研磨や研削の加工における割れ

研磨加工や研削加工では、加工時に大きな力や熱が加わるため、期待した結果が得られず「割れ」や「焼け」が発生する場合があります。割れや焼けは具体的にどのような現象を指しているのでしょうか。ここでは、加工における割れや焼け、原因と対策について解説します。

研磨や研削の加工における割れとは？

研磨加工や研削加工では、砥石と対象物の間にできる加工点は瞬間的に高温になります。クーラントなどを活用して温度を下げていきますが、熱が対象物の素材に伝わって研削割れや研磨割れが生じます。加工を行う対象物の割れに注意が必要です。

もともと薄い素材や、熱・圧力・摩耗などの衝撃に弱い素材については、素材の特性に適した砥石や研削液を使用する必要があります。ワークのバランスをとる、砥石の切り込みを小さくするといった工夫も一定の効果が期待できるでしょう。

摩耗や消耗、力がかかるなどして砥石にも割れが生じることがあります。砥石の選択については、軟らかい結合度または粗い組織の砥石を使用する、ドレスを頻繁に実施するほか、割れ防止加工を施したものを使う方法も有効です。

研磨割れ・研削割れの原因

研磨割れは、対象物を磨く際に摩擦や熱が加わり、素材が割れてしまうトラブルです。対象物と砥石の双方に割れのリスクがあります。摩耗・摩擦が直接の原因となりますが、素材の選定や対象物との研磨角度なども原因として考えることができます。

研削割れは、対象物を削り出す際に狙っていない場所までクラックなどが入り込み、割れてしまうトラブルです。対象物と砥石の双方に割れのリスクがあります。研削時に発生する熱や力のほか、研削液の種類や量、冷却不足なども原因となります。

研削焼けは、対象物を削り出す際に加工面の表が酸素と反応して「酸化膜」をつくり、光を受けて光同士が干渉し、色がついてしまう現象です。

研磨割れ・研削割れの対策

研磨割れ・研削割れの対策として近年注目されているものが「IoT」の活用です。IoTとはInternet of Things（モノのインターネット）の略語で、今までインターネットに接続されていなかったモノに機器を取り付け、ネットワークを通じて情報を伝える仕組みのことです。

IoTを活用すると、加工工場内の機器や対象物に関するデータを蓄積・分析でき、機械の稼働状況を管理しながら、あらゆるデータの可視化が可能です。

研磨割れ・研削割れへの対策としては振動や温度を直接モニタリングし、事前に異常値を設定して割れのリスクを判断できるほか、機械のメンテナンスや調節も実施しやすくなる点がメリットです。

今まで可視化されていなかった機械の稼働状況をデータとしてチェックできるため、機械が勝手に動いて割れを発生させ、素材を無駄にするリスクが低減できるようになっています。

また摩擦熱など、加工中に発生するあらゆるデータを記録し、分析ができるようになっています。素材ごとに適切な加工が実施しやすくなることも、IoTを使用した効果的な加工方法といえるでしょう。