研削加工に関する最も重要な20のQ&A(1)

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1. 研削とは何ですか?研削のいくつかの形式を挙げてみてください。

回答: 研削とは、研磨工具の切削作用によりワーク表面の余分な層を除去し、ワークの表面品質が所定の要件を満たすようにする加工方法です。一般的な研削形式には、通常、円筒研削、内面研削、センタレス研削、ねじ研削、ワークピースの平面研削、および成形面の研削が含まれます。
2. 研磨工具とは何ですか?砥石の成分は何ですか?そのパフォーマンスを決定する要因は何ですか?

回答:研削、研削、研磨に使用されるすべての工具は総称して研磨工具と呼ばれ、そのほとんどは研磨剤と結合剤でできています。
砥石車は砥粒、結合剤、気孔(場合によっては気孔なし)で構成されており、その性能は主に砥粒、粒径、結合剤、硬度、組織などの要素によって決まります。
3. 研磨剤の種類は何ですか?一般的に使用される研磨剤をいくつか挙げてください。

回答: 研磨材は切削加工に直接関与し、高い硬度、耐熱性、一定の靭性を備え、破損したときに鋭いエッジやコーナーを形成できる必要があります。現在、一般的に製造に使用されている研磨材は、酸化物系、超硬系、高硬度系の3種類です。一般的に使用される研磨剤は、ホワイトコランダム、ジルコニウムコランダム、立方晶炭化ホウ素、合成ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素などです。
4. 砥石の摩耗はどのような形で発生しますか?砥石のドレッシングの意味は何ですか?

回答: 砥石の摩耗には主に、砥粒の損失と砥石の破損の 2 つのレベルがあります。砥石表面の砥粒の消失は、砥粒の不動態化、砥粒の破砕、砥粒の脱落の3つの形態に分けられます。砥石の使用時間が長くなると、砥石の切削能力は徐々に低下し、最終的には正常に研削できなくなり、所定の加工精度や面品位が得られなくなります。このとき、砥石は故障します。砥石加工面の鈍化、砥石加工面の目詰まり、砥石輪郭の歪みの3つの形態がある。

 

砥石が磨耗すると、砥石の再ドレッシングが必要になります。ドレッシングとは、形を整えたり研いだりすることの総称です。成形とは、一定の精度が要求される幾何学的形状を砥石車に与えることです。研ぎとは、砥粒間の結合剤を除去し、砥粒を結合剤から一定の高さ(一般砥粒の大きさの1/3程度)突き出させ、良好な切れ刃と十分なカススペースを形成することです。 。通常の砥石は、成形と研ぎを一度に行うのが一般的ですが、超砥粒砥石の成形と研ぎは一般に分離されています。前者は理想的な砥石形状を得るために、後者は研削の切れ味を向上させるために行われます。
5. 円筒研削と平面研削における研削運動の形式は何ですか?

回答:外周と平面を研削する場合、研削動作には主動作、ラジアル送り動作、軸送り動作、ワークの回転または直線動作の4つの形式があります。
6. 単一の砥粒の研削プロセスを簡単に説明します。

回答:1つの砥粒の研削工程は、大きく「すべり」「かがき」「カット」の3段階に分かれます。

 

(1) スライドステージ:研削加工中、切削厚はゼロから徐々に増加します。滑り段階では、砥粒の刃先とワークが接触し始めるときの切込み厚さ acg が非常に小さいため、砥粒の上端角の鈍円半径 rn>acg のとき、砥粒は表面でのみ滑ります。ワークの変形を抑え、切りくずを発生させず、弾性変形のみを発生させます。

 

(2) スクライビング段階:砥粒の侵入深さの増加に伴い、砥粒とワーク表面との間の圧力が徐々に増加し、表層も弾性変形から塑性変形に移行します。このとき、押出摩擦が激しく、多量の熱が発生します。金属が臨界点まで加熱されると、通常の熱応力が材料の臨界降伏強度を超え、刃先が材料の表面に食い込み始めます。この滑りにより材料表面が砥粒の前面と側面に押し出され、砥粒がワーク表面に溝を刻み、溝の両側に膨らみが生じます。この段階の特徴は、材料表面に塑性流動と膨らみが発生し、砥粒の切削厚さが切りくず生成限界値に達しないため切りくずが生成されないことです。

 

(3) 切削段階:侵入深さが臨界値に増加すると、砥粒の押し出しにより切削層がせん断面に沿って明らかに滑り、切りくずが形成され、すくい面に沿って流出します。これを切削段階と呼びます。
7. JCJaeger ソリューションを使用して、乾式研削中の研削ゾーンの温度を理論的に分析します。

回答:研削加工の場合、切り込み深さが浅いため接触弧長も小さくなります。したがって、半無限の物体の表面を移動する帯状の熱源と考えることができます。これが JCJaeger のソリューションの前提です。(a) 研削ゾーンの表面熱源 (b) 動作中の表面熱源の座標系。

 

研削接触アーク領域AA¢B¢Bはベルトの熱源であり、その加熱強度はqmです。その幅 w は、砥石車の直径と研削深さに関係します。熱源 AA¢B¢B は無数の線状熱源 dxi の合成と考えることができ、ある線状熱源 dxi を検討の対象とし、その熱源強度は qmBdxi であり、X 方向に速度 Vw で移動します。

 

8. 研削焼けの種類とその対策は何ですか?

回答: 焼けの様子により、全体焼け、スポット焼け、ライン焼け(部品表面全体の線焼け)があります。表面微細構造変化の性質に応じて、焼き戻し焼け、焼き入れ焼け、焼きなまし焼けなどがあります。

 

研削プロセスにおいて火傷が発生する主な原因は、研削ゾーンの温度が高すぎることです。研削ゾーンの温度を下げるには、研削熱の発生を減らし、研削熱の伝達を促進する 2 つのアプローチが考えられます。

多くの場合、次のような管理措置が取られます。

 

(1) 合理的な研削量の選択。

(2) 砥石を正しく選択してください。

(3) 冷却方法の合理的な使用

 

9. 高速研削とは何ですか?通常の研削と比べて、高速研削の特徴は何ですか?

回答:高速研削とは、砥石の線速度を上げて研削効率と研削品質を向上させる加工方法です。通常の研削との違いは研削速度と送り速度が速いことにあり、高速研削の定義は時代とともに進歩しています。1960年代以前は、研削速度が50m/sのときは高速研削と呼ばれていました。1990年代には最高研削速度が500m/sに達しました。実際の用途では、100m/sを超える研削速度を高速研削と呼びます。

 

高速研削は通常の研削と比較して次のような特徴があります。

 

(1) 他のすべてのパラメータが一定に保たれる条件下では、砥石車の速度を上げるだけで、切削厚さが減少し、それに応じて各砥粒に作用する切削抵抗が減少します。

 

(2) 砥石速度に比例してワーク速度を上げれば、切り込み厚さを変化させずに済みます。この場合、各砥粒に作用する切削抵抗とその結果として生じる研削力は変化しません。この最大の利点は、同じ研削力に比例して材料除去率が増加することです。

 

10. 砥石と工作機械の高速研削の要件を簡単に説明してください。

回答: 高速研削砥石は次の要件を満たす必要があります。

 

(1) 砥石の機械的強度は、高速研削時の切削抵抗に耐えることができる必要があります。

 

(2) 高速研削時の安全性と信頼性。

 

(3) シャープな外観。

 

(4) 砥石の摩耗を低減するため、バインダーには耐摩耗性が高いことが必要です。

 

工作機械の高速研削の要件:

 

(1) 高速主軸とその軸受 高速主軸の軸受にはアンギュラ玉軸受が使用されるのが一般的です。スピンドルの発熱を軽減し、スピンドルの最大速度を上げるために、新世代の高速電動スピンドルのほとんどはオイルとガスで潤滑されています。

 

(2) 高速研削盤は、通常の研削盤の機能に加えて、次の特別な要件も満たす必要があります。高い動的精度、高い減衰、高い振動耐性、および熱安定性。高度に自動化された信頼性の高い研削プロセス。

 

(3) 砥石の速度が上昇すると、砥石の運動エネルギーも増加します。砥石が破損した場合、通常の研削よりも人体や設備への被害が大きくなるのは明らかです。このため、砥石自体の強度向上に加え、高速研削用の特殊砥石ガードも安全性を確保する重要な対策となります。


投稿日時: 2022 年 7 月 23 日