤と比較しながらご紹介します。

円筒研削盤とは

研削加工とは、回転する砥石で被削材の表面を削り取り、求める形状や寸法精度に仕上げていく加工で、除去加工の一種です。被削材の表面を少しずつ削るため、大きな形状変化が必要な場合は適していませんが、精度の高い加工が行えます。

研削加工に使用する工作機械として、円筒形の被削材に用いられるのが円筒研削盤です。被削材の真円度や外周面の表面仕上げにおいて、高い精度が求められる場合に使われます。

円筒形状の被削材を円筒研削盤で研削加工する場合、通常は主軸台と心押し台で被削材の両端をセンタ支持して加工を行います。しかし、センタ支持が難しい被削材に対しては、センタ支持を行わずに外周面を研削できるセンタレス研削盤が使われます。

また、砥石の主軸と被削材を固定するテーブルの2つを自由に旋回させられ、円筒研削に加えて内面研削やテーパ研削、端面加工などが行える万能研削盤と呼ばれるものも、円筒研削盤の一種です。

円筒研削盤の研削方法

円筒研削盤で用いられる研削方法は、「砥石の回転」と「被削材の送り」で種類が分けられます。研削方法の違いを知ることで、加工の目的に適した研削方法を判断できるようになるでしょう。ここでは、研削方法の種類とそれぞれの特徴をご紹介します。

・トラバース研削

トラバース研削は、研削砥石は切込のみ行い、被削材を左右に動かして研削を行う方法です。砥石の幅に対して長尺物の加工が可能で、往復しながら研削を行うことにより面粗さを向上させることができます。

・プランジ研削

砥石を動かし、被削材は固定したまま研削するのがプランジ研削です。左右の移動がなく、被削材に強く力を伝えられることから、加工効率は高くなります。ただし、砥石の幅を超える被削材は研削できません。
小さい被削材を高効率に加工でき、量産部品に適しています。

・アンギュラ研削

アンギュラスライドやアングルスライドとも呼ばれる加工法です。砥石の主軸をテーブルに対し角度をつけてセットし、斜め位置から被削材に切込を行います。 段のついた複雑な形状のものでも、一度の加工で外周面と端面を同時に仕上げることができます。

円筒研削盤の使い方のポイント

円筒研削盤を使ううえで、高精度に仕上げるために必要なのがスパークアウトという技法です。スパークアウトとは、加工の終了点で切込を止めて、そのまま数秒間砥石を空運転させることを指します。ゼロ距離で砥石を空転させて切り残しを除去するスパークアウトを行うことで、研削の寸法精度と面粗さが向上します。

円筒研削盤を使うメリット

円筒状の被削材の外周面に研削加工を行う場合、円筒研削盤とセンタレス研削盤のいずれかを選択する必要があります。円筒研削盤は、センタレス研削盤を使う場合と比較して、どのようなメリットがあるのでしょうか。円筒研削盤を使用するメリットとしては、以下のような点が挙げられます。

・高精度の加工が可能

円筒研削盤は被削材を両端から固定します。被削材が固定された状態で加工するため、加工精度を高くできます。

・外周面に溝があっても加工できる

センタレス研削盤で加工する場合、基準となるのは被削材の外周面です。そのため、外周面にキー溝があったり真円度が低かったりする場合は、加工に影響を受けてしまいます。
一方で、円筒研削盤は被削材をセンタやチャックで固定して回転させます。加工寸法の基準は円筒の中心になるため、外周に溝がある場合でも高い真円度を保ちながら加工可能です。
また、被削材の真円度が良好でない場合も、大きな影響を受けることはありません。

・被削材の大きさが変わっても対応できる

センタレス研削盤は、被削材の大きさが変わった場合に調整が必要な部分が多いため、加工の準備に時間がかかります。
円筒研削盤は汎用性が高く、被削材の形状が変わっても準備にかかる時間は短いです。工数をかけずに、素早く加工工程に入ることができます。

・センタレス研削が有利な点

さまざまなメリットがある円筒研削盤ですが、センタレス研削盤が有利になる場合もあります。
円筒研削盤は、センタやチャックによって被削材の固定が必要です。取り付けに手間がかかり、芯出しの誤差が生じる可能性もあります。

一方で、砥石で被削材を挟んで支持するセンタレス研削なら、芯出しを行う必要がなく、未熟練者でも操作可能です。被削材の取り付けにも時間がかからないことから、量産品のように同じ大きさのものを連続加工する際は、センタレス研削の方が生産性を向上できます。

円筒研削盤は高精度を求める加工に最適

円筒研削盤は加工効率に優れ、前加工の精度や外周の形状に左右されずに加工が行える研削盤です。特に円筒状の被削材において、高い加工精度が求められる場合に適しています。 高い精度を求める加工を行う際は、円筒研削盤を活用してみてはいかがでしょうか。

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