センターレス研削盤購入ガイド：基礎知識から選定ポイントまで

センターレス研削盤の概要

センターレス研削盤は、ワーク表面から金属材料を除去する効果的な研削加工として、現代市場で人気があります。導入を検討されている方へ、本記事では機械の基本理解を提供します。

センターレス研削盤は、研削盤の一般的タイプの一つで、センタリング式（芯押し式）研削盤の対抗馬として位置づけられます。これら装置は、シリンダー、カム、クランクシャフト、楕円等、多様なプロファイル作成に用いられます。研削盤には複数の砥石を搭載可能で、材料を削り取ります。金属片が砥石へ自動供給されれば、チューブ、ベアリング、ロッド、自動車産業用高精度部品等、多様な金属製品が製造可能です。

ほとんどの研削盤では、ワークを中心軸上に配置し回転下で加工します。しかしセンターレス研削盤は、典型的なセンタリング式とは異なり、スピンドルと治具で金属部品を位置決め・固定する必要がありません。金属部品は2つの回転砥石間で保持されます。センターレス研削時の回転速度が、金属部品表面からの材料除去効率を決定。短時間で大量生産を完了する必要があるオペレーターに、センターレス研削盤は一般的に好まれます。

研削盤の基本構造

研削盤の普遍的構成要素には、金属部品を把持・案内する治具付き/なしのベース、制御下で所望速度回転する動力砥石（複数可）が含まれます。3つの古典的動力源は、手動操作、数値制御（NC）、コンピュータ数値制御（CNC）システム。CNC研削盤は操作が信頼性・効率的であるため、市場でますます人気を集めています。

砥石の状態と材質が、センターレス研削をはじめとする研削作業の効率を決定します。砥石の典型的材質には、炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、立方晶窒化ホウ素（CBN）があります。これらの中で酸化アルミニウムが最も安価で一般的な選択肢。CBNとダイヤモンド砥石は高価なため、芯金に他金属を用い、表面にダイヤモンドまたはCBN層を形成した複合構造で製造されることもあります。CBNとダイヤモンド製の高強度砥石は、セラミック、超硬合金等の難削材切削に最適です。

センターレス研削盤の仕組み

センターレス研削盤では、金属部品が2つの砥石間の保持プラットフォームに配置されます。2つの回転砥石は同方向に回転しますが、センターレス研削中は異なる回転速度で回ります。2つの砥石はそれぞれ「砥石（グラインディングホイール）」と「調整砥石（レギュレーティングホイール）」と呼ばれます。砥石は固定軸上に設置され、金属部品へ下向きの力を加えます。接触点では、砥石の接線速度が金属部品より高速。調整砥石は可動側で、金属部品へ横圧を加えます。センターレス研削中、金属部品は調整砥石と共に回転しながら、砥石がより高速で回転。接触点で砥石が金属部品表面を滑り抜け、材料が通過する際に金属チップとして除去します。

センターレス研削の種類

センターレス研削プロセスは、金属部品の機械への供給方法により、3つのスタイルに分類されます。

スルーフィードセンターレス研削

スルーフィードセンターレス研削では、金属部品がセンターレス研削盤の砥石間を完全に通過します。つまり、材料が片側から入り、反対側から出ていきます。一方、スルーフィード時の調整砥石は、砥石面から傾斜させる動きにより軸方向の力を供給。スルーフィードセンターレス研削は、研削前の別途供給機構を不要とするため一般に非常に効率的。ただし、このタイプは円筒形等の比較的シンプルなプロファイルの金属部品にのみ適しています。

エンドフィードセンターレス研削

スルーフィードとは異なり、エンドフィード型センターレス研削では、金属部品を片側から軸方向に作業エリアへ供給。材料はその後エンドストップに当てられます。センターレス研削完了後、金属部品は反対方向へ供給されて研削盤から取り出されます。エンドフィード型は、テーパープロファイルを持つ金属部品製造に非常に適しています。

インフィードセンターレス研削

3つ目の形式がインフィードセンターレス研削。このスタイルは、砂時計形状のような比較的複雑なプロファイル製品製造に一般的に用いられます。前の供給方法が自動システムと組み合わせ可能な場合があるのに対し、金属部品を研削盤へ手動で配置する必要があります。さらに、センターレス研削開始前に調整砥石も所望位置へ調整されます。金属部品を精密かつ複雑な輪郭で成形する必要があるため、材料を軸方向に機械通過させる方法より、インフィード型センターレス研削がより理想的です。