センタレス研削 vs 円筒研削：主な違いを解説

バルブスプールのランドが完全な真円で鏡面でなければ、バルブは期待通りに機能しません。クランクシャフトやカムシャフトのジャーナル、コントロールロッド、ターボチャージャーローター、その他多数の高精度機械部品も同様です。真円度、同心度、表面仕上げは滑らかで信頼性の高い動作に不可欠であり、それらを提供するのがセンタレス研削と円筒研削です。

これら2つの機械加工プロセスはともに精密な円筒形状を生み出しますが、いくつかの点で異なります。それぞれに強みと限界があり、製品設計時と精密加工サービス選定時にこれらを理解することは重要です。ここではそれらを解説します。

センタレスとセンター間

円筒形状を研削するこの2方式の根本的違いは、ワークの保持方法です。円筒研削ではワークを回転軸上に「センター間」で保持し、センタレス研削ではワークを軸方向長さに沿って支持します。

センターは精密研削された円錐で、ワーク両端に加工された鏡像凹部にはめ込みます。ワークを一対の対向センターでクランプして機械に装着します。

センタレス研削は名前通りセンターを使用しません。代わりに、ワークを長いレストブレード上に置き、調整車が研削砥石に押し付けて保持します。つまりセンタレス研削ではワークを外径で位置決めし、センター間研削では中心線で保持します。

なお、円筒研削でも必ずしもセンター間で保持する必要はなく、チャックジョーやコレットを使用することもあります。

ワーク回転

センタレス研削では研削砥石がワークを回転させ、調整車が回転速度を制御します。これにより材料除去に必要な差動運動が生まれます。

円筒研削ではワークが砥石と逆方向に回転します。これは通常、センターの一方を保持するチャックからワーク回転を駆動することで実現します。ワークを回転させるため、「ドッグ」と呼ばれる駆動具をワークに取り付け、チャックのピンで円運動させます。

円筒研削のタイプ

ワークが砥石幅より長い場合、両者が回転しながら砥石を軸方向に走査します。ワークが短い場合、砥石を前進させるだけの「プランジ」研削で対応します。プランジ研削でプロファイル砥石を使用すれば、その形状をワークに転写できます。

円筒研削機には追加軸を装備し、内径研削が可能なものもあります。ワークをチャックに保持し、一端を開放して小径砥石を内部に進入させ内面を研削します。

クリープフィード研削はプランジ研削の特殊形態で、高金属除去率が可能ですが、専用CNC研削装置が必要です。

センタレス研削オプション

センタレス研削盤はスルーフィード研削にセットアップされることが多々あります。これは調整車にわずかな角度を付け、ワークをレストブレード上で研削砥石の前を通過させる方式です。この配置では材料を連続供給できます。

センタレス研削盤もプランジ研削のように動作可能です。円筒研削盤のプランジ研削と同様、砥石に必要プロファイルを与え、ワークを接触させて形状を作ります。

精密円筒研削手法の比較と対比

両研削プロセスとも非常に滑らかな表面を生み出せます。主な違いは精度とスループットです。

センタレス研削は高スループットが可能ですが、セットアップに時間を要します。対照的に、CNC円筒研削盤の段取り替え・セットアップは数分で完了します。デメリットは、スルーフィードモードで稼働するセンタレス研削盤と比較して、部品装着・取り出しが遅いことです。

これらの理由で、幾何精度維持が可能ならセンタレス研削が大量加工で優先されます。一般に円筒研削の方が高精度で優れた真円度を達成します。差はわずか（1/10,000インチオーダー）ですが、機能が精度に依存する場合、追加コストを払う価値があります。

Improの精密加工技術

Improは最新CNC研削盤でセンタレス研削と円筒研削の両方を実施しています。センタレス研削対応最大径は2インチ（約50mm）、円筒研削対応最大径は14インチ（約355mm）です。精密加工ニーズについては、お気軽にご相談ください。