ダブルディスク研削の習得：主要原則とメリット

なぜ2つのホイールで同時に研削するのか？

その名の通り、ダブルディスク研削は2つの対向する研削ホイールを使用して、材料の2面を同時に研削します。これは、適切な用途において、厳しい公差の表面仕上げ、平面度、平行度を達成するための非常に効率的な研削方法です。しかし、ダブルディスク研削にはある種の神秘のオーラが漂っています。

プロセスの仕組み

ダブルディスク研削は、両面ブランチャード研削のようなもので、表面研削のような方法より速く材料を除去します（もちろん、あらゆる研磨法で除去速度はホイール選択やその他の変数に依存します）。しかし、ダブルディスク研削の公差はブランチャード研削機で達成できるものより優れています。

ワークピースの2面を同時に研削するため、ダブルディスク研削はより多くの材料を除去でき、実質的に研削時間を半分に短縮できます。さらに、このプロセスはステンレス鋼、工具鋼、焼結金属、高強度合金から鉄/非鉄金属、青銅、銅、アルミニウムなど、幅広い材料に適しています。

ダブルディスクマシンの謎を解く

ダブルディスク研削の「謎」の一部は、マシンのフードで研削プロセスが通常覆われているため、目に見えないところで行われることです。この可視性の欠如が、自信と経験の浅い機械技師を少し不安にさせるかもしれません。

ダブルディスクマシンでは、ディスクが一対のスピンドルに互いに対向して取り付けられます。マシンは垂直と水平の両構成があり、これはスピンドルの位置を指し、部品の移動方向を指すものではありません。Metal Cutting Corporationでは、部品供給の制御がより良いため、垂直スピンドルマシンを使用することを好みます。

研削機の制御装置により、熟練した機械技師はホイールRPM、送り、研削速度、除去材料量をプログラムできます。さらに、うまく設計されたダブルディスク研削機には、研削される毎の部品の厚さを読み取り測定し、即座にフィードバックをマシンに提供する能力があります。これにより、研削ホイールの摩耗に関係なく、マシンが研削サイズを継続的に調整できます。

ダブルディスク研削のいくつかの利点

一般的に、ダブルディスク研削サービスは高い寸法精度を提供でき、公差、平行度、平面度で±0.0002インチ（0.00508mm）まで可能です。また、小型金属部品の厚み制御にコスト効率が良いです。

2つの研削ディスクにより、ダブルディスク研削はワークピースの対向する2面から同量の材料を同時に除去します。この材料除去量の均等化により、ワークピースへの応力が均等になり、プロセスは以下を可能にします。

• 内部応力を低減し、加工と二次加工中の部品安定性を向上
• 高い精度と平行度を提供
• 片面研削プロセスでは非常に困難な平面度公差を達成

ダブルディスク研削プロセスは、部品がプロセスを出る際に研削パターンを減らまたは排除することで、多くの他の研削技術より優れた表面仕上げを生み出します。

スタンピング、ダイカスト、ブランク、リング、バルブなど、印象的な金属部品がダブルディスク研削機で加工されます。自動車部品では、ブレーキパッド、ベアリング、エンジン部品の製造に広く使用されています。ダブルディスク研削は大量生産で一貫した部品間平行度と平面度を提供するため、積層やスポットフェーシングが必要な材料に最適な選択肢です。

なぜダブルディスク研削をフラットラッピングより選ぶのか？

Metal Cuttingでは、ダブルディスク研削と精密フラットラッピングの違いについて質問されることがあります。当社の見解では、この2つは（冗談抜きで）オーバーラップする手法です。

表面仕上げ、平面度、平行度、厚みを非常に厳しい公差で保持する必要がある金属部品がある場合、ダブルディスク研削もフラットラッピングもどちらも使用できます。しかし、表面仕上げ、速度、労働力の違いが選択を決めます。

両方法とも研磨粒子を使用してワークピース表面から材料を除去します。しかし、ダブルディスク研削が固定砥粒（デュアルホイールに結合）を使用するのに対し、フラットラッピングは液体（スラリー）に浮遊する遊離砥粒を使用します。さらに、ラッピングプロセス自体は一般的に低速で行われます。

しかし、おそらくダブルディスク研削とフラットラッピングの最大の違いは、部品がマシンを通過する供給方法にあります。

フラットラッピングマシンでは、すべての部品をキャリアに手作業で物理的に載せ、研削完了後に手作業で降ろす必要があります。1,000個の部品があり、ラッピングマシンのキャリアが100個保持する場合、キャリアを10回リロードする必要があります。10,000個、100,000個、100万個なら…キャリアの手作業ロード/アンロードは極めて労働集約的になります。表面仕上げテンションなどの問題で部品がプレートに張り付き、さらにアンロードが遅くなることもあります。

対照的に、ダブルディスク研削はより速く、労働集約的ではなく、フラットラッピングよりコスト効率が良いです。部品はダブルディスク研削機に1個ずつ供給されますが、部品が自らマシンを通過するからです。

部品（あらゆるサイズや数量）は振動フィーダーボウルに注がれます。そこから、ガングプランクを振動で上り、通路を経て、1個ずつダブルディスク研削機の2つの回転ホイールへと自ら進みます。手作業でフラットラッピングマシンのキャリアに載せるよりもはるかに速く進行します。

ダブルディスクマシンの傾斜した研削ホイールが各部品を掴み、減法研削プロセスを実行し、120°後に部品はステージへ排出されます。そこでは各部品が自動測定され、同等に研削された他の部品と合流します。マシンは部品が継続的に供給される中で常に調整を行います。

したがって、人が手作業でマシンをロードする時間とコストを節約できるだけでなく、その120°の弧で作業を完了するのに十分な材料除去ができるため、ダブルディスクプロセスは手作業でのアンロードとプレートのリロードがない分、はるかに高速です。

フラットラッピングが優れている点

一方で、ダブルディスク研削をフラットラッピングと比較した場合の潜在的な欠点があります。研削プロセスは本質的に、フラットラッピングほど滑らかな表面仕上げにはなりません。フラットラッピングは金属部品の表面不整や損傷を修正するためによく使用されます。

ダブルディスク研削機用に、一般的な研磨材からCBNやその他の超研磨材まで、驚異的なホイールの選択肢がありますが、適切な粒度と最適なラッピングスラリーが与えられた場合、ラッピングされた部品の表面仕上げの方が滑らかになります。実際、高度なハンドリングと工具技術を使用すれば、ラッピングで機械から4 Raという優れたRa表面仕上げを達成できます。

お客様の用途にはどうでしょう？

ダブルディスク研削の特性が合わさって、大量生産に非常にコスト効率の良いものとなっています。実は、厳しい公差を要求する大量生産では、より多くの生産数量で最適なコスト効率が得られます。

最終分析では、ダブルディスク研削がお客様の用途にとって最適なプロセスかどうかを決めるには、お客様の具体的なジョブパラメータの深い理解と、精密金属研削のさまざまなオプションの理解が必要です。