研削加工とは
読み: けんさくかこう
研削加工とは、無数の砥粒を結合材で固めた砥石を高速回転させ、工作物の表面をごく薄く削り取ることで寸法精度と面粗さを仕上げる加工法である。
概要
旋盤やマシニングセンタによる切削加工は、バイトやエンドミルといった刃物で材料を削る。これに対して研削加工は、砥石表面に無数に並んだ砥粒の一粒一粒が微小な刃として働き、材料をミクロン単位でそぎ落とす。
一粒あたりの切り込み量が極めて小さいため、切削加工よりも高い寸法精度と滑らかな面が得られやすい。反面、材料除去率は切削加工より低く、大きな取り代を一気に削る工程には向かない。実務では、旋盤・フライス盤で概略の形状と寸法まで仕上げ、最終工程として研削加工で公差と面粗さを詰める、という工程分担がよく使われる。
切削加工との違い
切削加工と研削加工の違いは、刃物の形と加工原理にある。切削加工では刃先の形状と切り込み量を工具側で決められるため、複雑な輪郭や大きな取り代の除去に強い。研削加工では砥石表面の砥粒がランダムに配置されており、個々の切り込み量は制御しづらい代わりに、砥粒が摩耗すると新しい砥粒が現れる自生作用によって切れ味が保たれる。
この自生作用のため、研削加工は硬さの高い焼入れ鋼や超硬合金など、通常の刃物では削りにくい材料の仕上げにも使われる。焼入れ後の部品で公差を出したい場合、切削ではなく研削加工が選ばれるのはこのためである。
研削加工の種類
対象形状によって研削加工はいくつかの方式に分かれる。円筒状の外径を仕上げる円筒研削、平らな面を仕上げる平面研削、穴の内径を仕上げる内面研削が代表的である。加工対象の形状に応じてこれらを使い分ける。
このほか、工具そのものの刃先を研ぐ工具研削、歯車の歯面を仕上げる歯車研削など専用機による研削もある。深穴加工の分野では、内面研削は深穴の内面を高精度に仕上げる工程として、ホーニングやラップ加工と並んで検討されることが多い。
深穴加工との関係
BTA加工やガンドリル加工で穴をあけた後、要求される面粗さや真円度がさらに厳しい場合、内面研削を後工程に追加することがある。ただし研削加工は工具（砥石）が長く伸びるほど剛性が落ちやすいため、深い穴の奥まで砥石を届かせるのは容易ではない。
そのため深穴の内面仕上げでは、砥石を使う内面研削のほかに、多数の刃を持つリーマやホーニング工具、あるいは微粒の砥粒を使うラップ加工など、穴の深さや要求精度に応じた工法が選ばれる。どの工法が適するかは、穴径・深さ・要求される真円度や面粗さの組み合わせで決まる。
よくある誤解
✕ 研削加工は切削加工より精度が高いので、常に研削で仕上げるべきである。
○ 研削加工は材料除去率が低く、加工時間とコストがかさむ。図面公差が切削加工で満たせる範囲なら、研削は不要な工程になる。要求精度と面粗さを確認してから工程を決めるのが実務的である。
✕ 焼入れした部品は硬いので研削加工できない。
○ むしろ逆で、焼入れ後の高硬度材は切削工具の摩耗が早く仕上げに向かないため、砥粒の自生作用を利用する研削加工が選ばれる。焼入れ後の寸法出しに研削工程が入っているのはこのためである。
✕ 深い穴の内面も、外面と同じ感覚で研削で仕上げられる。
○ 穴が深くなるほど砥石を保持する軸の剛性が落ち、振動や倒れが精度を悪化させる。深穴の内面仕上げでは、研削のほかにホーニングやラップ加工、リーマ加工なども候補になり、穴径と深さに応じて工法を選ぶ必要がある。
よくある質問
研削加工と研磨加工は同じものですか？+
焼入れ後の部品でも研削加工は依頼できますか？+
深穴の内面を研削で仕上げることはできますか？+
関連用語
出典
- JIS B 0170（研削加工用語）
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