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かずまさかみいしづ
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1 平成 23 年機械知能系 5 セメスター機械創成学 I Creation and Production I 6. 除去加工研削加工 Removal processing: grinding processes

2 主な材料加工法 Manufacturing processes 成形加工除去加工付加加工 Forming processes Removal processing Joining processes 鋳造 Casting 切削加工 Cutting 接合溶接 Bonding and welding 塑性加工 Plastic forming 研削加工 Grinding 粉末射出成形 Powder processing Injection molding 特殊加工 Advanced processes 表面改質処理 Surface treatment, modification めっき蒸着

3 研削加工とは? What is grinding? 砥粒を固めて作った ( ) させこれを工具として加工に用いる方法 ( 一種の切削加工 ) A chip-removal process that uses an ( ) as the cutting tool. 砥石微小切削 : 切りくずが極めて小さい精密加工に適する High precision process : removing small amounts of material from a surface through cutting process 砥石を使うことでさまざまな形状の加工物に適用可能 Wide variety of workpiece geometries grinding wheels (bonded abrasives)

4 研削加工の種類 Types of grinding processes ( ) ( ) Conical surfaces 円錐面研削 Fillets on a shaft 面取り研削 Helical profiles らせん溝研削 Concave shape 凹面の研削 Cutting off or slotting 突っ切り溝研削 ( ) ( )

5 平面研削 Surface grinding 砥石の ( ) を用いる場合 with ( ) of grinding wheel カップ形の砥石の ( ) を用いる場合 With ( ) of grinding cup 平面研削盤 Surface grinding machine ディスク形砥石の ( With ( ) を用いる場合 ) of grinding disk

6 砥石の構造と性状 Structure and characteristics of grinding wheel 砥石 Grinding wheel: ( ) から構成される Composed of ( ) 結合材砥粒空隙 ( ) 重要! 切り屑による目詰まり防止冷却効果 ( ) is essential to provide clearance for the chips produced and to provide cooling 砥粒材料 Materials for abrasives アルミナ (alumina) lsic (silicon carbide) CBN (cubic boron nitride), ダイヤモンド (diamond) 結合材 Bonding materials ビトリファイド結合剤 Vitrified: 粘土 clays 長石 feldstar レジノイド結合剤 Resinoid: フェノール樹脂 phenolic resin (thermosetting resin) メタル結合剤 Metal

砥石の目直し ( ドレッシング ) Dressing 目つぶれ Glazing 砥石の摩耗 Wear

7 砥石の目直し ( ドレッシング ) Dressing 目つぶれ Glazing 砥石の摩耗 Wear of the wheel 目詰まり Loading 切り屑が空孔にたまる The porosities are filled with chips Brittle layer ( ) で砥粒表面を切断して新しい切刃を作る Conditioning worn grains of grinding wheel by ( ) on grains. Worn surface Dresser Crash-roller 切削 Cutting 粉砕 Crashing 切刃の変化過程 Change in cutting edge

by abrasive B Cut by abrasive A A 砥粒 Abrasive I B 砥石 Grinding wheel 工作物 workpiece gs 2a v V D

8 研削理論 Grinding process gs TQ sin QU v ( V / a) QI OQ TQsin ( 砥粒切込深さ wheel depth of cut) v V 砥石の回転周速度 :V Tangential velocity of the wheel 工作物の送り速度 :v Moving velocity of a workpiece a D /( D / 2) 2 D 回転砥石における幾何学 Cut by abrasive B Cut by abrasive A A 砥粒 Abrasive I B 砥石 Grinding wheel 工作物 workpiece gs 2a v V D 工作物の送り速度と砥石の回転速度の比研削切りくずの形態に大きな影響 Ratio of wheel velocity and workpiece velocity influences significantly on the chip formation produced.

砥粒による表面加工 Chip formation by abrasive 研削における砥粒の作用 Action of abrasives in grinding process (1) ( ): すべるだけで切り屑を作らない ( ) : rubbing of the grain along the workpiece surface without chips (2) ( ):

9 砥粒による表面加工 Chip formation by abrasive 研削における砥粒の作用 Action of abrasives in grinding process (1) ( ): すべるだけで切り屑を作らない ( ) : rubbing of the grain along the workpiece surface without chips (2) ( ): 傷は作るが削れない ( ): grooves on the workpiece surface without chips (3) ( ): 条痕の側面に切り屑として排出 ( ) : chips are produced at the side of the ridges (4) ( ): 砥粒前面に切り屑を排出をする側面に盛り上がりも作る ( ) : chips are produced in front of the abrasive 研削加工した工作物の表面にはこのような微小な傷が無数に残る Small scratch marks is formed on the workpiece surface for grinding.

砥粒の刃先とその損耗 Wear of cutting edge of wheel 砥石の切刃の磨耗 Wear of cutting edge of the wheel 刃先をもたない砥粒 Without cutting edge 切刃面積率 Cutting edge area ratio 刃先をもつ砥粒 With cutting edge n e 1 A 切刃 Cutting edge i

10 砥粒の刃先とその損耗 Wear of cutting edge of wheel 砥石の切刃の磨耗 Wear of cutting edge of the wheel 刃先をもたない砥粒 Without cutting edge 切刃面積率 Cutting edge area ratio 刃先をもつ砥粒 With cutting edge n e 1 A 切刃 Cutting edge i Total area 切刃面積 Cutting edge area 切刃がなまってしまい ( ) する場合が多い ( ) Get dull: ( ) decreases grinding efficiency 通常は切刃面積率が増えて, ある一定の値 ( 砥石の種類で異なる ) になったときを砥石の寿命としている Life of the grinding wheel is determined when the cutting edge area ratio reaches the threshold value (depending on the types of wheels).

11 研削液による潤滑 Grinding fluid 研削液 ( 研削部位に注ぎながら研削する )Grinding fluid 水と油の薬品の混合物である研削液を用いる Mixture of water, oils, and chemicals 不水溶性研削液乳化油水溶性研削油無機塩類水溶液 Water-insoluble, emulsified oil (emulsion), water-soluble, inorganic salt solution (1)( ): 工作物砥石の冷却 ( ) : cooling the grinding wheel and workpiece (2)( ): 砥粒切刃と切り屑の間の潤滑を良くし切削を助ける ( ): increase lubricity between grain cutting edge and the chips (3)( ): 切り屑と砥粒の破砕片を洗い流し目詰まりを防ぐとともに仕上げ面を良好にする ( ) : washing away the chips and crushing fragment of the abrasives to prevent loading (4)( ): 研削部位が高温になることによって工作物表面に化学変化を起こし切り屑生成を容易にする ( ) : make the chip production easily using the chemical reaction on the workpiece surface where the surface temperature increases

精密仕上げ加工 : ホーニング Finishing operation: Honing Stone ストーン Spindle スピンドルホーニング : 数本の ( ) をばねや油圧で加工面に押し付けながら回転させ同時に軸方向に往復運動させることで, 加工物の内径を研磨する Honing : an operation that is used primarily to improve the

12 精密仕上げ加工 : ホーニング Finishing operation: Honing Stone ストーン Spindle スピンドルホーニング : 数本の ( ) をばねや油圧で加工面に押し付けながら回転させ同時に軸方向に往復運動させることで, 加工物の内径を研磨する Honing : an operation that is used primarily to improve the surface finish of holes using the ( ) consisting of a set of bonded abrasive sticks. Nonabrading bronze guide 銅合金ガイド Honing tool Workpiece Honing head (1) 押し付け圧力砥粒の種類大きさ回転速度によって仕上げ面精度を調整できる The quality of the surface finish can be controlled by the types and size of abrasive, the pressure applied and speed. (2) 低速のため熱の発生が少なく ( ) ( ) caused by low heat generation (low speed) (3) 作業は単純低コスト Simplified process and low cost (4) 自動化可能 automatable

精密仕上げ加工 : ラッピング Finishing operation : Lapping 工作物をそれより軟らかい ( ) 押し付けて両者の間に ( ) を加え相対運動をさせて工作物表面から極微量の切り屑を取り去り精度の高い仕上げ面を得る方法 Workpieces and the ( ) are

13 精密仕上げ加工 : ラッピング Finishing operation : Lapping 工作物をそれより軟らかい ( ) 押し付けて両者の間に ( ) を加え相対運動をさせて工作物表面から極微量の切り屑を取り去り精度の高い仕上げ面を得る方法 Workpieces and the ( ) are rubbed together with an ( ) between them, by hand movement or by way of a machine to finish flat, cylindrical, or curved surfaces with high precision. ラップ盤遊離砥粒

14 梨地素材光沢鏡面

CNC 工作機械 Computer numerical control (CNC)

15 CNC 工作機械 Computer numerical control (CNC) machine tools 工作機械に必要とされる工具の運動や制御を ( ) によって行う自動加工機械 The machine tool in which movement and control of the machine tool and its components are achieved by ( ) チャック CNC 旋盤 (CNC lathe) タレットドリル多刃工具切削工具リーマドリル

remove it from its workholding device or fixture.

16 マシニングセンタ Machining centers 多種類の工具を用いてフライス穴あけねじ立てなどの ( ) によって行うことが出来る工作機械 An advanced computer-controlled machine tool that is capable of preforming a variety of machining operations on different surfaces of a workpiece without having to remove it from its workholding device or fixture. 工具の取り付け Tool-exchange ホームポジション Home position 横型 5 軸マシニングセンタ Five-axis horizontal-spindle machining center 横形マシニングセンタでの工具の交換機 Tool changer on a horizontal-spindle machining center

17 本日のまとめ Today s summary 砥粒を固めて作った研削砥石を高速度で回転させこれを工具として加工に用いる方法 ( 一種の切削加工 ) A chip-removal process that uses an grinding wheels (bonded abrasives) as the cutting tool. 微小切削 : 切りくずが極めて小さい精密加工に適する High precision process : removing small amounts of material from a surface through cutting process 砥石を使うことでさまざまな形状の加工物に適用可能 Wide variety of workpiece geometries grinding wheels (bonded abrasives) < 主な研削方法と重要事項 > 円筒研削内面研削平面研削ホーニングラッピングドレッシング Cylindrical grinding, internal grinding, surface grinding, honing, lapping, dressing

Manufacturing Processes Machining Casting Process Welding, Bonding and Cutting Plastic Working Cutting Process Abrasive Machining

I Academic English I Lesson 11 Manufacturing Processes Machining Casting Process Welding, Bonding and Cutting Plastic Working Cutting Process Abrasive Machining Machining 1 primary forming process secondary