センターレス研削盤：円筒仕上げのための精密工具

センターレス研削盤とは

センターレス研削盤は、仕上げ操作に特化して使用される研削盤の一種です。特にシャンク、ロッド、ピストン、シャフトなどの円筒部品の仕上げプロセスを実行するために採用されます。センターレス研削盤を典型的な研削盤から際立たせているのは、研削プロセス中にワークがどの種類の治具でも固定されないことです。代わりに、ワークは互いに半径方向に配置された2つのホイールの間に送り込まれます。この方法により、ワークがホイール間で連続的に送り込まれるため、大量生産が可能です。このようなプロセスはセンターレス研削として知られています。

センターレス研削の作動原理

ワークサポート（またはワークレスト）上に配置されたワークは、センターレス研削プロセス中、同じ方向に異なる速度で回転する2つの研削ホイールの間に送り込まれます。一方のホイールは研削砥石として知られます。固定軸上にあり、ワークに加わる力がワークレストに下向きに向くように回転します。このホイールは通常、接触点でのワークより高い接線速度で研削操作を実行します。第2のホイールは調整ホイールまたはレギュレーティングホイールとして知られ、可動です。ワークに横圧をかけ、非常に粗い、またはゴム結合の研磨材を持ち、ワークを捕捉します。

研削砥石と調整ホイール

研削中、研削砥石の力がワークを調整ホイールとサポートに押し付けます。調整ホイールがワークの回転速度を決定します。研削砥石と調整ホイールは異なる速度で回転し、研削プロセスを実行します。回転速度が除去率を決定します。操作中、ワークは接触点で調整ホイールと同じ線速度で回転し、（望ましくは）スリップなしで回転します。研削砥石はより速く回転し、接触点でワーク表面を滑り抜け、チップとして材料を除去します。

センターレス研削の種類

センターレス研削には3つのタイプがあり、主にワークを機械を通過させる供給方法が異なります。スルーフィード、インフィード、エンドフィード研削です。

スルーフィード研削

スルーフィード研削はセンターレス研削の最も典型的なタイプです。スルーフィードという用語は、ワークが2つのホイールにどのように進入し、出るかを指します。スルーフィード研削プロセス中、ワークは一方の端からホイール間を前進し、他方の端からホイールを通過します。スルーフィード研削はシンプルな表面設計のワーク処理にのみ適用可能です。

インフィード研削

インフィードセンターレス研削盤は、より複雑な表面設計のワークを加工できます。インフィード研削盤が処理するワークは様々な表面設計を持つ可能性があるため、ホイール間を一方の端から他方の端へ通過させることはできません。それらはホイール間に半径方向に送り込まれなければなりません。複雑な輪郭やプロファイルを持つワークを処理するため、研削砥石をドレッシングできます。

エンドフィード研削

インフィード研削と同様に、エンドフィード研削も複雑なワークの処理を可能にする別の技術です。ただし、エンドフィード研削は、インフィード研削では処理できない特定のプロファイルを持つワークを加工する際に必要です。これ2つのセンターレス研削方法の主な違いは、エンドフィード研削がワークの一部のみを加工する必要がある場合に使用されることです。エンドフィード研削機能により、センターレス研削盤はさらに複雑な表面を持つ部品に対応できます。

センターレス研削盤の構造

センターレス研削には特別に設計されたセンターレス研削盤が使用されます。このような機械には常に研削砥石、調整ホイール（調整輪）、ワークサポートが含まれます。現代の機械では、自動化を可能にし精度を向上させるためにコンピュータ数値制御が必要になる場合があります。研削砥石は交換可能で、異なる砥粒と形状に対応できます。スルーフィード研削操作向けに設計された機械では、調整ホイールの角度を調整して異なるサイズの部品に対応できます。

センターレス研削の長所と短所

センターレス研削は、多くの大量生産自動車部品の製造において重要です。これらにはバルブスライダー、コントロールロッド、カムシャフト、クランクシャフト、ピストン、ブッシング、ローラーが含まれます。さらに、センターレス研削は油圧・流体制御産業、医療・航空宇宙産業の部品製造にも使用されます。実際、円筒面の真円度と極めて高い精度が要求されるあらゆる業界で使用されます。

センターレス研削にはいくつかの利点があります。部品をセンター間で配置したりチャックにクランプしたりする必要がないため、部品を研削盤に迅速に装填でき、スループットが向上します。ワークはホイールとサポートレールの間で確実に保持されるため、長く細い部品の研削が可能です。また、ホイール調整が径方向ではなく対径方向であるため（円筒研削盤の場合は半径方向）、インフィード誤差が半減し、精度が向上します。

センターレス研削盤のその他の特徴

センターレス研削盤は、機械ベッドの傾斜に応じて分類されることがよくあります。最も人気があるのは水平ベッドの機械で、砥石ドレッシングへのアクセスが容易です。角度付き、さらには垂直傾斜ベッドは、より大きな研削力の可能性とワークサポートによるワークの摩耗が少ないため、重いワークの研削に使用されます。

センターレス研削の概念はほとんどの人にとってわかりにくく、センターなしで研削するとプロセスの全体的な制御性が低下するように思えますが、適切にセットアップされれば、センターレス研削は実際に高水準の表面仕上げ、真円度、精度を達成できます。成功するセンターレス研削の鍵は、研削砥石と調整ホイールを同じ中心線に設定することです。