砥石の選び方:研削の条件から選ぶ

2009年8月25日更新

砥石にも、研削するワークや機械の種類によって最適な使い方があります。同じ砥石を使っても、加工条件を変えることで仕上がりや加工性能は変わってきます。砥石を研削条件にあわせていく、または研削条件を砥石にあわせていく、どちらも研削条件を割り出す際には必要となってきますが、できることから効率よく加工できる条件で砥石を使いたいところです。

主な研削条件としては、次の項目が検討されます。
  • 砥石の回転速度である「周速度」(1分間の回転数を表すrpmは砥石の外径によっても変わってしまうため、周速度のほうが一般的に用いられます)
  • 研削する対象であるワークへの「切り込み量(mm)」
  • 研削対象の「送り速度(m/min)」
  • 研削時に使う「研削液(研削油剤)」「研削液の流量」

一般的には、ダイヤモンド砥石に関しては、周速度20〜30m/sec、CBN砥石に関しては熱によるダメージが少ないため、これよりも早い条件で加工することも可能です。また、CBN砥石は元来その性質を発揮するためには回転数を高めにしてやるほうがよいとも言われてきました。

なお、周速度は次の式で求められます。

周速度(m/s) = 砥石の外径(mm) × 3.14 × 回転数(rpm)÷1000÷60

研削条件が適合しない例

研削しようとする加工物に砥石を実際にあててみても、研削条件が適合しないと加工作業が思うように進みません。

周速度(m/sec)

下記のように研削熱を増大させてしまうと、砥石の切れ味の低下に端を発し、結果として加工物へ熱ダメージを与えてしまいます。

高速

研削熱増大

砥粒に熱的ダメージ

砥粒の切れ刃が磨耗(とがった部分が平坦化していく)

研削抵抗上昇

被削材焼け、びびり発生

研削熱増大

切り込み量(mm)

切り込み量の不足からくる「焼け」の問題です。砥粒が加工物に十分に食い込んでおらず、研削対象の表面で滑ってしまい、それによる熱ダメージの増大が問題となります。

低切り込み量

砥粒のすべり

研削熱増大

熱的ダメージ

砥粒の切れ刃が磨耗(とがった部分が平坦化していく)

被削材焼け

切り込み量が多すぎることから来る砥石寿命の低下の問題です。砥粒が加工物に深く食い込みすぎ、回転のたびに砥粒が持って行かれてしまうことで、砥石の寿命が著しく低下する現象を招いています。

高切り込み量

研削時に衝撃大

機械的なダメージ

砥粒脱落(粉砕による目こぼれ)発生

砥石の寿命低下

送り速度(m/min)

送り速度が遅すぎることで砥粒が研削対象の表面をすべてしまい、熱を持ちます。結果、加工物の表面に「焼け」が発生してしまう問題です。

低送り速度

砥粒のすべり

研削熱増大

熱的ダメージ

砥粒の切れ刃が磨耗(とがった部分が平坦化していく)

被削材焼け

上記の低送り速度とは反対に、速すぎる送り速度により、研削時に砥石に機械的な負荷がかかり、砥粒の脱落から砥石寿命の低下を引き起こす例です。

高送り速度

研削時に衝撃大

機械的なダメージ

砥粒脱落(粉砕、破砕による目こぼれ)発生

砥石の寿命低下

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