樹脂ホイールが鋼球を研削する仕組み

1. 樹脂砥石と鋼球の研削の利点

樹脂製研削砥石の主な成分は、研磨剤、樹脂、湿潤剤などです。粒子サイズが細かく、硬度が高く、内部構造が均一で緻密で、外観が規則的で、寸法が正確であるという特徴があります。樹脂製研削砥石の弾力性により、研削工程で鋼球にかかる圧力は比較的小さくなります。同様の研削条件下では、研削・研削工程を経た樹脂製研削砥石で加工された鋼球は、鋳鉄製ディスクで研削された鋼球よりも精度と表面品質が高く、振動値が低く、ベアリング装着後のミュート効果も良好です。また、樹脂製研削砥石は研削効率が高く、生産効率は鋳鉄製ディスクの2倍以上です。樹脂製研削砥石の価格は鋳鉄製ディスクよりも高いものの、加工効率が高く、研削砥石の耐久性が高く、総コストは鋳鉄製ディスクの研削コストよりも低くなります。同時に、樹脂砥石用の特殊な研削液（オイル）は環境に優しく、加工後の鋼球の表面も簡単に洗浄できます。

2. 樹脂砥石研削盤の選択

国産樹脂砥石はもともと、研削ではなく研磨で垂直ボール研削盤で行われていました。垂直工作機械の研削盤は水平に配置されているため、研削工程中に樹脂砥石からの研削屑が研削溝に埋め込まれ、流体洗浄が困難です。そのため、チップ除去の難しさは、垂直工作機械の樹脂砥石が研削工程を置き換える難しさになっています。

このため、横型工作機械は、樹脂製砥石で鋼球を研削するための第一選択肢となっています。3M77シリーズの鋼球研削盤は、水平レイアウトとオープンな全体設計を採用しています。ベッドとヘッドフレームの設計は、高低の組み合わせ（低重心L字型構造）ガイドレールのモジュール設計を採用しており、工作機械の強度と剛性が向上しています。ベッドは加工に特別な職人技を採用しており、潜在的な変形を排除し、工作機械の同軸度と平行度を完全に保証します。同時に、特別なスピンドル構造と技術手段を採用し、輸入ベアリングとオプションの取り付けを採用しているため、スピンドルの回転精度が大幅に向上し、長期間安定しています。

これは、樹脂研削ホイールが研削を使用して高精度の鋼球を加工するための研究の前提条件を提供します。 。 主軸台の動きは転がりリニアガイドレール位置決めを採用しており、工作機械は高い繰り返し位置決め精度を持ち、シリンダーの位置決めによって引き起こされる工作機械の加圧プロセス中の異なる位置にある2つのディスクの平行度の変化を克服します。 工作機械の加圧とスライド機構の分離の適用により、機械全体の剛性と安定性が大幅に向上し、G5、さらにはG3の低騒音鋼球のバッチ処理が保証されます。 このシリーズの工作機械の電気および油圧システムは、高度な周波数変換制御技術と電気油圧比例調整技術を採用しており、初期圧力、中間圧力、微圧の3レベルのプログラム制御変換を実現できます。 プロセスルートに応じて圧力や時間などの処理パラメータを事前に設定し、作業中の自動変換を実現し、生産効率を大幅に向上させます。

3M77シリーズの横型工作機械は日本企業の樹脂砥石を採用しており、サイズは800mm×420mm、660mm×420mm、厚さは30mmと50mm、常用粒度は2000#、3000#、4000#、編成数は9、粘着剤はBZ（長寿命）とBZL3（良好な切削性能）で、よく使われています。

3. 樹脂砥石の選択

樹脂砥石研削と鋼球研削技術は既に採用されているが、樹脂砥石に対する理解が不十分なため、樹脂砥石のグレードと構造の選択において誤解が多く、理想的な鋼球研削加工効果が得られない。

鋼球研削用の専用樹脂砥石の選択は、鋼球の材質、研削方法、研削パラメータと加工精度、生産効率に応じて決定する必要があります。まず、研磨剤、粒度、結合度、接着剤、組織、ホイールサイズなど、適切な樹脂砥石マークを選択します。樹脂砥石を選択するときは、研削能力とワークピースの研削精度の両方を考慮する必要があります。樹脂砥石は適度な耐久性を備えている必要がありますが、消耗量が少なく、常に良好な自生性を維持する必要があります。次に、選択したホイールマークに応じて合理的な加工技術を策定し、研削圧力の均一性を確保します。

鋼球の加工では、一般的に初期工程ではセラミック砥石（WA/C 180Z～320Z）、中間工程では樹脂砥石（WA500Z～2000Z）、最終工程では樹脂砥石（WA3000Z～6000Z）が使用されます。

4. 研削液とフィルターシステムの選択

樹脂砥石の研削工程では、適切な研削液の選択、研削液（油）の温度の厳密な制御、適切なフィルターシステムの準備が重要です。樹脂砥石は粒子が細かいため、加工中に発生する研削屑、砥粒、結合剤などが砥石間の隙間に埋め込まれ、砥石の切削能力が失われることがよくあります。通常、砥石溝の疲労層を除去するために、糸溝には柔らかい研削ボールが使用されます。したがって、研削液を選択するときは、その加工性と冷却、潤滑、洗浄の両方の特性を考慮する必要があります。第二に、研削液のろ過と清浄度も特に重要です。樹脂砥石による鋼球の研削中に生成される可能性のある不純物は、砥石研磨剤の脱落、鋼球の研削下の鉄粉です。切削液が流路を流れる物体、ほこり、塗料など。現在の樹脂製研削砥石は主に日本から輸入されており、そのほとんどは2000＃、3000＃、4000＃、6000＃で、我が国の研削砥石粉末の粒子サイズW10、W7、W5、W2.5に相当します。これには、ろ過精度が基本的に約10〜2μmに達することが求められ、中国で提供されるろ過システムを改善する必要があり、特に樹脂製研削砥石のグリット脱落によって引き起こされるシステムろ過の問題は、依然として鋼球の品質のさらなる向上に影響を与える重要な要因です。鋳鉄ディスクの研削と比較して、切削液の化学的性質は大きな変化を遂げています。切削液中の物理的不純物の含有量と粒子のサイズは同じではありません。これは鋼球の表面と振動値に比較的大きな影響を与えます。より直接的であるため、理想的なろ過システムを選択することが重要です。また、研削液（オイル）の温度管理も重要です。日本企業によれば、海外での樹脂砥石による精密鋼球研削における研削液（オイル）の温度管理は厳しく、一般的には25度前後だそうです。

5. 樹脂砥石の接着、取り付け、ドレッシング

樹脂砥石を接着する場合は、まず砥石を洗浄してから接着剤で接着しないと、しっかりと接着することが難しくなります。

回転砥石のドレッシングは、砥石ドレッサーによって行われます。 砥石ドレッサーは油圧駆動で、ダイヤモンドドレッサーが直線往復運動を行い、砥石のドレッシングを完了します。 ダイヤモンドドレッシングブロックを調整して水平にし、砥石の表面が滑らかであることを確認します。 固定砥石のドレッシングは、工作機械から取り外す必要があります。

現在、樹脂砥石による鋼球の研削は広く利用されており、樹脂砥石の「研削代用研究」プロセスは、3M77シリーズ水平鋼球研削盤で処理され、G10〜G5グレードの低騒音ベアリング鋼球の加工に成功しています。

樹脂砥石による鋼球の研削工程は満足のいく成果を上げていますが、完璧ではなく、まだ多くの問題があります。たとえば、工作機械上で固定砥石のドレッシングとディスクの自動回転をどのようにうまく実現するか、砥石の粒子サイズと研削液の組成に応じて適切なフィルターシステムを構成し、研削液の濾過精度を向上させる方法、人間化、健康、環境保護の設計コンセプトを体現する設計、工作機械上の振動低減、騒音低減、振動源の分離をどのように実現するかなどが、今後の研究の方向になります。