鏡面粗さを実現する方法

鏡面研磨とは何ですか？
研削後のワークピースの表面粗さはRa<0.01μm, and the light is like a mirror, which can image clearly, so it is called mirror grinding. The flatness of the grinding plane is not more than 3μm/1000mm. Surface machining of high precision and high added value parts requires mirror grinding.

鏡面研削用の研削盤は、以下の条件を満たす必要があります。

* 高精度、剛性、振動低減対策。

* 砥石スピンドルの回転精度は1μm以上です。

※作業台に対する砥石ホルダーの振幅は1μm以下です。

* 横送り機構により正確なフレット加工が可能です。

研削砥石のドレッシングを行う際には、以下の点に注意してください。

1) 一般的に、精研削代は0.015〜0.02mmです。ワークピースがRa0.8に粗くされている場合、精研削代は0.005〜0.015mmです（研削代は鋼の特性と硬度に応じて決定する必要があります。硬度が高く研磨しやすい鋼の場合は、研削代を少なく残す必要があります）。その後、研削ホイールを仕上げる必要があります。
2) 砥石を仕上げる際は、まず厚さを約 0.1mm 削り落とし、次に 0.02mm の切削深さで 2 回トリムし、次に 0.01mm の切削深さで 3 回トリムし、最後に深いスペースを切削せずに 2 回往復します。仕上げ時の横送り速度は 20-30mm /min でした。軟鋼のワークピースの場合、砥石を研削するときに横送りを遅くする方がよいですが、硬化した高速度鋼を加工する場合はその逆になります。

3) 研削砥石をドレッシングするときは、十分な量の研削液またはその他の冷却剤を使用して、研削砥石とダイヤモンドナイフの接触点を洗浄する必要があり、研削品質に影響を与えないように、研削砥石の破片を適時に洗い流す必要があります。

4) 仕上げに使用するダイヤモンドナイフは、砥石の粒度が比較的粗いため、鋭利である必要はありません。ダイヤモンド工具の先端の直径は0.8mm以内です。鋭利なダイヤモンドナイフでドレッシングする場合は、

クロスフィード速度を遅くする必要があります。
5) 新しくドレスした砥石を使い始めると、表面粗さが若干悪くなりますが、しばらくすると安定します。

粉砕量
1) 砥石のバックカット深さは約 0.005mm です。ワークピースの鋼の性質と硬度に応じて、適切に増減します。たとえば、硬度の高い焼入れ鋼の場合、バックナイフの量が多すぎると火傷を起こしやすく、軟鋼の場合、バックナイフの量が少なすぎて研磨しにくくなります。
2) 横送りの1ストロークは0.2〜0.4mmです。鏡面研削の砥石は切削能力が低いため、横送り速度は表面粗さに大きな影響を与えます。横送り速度が増加すると、砥石表面が損傷し、滑らかな表面が得られません。
3) 縦方向の送りは12-15m /分です。縦方向の送りは表面粗さにほとんど影響しませんが、遅すぎるとワークピースの表面に波状または模様が生じます。
4) 切削深さ研磨なし。鏡面研磨では砥石の切削能力が低いため、ワークピースの表面にツールマーク（円形ワークピースは月形、長方形ワークピースはベルト形）が頻繁に現れ、ワークピースの凹凸表面を反映するため、送りなしで約2分間研磨する必要があります。

鏡面研磨における欠陥と対策

平面研削盤による鏡面研削では、表面の波状、焼け、傷、模様、摩耗痕（糸の流れ）などの欠陥がよく発生します。これらの問題を解決するには、次の対策を講じることができます。

1) 表面の波紋のほとんどは、ベアリングクリアランスが大きすぎる、スピンドルの偏差、モーターローターの動的バランスが悪い、スピンドルとベアリング間の油膜が不均一など、研削ホイールの振動によって発生します。また、研削ホイールのバランスが取れていない場合も波紋が発生します。研削ホイールのバランスが取れていても波紋がある場合は、研削ホイールとその適合部品をオーバーホールまたは調整して、波紋を完全に除去する必要があります。

2）硬度の高い材料を加工する場合、砥石の研削効率が悪く、研削点で高温が発生し、ワークピースが焼けやすくなります（たとえば、W18Cr4Vを研削する場合、焼けやすくなります）。焼けを防ぐために、研削点に十分な研削液が必要です。また、バックナイフの量も適切で、多すぎないようにしてください。方法は、約18m / sの砥石の線速度を下げることです。

3）鏡面研削における傷には、大まかに言って2種類あります。1つは不規則な傷で、砥石とワークピースの間で洗浄された不純物や研磨粒子によって発生します。この傷を除去するには、研削液の濾過が必要で、一般的には磁性、銅線メッシュの3つの濾過を使用します。もう1つの種類の傷は点線のような列で、浅く、距離の長さはほぼ同じです。これは、砥石の回転と傷に伴って砥石粒子が脱落するものです。このときの除去方法は、砥石をドレッシングするときに十分な研削液を使用し、砥石の第2端面を外幅と内幅の斜め形状にトリミングすることです。また、砥石は適切に選択する必要があり、柔らかすぎてはならず、自己切れ味の良い砥石を使用しないでください。

4) 鏡面研削では、さまざまな模様が現れやすいです。模様が発生する要因は多くありますが、主な原因は振動です。砥石の周期的な振動、外部からの影響、隣接する工作機械の振動などです。また、砥石が鈍すぎてストロークが不安定な場合にも模様が現れます。隣接する機械が研削を開始していない場合は、模様は現れにくいです。

5) 鏡面研磨における摩耗痕（ワイヤーフロー）が目立つ場合は、細粒度の砥石を使用してワイヤーフローを除去する必要があります。

ただし、細粒度研削ホイールを使用する場合は、次の点を考慮する必要があります。

1. 砥石を仕上げる際は、ダイヤモンドナイフを鋭くし、研削液を十分供給し、砥石の表面に影響を与えないように破片を適時に洗い流す必要があります。

2. 表面の焼けや表面の滑らかさに影響するその他の問題を防ぐために、研磨量は適切でなければなりません。適切な研磨代を残すように注意してください。

3. 研削砥石の線速度を15～18m/sに下げる必要があります。

4. 研削液は傷がつかないように慎重に濾過する必要があります。

5. 砥石で研削ホイールを仕上げる場合、砥石と砥石の接触面積が小さすぎてはならず、また、使用する砥石が柔らかすぎてもいけません。そうしないと、砥石を仕上げる役割を果たせません。

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