機械加工ラッピング 研削とラッピングは、表面仕上げに使用されるいくつかの加工技術のうちの二つです。この工程は通常、金属やガラスなどの硬い材料に適用されます。両者の間には違いがありますが、これらの用語はしばしば互換的に使用されてきました。両工程とも、通常低速で摩擦を利用して、ワークピースの表面や高点を滑らかにし、最大の材料除去を行います。.
機械研削ラッピングは、正確な平坦性や平行性を必要とし、一貫性と仕上がりの測定要件を満たす製品に最適です。この材料除去工程の特徴の一つは、正確な表面粗さレベルを得る能力です。古くから伝わる方法であり、技術の進歩によりより正確になっています。.
機械研削ラッピングとは何ですか？
ラッピング工程は、細かな研磨と表面仕上げの一形態です。多くの産業がこの方法に依存し、さまざまな材料に使用しています。通常、摩擦を利用して表面の欠陥を除去します。.
機械研削ラッピングは、通常、平らな ラッピングマシン. を使用して行われます。ワークピースの表面は、通常は鉄の表面であるラップに擦り付けられ、砥粒（エメリー、炭化ケイ素、ダイヤモンドなど）を使用します。.
高精度のマシンにより、微細な欠陥もない非常に細かく一貫した表面が実現されます。機械研削ラッピングは、均一に滑らかで平坦な表面を作り出すことが多いですが、凹面や凸面も作り出すことができます。.
ラッピングはどのように機能しますか？
ラッピングは 緩い研磨材工程 （LAP）です。主に研磨材の混合物、スラリー、または液体切削工具の使用に依存します。スラリーは、研磨材と水性または油性の溶液の混合物です。バッチ工程では、複数の部品を保持リングで固定し、研磨材の混合物を平らなラッププレートに置きます。その後、部品を円形に動かしながらラッピングプレートの表面を擦ります。.
表面の精度（または平坦性）と粗さは、ラッピング工程の一般的な目的です。これらのパラメータは、工程中に厳密に監視されます。粗さは通常、ミクロン単位で測定されるか、ピークと谷の偏差の平均化（Ra値）によって測定されます。一方、精度や平坦性はヘリウム光バンド（HLB）で測定されます。光干渉は、最も波長の短い光を用いた、ますます正確な測定技術です。.
必要な表面粗さのレベルは、 研磨材. の選択を決定します。小さな粒径（0.025ミクロン未満）の研磨粒子（酸化アルミニウムなど）は、非常に微細でほとんど検出できない微細傷をもたらし、細かい仕上げを実現します。.
機械研削ラッピングの一般的な用途
多くの表面仕上げ工程と同様に、研削とラッピングはさまざまな産業用途があります。この方法は、厳しい公差を持つ特定の表面仕上げを必要とする部品やコンポーネントに主に使用されます。例えば、自動車産業では、ブレーキシリンダーやピストン、スプラインやギアシャフトなどの部品がこの工程を経ます。これらの多くの部品は複数のコンポーネント間にフィットさせる必要があるため、ラッピングや研削によって得られる表面仕上げは、これらのベアリングに完璧なフィット感をもたらします。研削とラッピングは、医療産業でも特殊な用途があり、主に外科用ドリルや関節インプラントの一部を製造するために使用されます。.
航空宇宙産業で使用されるほとんどの部品は高い強度を必要とし、ジェットエンジンやタービンの過酷な環境下での運転が多いためです。これらの部品は従来の製造工具では加工が難しく、しばしば研削工程を経ます。これらの特性が、研削工程をほとんどの工作機械や部品メーカーにとって最適な選択にしています。.
一般的なガイドライン
工程中にはいくつかのガイドラインや特定のパラメータに特別な注意が必要です。研削研磨において最も重要な要素は、プレートの速度です。高速は滑らかな表面をもたらしますが、特定の物体の振動を引き起こす可能性も高まります。最適な速度は、ワークピースをしっかりと固定した状態を保つことです。.
望ましい効果と表面の質感は、研磨粒子の選択を決定します。研磨剤の結晶粒径に加え、破砕性の違いも最終結果に影響します。結晶粒径は、切削エッジが破損するにつれて工程中に小さくなります。シリコンカーバイドのような硬い化合物は破砕性が低く、切削エッジが破損し始める前に表面粗さが大きくなることがあります。.
圧力も研磨剤に影響を与えることがあります。高圧（3 PSI以上）は研磨剤の厚さに影響を与える可能性があります。ほとんどの用途では、圧力は2〜3 PSIを超えない範囲で必要です。研削研磨はコスト効率の良い技術ですが、制限もあります。この工程では、ワークピースから除去できる材料の量は限られています。.
一般的な研磨剤
必要な表面仕上げが研磨剤の選択を決定するため、研削と研磨はさまざまな研磨剤と互換性があります。各々が特定の粗さレベルを提供します。研磨剤には一般的に天然と合成の二つのカテゴリーがあります。例えば、工業用ダイヤモンド、ルビー、エメリーは天然研磨剤とされ、粒径が大きいです。これらはガラスの切断や金属の研削によく使用されます。.
フリント、クォーツ、パミスも天然研磨剤ですが、エメリーよりも脆く、主に表面の滑らかさや仕上げの微細な仕上げに使用されます。合成研磨剤はほぼ全て高粒径の化合物です。例として、シリコンカーバイドや窒化ホウ素があります。.
研磨と研削の違い
これらの工程は非常に似ており、同じ目的を持ちますが、いくつかの重要な点で異なります。研磨は、研磨盤とワークピースの間に摩擦を生じさせるために研磨剤の混合物を使用します。.
一方、研削は、研磨ホイールを用いて表面を滑らかにする加工工程です。研削工程で使用される研磨ホイール（または 研削ホイール）は、通常、スラリー混合物の製造に使用されるのと同じ研磨材料で構成され、粒径や破砕性のパラメータに従います。.
両工程は、材料の種類によっても異なります。研削は、金属やガラスのような硬い材料とほぼ互換性があります。一方、研磨は、ピッチ、セラミック、石などの脆い材料とより適合します。.
さまざまな種類の研削
最終製品の要求に応じて、研削工程にはさまざまなバリエーションがあります。これらのバリエーションは通常、スピンドルの向きに関係します。最も一般的な方法の一つは周辺面研削です。この技術は、平らな面やエッジ、角度付きや凹部の表面を滑らかにすることができます。研削ホイールの外周（周辺部）は、通常、ワークピースと接触します。
垂直スピンドル研削、別名スノー研削は、垂直スピンドルが研削ホイールを回転させる方式で、インデックス回転を行います。往復テーブルがワークピースを固定し、インデックス回転を容易にします。この動きにより、一つのステーションで作業を続けながら、もう一方を荷降ろしできます。表面研削は、ワークピースと研削ホイールの接触面積がより広くなる工程です。.
その他のバリエーションは、接触面積の大きさやホイールの向き、ディスクの数によって異なる場合があります。例えば、ダブルディスク研削機は、ワークピースの両面を同時に研削（ダブルサイド研磨）することが可能です。.
長所と短所
研削工程は、多くの産業用途にとって最適です。これは、鉄、鋼、いくつかの種類のセラミックやピッチなどの硬い材料を加工できる能力に大きく依存しています。この工程は細部に非常に依存しており、高品質で正確な表面仕上げを必要とする用途に最適です。正確な寸法や特定の粗さレベルを得ることができます。それでも、研削と研磨にはいくつかの制限があります。.
この工程は通常、研削ホイール、異なる粒度の研磨剤、平面研磨機などの特殊な設備に依存しており、コストがかかることが多いです。さらに、研削や研磨は、工程が細部に依存しているため、熟練した作業者を必要とします。わずかなミスや不完全な接触でも、ワークピースを損傷する可能性があります。この工程では、大量の材料をワークピースから除去することもできません。
結論
表面仕上げに関しては、望ましい効果に応じて多くの技術があります。厳密な公差の加工工程では、研削と研磨は寸法精度と正確さの面で業界標準です。この方法のコスト効率と正確さにより、大量生産と品質のための最適な選択となっています。.
現時点では、ほとんどの材料が研磨可能であり、それぞれに圧力、研磨剤、切削精度に関する特定の要件があります。製造技術の進歩により、これらの技術はさらに改善されるでしょう。.
