機械加工金属加工

除去加工の一種。研削加工と研磨加工

研削加工と研磨加工は切削加工とともに、材料を切ったり削ったりして不要な部分を取り除いて形を作る除去加工に分類される加工法です。今回は研削加工と研磨加工の加工法や種類について紹介します。

除去加工の一種。研削加工と研磨加工

研削加工とは、砥石で材料を削り取る機械加工

研削加工とは、砥石で材料を削り取る機械加工

研削加工では、砥石などを回転させて材料を削り加工します。切削加工は刃物で材料を切り取るのに対し、研削加工では、砥石に含まれる砥粒で、工作物の表面を少しずつ削り取っていきます。

加工速度が遅めですが、精度が高く、美しい表面を得ることができます。切削加工でおおよその形を作った後に、仕上げ加工として行われるケースも多いです。また切削加工が難しい固い素材の加工ができるのも大きな特徴です。そのため、焼き入れした部品を研削加工で仕上げるケースもあります。精度と強度の両方が必要な、歯車や摺動部などに利用されることが多い加工法です。

一方で研削加工は砥石との摩擦により、加工時に熱が発生しやすくなります。そのため研削液を利用するなどの対策が必要になるケースもあります。

研削加工の種類

研削加工はさまざまな種類があります。代表的な6種類を下記に紹介します。

  • 平面研磨平面研磨平面研磨は円筒型の砥石を回転させ、外周で工作物の面を削る加工です。切削加工で作られた平面を、より平らになめらかに仕上げるために行われます。固定した軸で砥石を回転させ、加工物を固定したテーブルを水平に移動させて加工します。省略して平研(へいけん、ひらけん)とよばれることもあります。
  • 円筒研削円筒研削他の部品と摺動する軸のように、なめらかな表面をもつ円筒(円柱)を作るときに行われる加工法が、円筒研削です。工作物と砥石の両方を回転させながら削ります。工作物を回転させるために、円筒の中心をとって固定する必要があります。
  • センタレス研削センタレス研削は心なし研削ともよばれます。円筒研削と同じように円筒の外周を研磨する方法ですが、工作物の固定の方法が異なります。円筒研磨はたとえるならばコマのように中心をとって回転させていましたが、センタレス研磨では、手の中でお団子を丸めるときのように転がすイメージです。工作物支持刃とよばれる台と調整車で円筒を支持し、回転する砥石を当てて工作物が自然に回っていくように調整します。円筒研磨に比べ、工作物の固定に時間がかからないのが特徴です。
  • 内面研削円筒や穴の内側を削る方法を内面研削と呼びます。内研(ないけん)ともよばれます。穴の内側をなめらかにしたり、寸法精度の高い穴を加工したりするために行われます。砥石のみを回転させる方法と、砥石と工作物の両方を回転させる方法があります。
  • 歯車研削切削ではなく研削で歯車を加工する方法が、歯車研削です。平たい円盤状の砥石で切り込むようにして歯車の歯を削り出します。切削加工で切り出された歯車の仕上げとしても行われます。
  • 切断切断研削加工ではグラインダーのように、回転する砥石で工作物を切断することもできます。ステンレスの棒など、刃物で切断しにくい固い素材を切る際に使用される方法です。

研磨加工とは

研磨加工は、研削加工と同様に表面を少しだけ除去する加工です。加工方法によっては研削加工とほぼ同じですが、研磨加工のほうが表面をなめらかにする「みがき」の意味合いが強く、鏡面加工のようなツヤのある面を作るために行われます。

研磨加工には大きく分けて3つの方法があります。1つめは研削加工と同じように砥石でみがく方法です。目の細かい砥石を回転させたり、サンドペーパーのように砥石が付着した道具でみがきます。2つめは砥粒を用いる方法です。ラップ盤やバフに砥粒を付着させ、加工物をみがきます。クレンザーで洗面台をみがくイメージです。
3つめは化学反応を用いる方法です。基本的には、工作物の表面を微細に溶かしてなめらかにします。研磨用の液に漬けたり、電気を流して電解させたりします。

まとめ

研削加工や研磨加工は、切削加工と同じように工作物の一部を除去する加工です。細かい形や表面の滑らかさなど、切削加工よりも高い精度の加工が可能なため、金型の加工などにも使用されています。

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