ベアリングの超精密加工方法

超精密研削とは？
超精密研削は、仕上げ工程の微細研削を実現するための送り動作の一種です。超仕上げ加工前の表面は、通常、精密旋削と研削が施されています。

具体的には、良好な潤滑性と冷却条件の下で、細粒の研磨材（砥石）を用いてワークピースに小さな圧力を加え、ワークピースを垂直方向に回転させながら、ワークピースを一定速度で回転させ、高速かつ短時間の往復振動運動を行う仕上げ加工方法を指します。

超精密研削は、砥石の高周波の小さな振動によって研削する伝統的な加工プロセスであり、ワークピースの表面品質の向上を目的としています。ベアリング、自動車、油圧、空気圧など、多くの業界で広く使用されており、特にベアリング業界で使用されています。現在、ベアリングの内側作業面の主な最終加工プロセスです。

ベアリング超精密加工とは？

ベアリング超仕上げは、超仕上げとも呼ばれ、マイクロ研削プロセスです。高精度ベアリングの場合、通常、リング転動面と転動体の作業面を超仕上げする必要があります。
超仕上げ加工にはさまざまな加工設備があり、加工原理も同じではありません。幾何学的精度要件、表面品質要件を達成するには、設備、工具、砥石、研削液、さらには研削工程のベアリング部品の状態を考慮する必要があります。

Moresuperhard は、ID、OD、センターレス研削、超仕上げ、ラッピング用の研削ホイール、およびベアリングリングとプロファイリングホイールの研削用のダイヤモンドおよび CBN ドレッシングツールの完全なラインナップを提供しています。

ベアリングの超精密加工の役割とは？

転がり軸受の製造工程において、超精密軸受リング加工は工程の最後に行われ、研磨による円形偏差の遺産を削減または除去し、チャネルの形状誤差を修復し、表面粗さを改良し、物理的および機械的特性を向上させ、表面軸受の振動と騒音を低減し、軸受の耐用年数を向上させるなど、重要な役割を果たします。具体的には、次のようになります。
1. リップル度を効果的に低減できます。
超仕上げ加工の工程では、砥石が常に山に作用し、谷に接触しないようにするために、砥石とワークピースの接触弧は、ワークピースの表面の凹凸の波長以上である必要があります。これにより、山の接触圧力が大きくなり、凸状の山が除去され、凹凸が軽減されます。
2.ボールベアリングレースウェイの溝形状誤差を改善します。
超精密加工により、レースウェイの溝形状誤差を約30%効果的に改善できます。
3. 超微細化された表面に圧縮応力を発生させることができます。
超仕上げ加工の過程では、主に冷間塑性変形が発生し、超仕上げ後のワークピースの表面に残留圧縮応力が形成されます。

4. リングの作業面の接触面積を増やすことができます。

超精密研削後、ベアリングリングの作業面の接触支持面積は、研削後に 15%- 40% から 80% – 95% に増加します。

ベアリング超精密加工プロセスの解析

ベアリングの超精密加工は、一般的に次の 3 つの段階に分けられます。

1. 切断

砥石の表面と軌道面の粗い凸峰が接触すると、接触面積が小さいため単位面積あたりの力が大きく、一定の圧力下では、砥石はまずベアリングワークピースの「逆切削」効果を受け、砥石表面の研磨材の一部が削り取られて破損し、新しい鋭い研磨材と刃先が露出します。同時に、ベアリングワークピースの表面の凸峰は急速切削を受け、切削と逆切削の作用により、ベアリングワークピースの表面の凸峰と研削劣化層が除去されます。この段階は切削段階と呼ばれ、ほとんどの金属代が除去されます。

2. ベアリング半切断段階

加工が進むにつれて、ベアリングワークの表面は徐々に平らに研磨されていきます。

このとき、砥石とワーク表面の接触面積が増加し、単位面積あたりの圧力が減少し、切り込み深さが減少し、切削能力が弱くなります。

同時に、砥石表面の細孔が塞がれ、砥石は半切削状態になります。この段階はベアリング仕上げの半切削段階と呼ばれ、ベアリングワークピースの表面の切削痕が浅くなり、より暗い光沢が現れます。

3. ベアリングの仕上げ
この段階は 2 つのステップに分けられます。1 つは研削移行段階、もう 1 つは切削停止後の研削段階です。

研削遷移段階：

研磨粒子が減少し、研磨刃が研磨され、砥石の隙間に酸化物チップが埋め込まれ始め、研磨粉が砥石の細孔を塞ぐため、研磨粒子は弱い切削しかできず、押し出しと研磨を伴い、その後、ワークピースの表面粗さが急速に減少し、砥石の表面には黒い酸化物チップが付着します。

切削研磨を中止:

油膜とワークピースの摩擦がスムーズになると、接触面積が大幅に増加し、圧力が低下し、研磨材が油膜を貫通できなくなり、ワークピースと接触し、支持面の油膜圧力と砥石の圧力がバランスすると、砥石は浮いた状態になります。油膜が形成される間、このとき切削効果はありません。この段階は超仕上げ特有のものです。