研削盤とは? 研削盤や研削加工の種類について解説

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研削盤とは? 研削盤や研削加工の種類について解説

多くのものづくりで使用される工作機械に、「研削盤」と呼ばれるものがあります。研削盤とはどのような特徴を持ち、どのような加工が行える工作機械なのでしょうか。 この記事では、研削加工の概要や切削加工との違いに加えて、研削盤の分類と研削盤で行える加工方法の種類についてもご紹介します。

研削盤とは

研削盤とは、高速で回転する砥石を被加工材に少しずつ接触させることで、金属や木材、樹脂などの表面を削り取り、表面の仕上げを行うための工作機械です。グラインダーと呼ばれる場合もあります。 研削盤を使えば、焼入れが施された硬度の高い金属のように切削作業が困難な被加工材の表面加工や、切削加工よりも高精度な加工が可能です。 また研削盤には、被加工材を固定して設置式の機械で作業を行う大型の「機械研削盤」と、比較的小型の「自由研削盤」の2種類があります。

研削加工と切削加工の違い

切削加工と研削加工はどちらも、被加工材の不要な部分を削って除去して目的の形状にする「除去加工法」に分類される加工法ですが、切削加工と研削加工では削る方法や目的が異なります。 切削加工はエンドミルやバイト、ドリル、リーマなどの刃物を用いて、被加工材の表面を切るように削り取る加工法です。材料の不要な部分を削り取ることで、製品の形状を造ります。 一方で研削加工は砥石を用いて、粒子の細かい凹凸により表面を少しずつ削り取っていくものです。切削加工だけでは難しい高精度な寸法や表面粗さを求められる場合に行われます。

機械研削盤の種類

研削盤には、研削加工の目的や被加工材の形状に応じていくつかの種類があります。それぞれ得意とする研削加工が異なるため、加工に応じて適切な種類の研削盤を使用することが重要です。 また近年は、NC装置と一体になったNC研削盤が主流になり、コンピュータによるCNC制御が可能な研削盤も多く用いられています。

・平面研削盤

平らな面の研削に特化しているのが平面研削盤です。被加工材をテーブルに固定し、テーブルが前後左右に移動することで研削を進めていきます。 ドレッサーと呼ばれる砥石を削る装置を装着できるものは「成形研削盤」と呼ばれ、砥石をドレッサーで精密に削れるため、溝掘り加工にも対応可能です。

・円筒研削盤

円筒状の被加工材の外周を研削するための研削盤です。被加工材は左右に、砥石は上下に移動する機構を備えていて、砥石と被加工材を同時に高速回転させながら、砥石を接触させることで外周を研削します。

・内面研削盤

円筒状の被加工材の内面を研削する研削盤です。固定した被加工材を高速回転させ、被加工材の穴に挿入した砥石を少しずつ当てることで研削を行います。

・芯なし研削盤

円筒または円柱形状の研削をする研削盤で「センタレス(センターレス)研削盤」とも呼ばれます。 被加工物の中心を支持せず、2つの異なる速度で回転する砥石で挟み込むように研削していきます。研削精度は円筒研削盤より若干劣りますが、被加工材を固定する必要がなく連続して作業を行えるため、生産性が高いです。

・工具研削盤

摩耗したエンドミルやフライスカッター、ドリルなどの切削工具を再研削(再研磨)するための研削盤です。研削する工具の種類に合わせて、ドリル研削盤やフライス研削盤などの種類があります。 既存の工具の研削のみならず、新たに工具を作成することも可能です。

研削盤で行える研削加工の種類

研削加工は、被加工材の平面を整えたり、複数部品の高さを均等にしたりする目的で行われます。研削盤を使用して行う研削加工のうち、代表的なものをご紹介します。

・平面研削

被加工材の平面を整えたり、複数部品の高さを均等にしたりするために行う研削加工です。 砥石の当て方には砥石の外周を被加工材に当てる横軸型と、砥石の側面を当てる縦軸型があり、テーブルも動かし方によって、前後左右に動く角テーブル式と回転運動する丸テーブル式の2種類に分けられます。

・円筒研削

円筒の外周を研削し表面を整える研削加工です。 砥石の切り込み方の違いから、被加工材と砥石を左右に動かさずに研削するプランジ研削と、被加工材を左右に動かして研削するトラバース研削に分かれます。プランジ研削は効率的な加工が行え、トラバース加工は長尺物も加工できるのが特徴です。 砥石台や主軸台を旋回できる機能のある研削盤を使用することで、テーパ研削やアンギュラスライド研削も行えます。

・内面研削

円筒の内面を研削し仕上げる研削加工です。被加工物が大きく、回転させるのが難しい場合は、砥石を回転させながら内面に沿って動かす「プラネタリー方式」で研削を行います。 プランジ研削やトラバース研削、端面研削のほか、主軸台を旋回できる研削盤の場合はテーパ研削も可能です。

研削盤は用途ごとに使い分けよう

研削盤には複数の種類があり、どのような研削加工を行うかによって適した仕様の研削盤を選択する必要があります。 研削加工で表面をきれいに仕上げるにはどのような方法があるかを理解し、被加工物の特性や求める仕上がりに適した研削盤を選んで、より高品質な加工を行いましょう。

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