プランジ研削プロセスの説明: 仕組み、主要なパラメータ、機械の選択

自動車サプライヤーが 1 回のクランプでシール ショルダー、溝、先端半径を備えたバルブ ステムを研削する必要がある場合、通常はプランジ研削が最も速く、最も信頼性の高い方法です。ホイールは回転するワークピースに半径方向に送り込み、ホイールのプロファイルが形状を転写し、サイクルは数分ではなく数秒で終了します。プランジ研削（インフィード研削とも呼ばれる）は、研削砥石が横切ることなく加工される全長をカバーできる場合に使用される円筒研削技術です。この記事では、プロセスがどのように機能するか、その結果を制御するパラメーター、いつそれが正しい選択であるか、およびプランジ サイクル用に構築された機械で何を探すべきかについて説明します。

プランジ研削プロセスとは何ですか?

プランジ研削は、部品が回転しながら、研削砥石がワークピースに向かって半径方向 (ワークピースの軸に垂直) に前進する円筒研削方法です。砥石幅は研削面の長さと同じかそれより大きいため、研削ゾーン全体が長手方向のパスではなく単一の半径方向の送り込みによって加工されます。 「プランジ」という言葉は、その送り動作を表しています。ホイールが部品内にあらかじめ設定された深さまで真っすぐに移動し、短時間停止してから後退します。

2 つのマシン構成は同じラジアル送りロジックを使用します。センタータイププランジ研削では、ワークをセンター間またはチャックで保持し、砥石台で切り込みを行います。インフィードセンタレス研削とも呼ばれるセンタレスプランジ研削では、ワークピースは研削砥石と調整車の間の加工ブレード上に置かれます。部品が研削ゾーンにロードされ、研削砥石が半径方向内側に送り、 3点位置決め — 研削砥石、調整砥石、および作業ブレード — は、非常に小さな直径でも、削り出し中に安定した状態を保ちます。このため、プランジ研削は、自動車部品や正確な真円度が必要なその他の複雑な形状の部品の製造に広く使用されています。

CNC 円筒研削盤では、プランジ サイクルは、送り速度、深さ、スパーク アウトの滞留時間、および後退位置としてプログラムされます。一度設定すると、手動で調整することなくシーケンスが繰り返されるため、このプロセスがバッチ生産にとって非常に魅力的になります。

プランジ研削とトラバース研削

プランジ研削とトラバース研削はさまざまな問題を解決し、どちらを選択するかはサイクル タイム、精度、ホイール幅、および機械の仕様に影響します。プランジ研削では、ホイールを部品内に半径方向に移動させます。トラバース研削では、部品に沿ってホイールを軸方向に移動させます。次の表は、実際の違いをまとめたものです。

実際的な経験則: ホイールが 1 回のパスで全機能をカバーできる場合は、プランジ研削の方が高速です。研削面がホイールより長い場合は、トラバース研削が現実的な選択肢です。多くの CNC 円筒研削盤は両方のモードをサポートしており、それらの切り替えはプログラミングの問題です。これらのメソッドの背後にあるマシン カテゴリのより広範なビューについては、次の説明を参照してください。 3種類の円筒研削盤 .

プランジ研削サイクルにおける主要なプロセスパラメータ

プランジ研削作業が成功するかどうかは、少数のパラメータのバランスをとることにかかっています。正しく設定すれば、何千もの部品に対してサイクルが安定します。やり方を間違えると、焼け、振動跡、または形が丸くなくなる結果が生じます。

車輪速度と作業速度

ホイールの外周速度は、ホイールの結合とワークの材質に応じて、通常 25 ～ 45 m/s です。速度が高いほどストックの除去が速くなりますが、これはスピンドルの電力と冷却剤の供給が熱に対処できる場合に限ります。ワークピースの回転速度ははるかに低く、通常は表面速度 0.2 ～ 0.6 m/s であり、砥粒が擦るのではなく切断するように設定する必要があります。摩擦により熱が発生し、ワーク表面が焼けて砥石の寿命が短くなる可能性があります。

プランジ送り速度とスパークアウトドウェル

ほとんどのプランジ サイクルでは 2 段階の送りが使用されます。1 ～ 5 mm/min の粗送りでストックの大部分を除去し、続いて 0.2 ～ 0.5 mm/min で仕上げ送りを行い、最後に 2 ～ 10 秒のスパークアウト停止を行います。スパークアウトは精密作業ではオプションではありません。これによりホイール、スピンドル、ワークピースの弾性たわみがゼロに戻り、真円度とサイズの制御が直接的に向上します。センタレスプランジ研削では、スパークアウトを数回完全に回転させることで、支持されていない研削ゾーンに伴う多角形の形状誤差であるロービングも軽減されます。

ホイールのドレッシングとクーラントの供給

ホイールのプロファイルが部品に転写されるため、ドレッシングの精度によって、達成できる形状の精度が制限されます。粗いドレッシング送りは攻撃的な砥石と粗い仕上げを生み出します。細かい送りを行うと、より滑らかな表面が生成されますが、材料の除去は遅くなります。クーラントは接触ゾーンに直接噴射する必要があります。高圧ノズルが高速ホイールを囲む空気障壁を破り、濾過により切り粉が仕上げ面を傷つけるのを防ぎます。ダイヤモンドの移動速度と周波数の選択を含む完全なドレッシング手順については、当社のガイドを参照してください。 CNC円筒研削盤の砥石のドレッシング方法 .

プランジ研削を選択する場合

プランジ研削は普遍的な答えではありません。これは、特定の形状や生産状況を対象とした方法です。

最適なワーク形状

この方法は、複数の直径、肩部、溝、半径、テーパー、または同心円状を維持し、互いの位置関係を正しく配置する必要がある複雑なプロファイルを持つ部品に優れています。典型的な例には、バルブコンポーネント、ポンプシャフト、トランスミッション部品、ベアリングジャーナル、モータースピンドル、ツールホルダーブランクなどがあります。センタレスプランジ研削は、依然としてインフィードサイクルのスループットを必要とする複雑な形状の自動車部品で特に一般的です。

プランジ研削を好む生産シナリオ

小規模および中規模のバッチでは、砥石幅が位置決め作業を行うため、プランジ研削の方がトラバース研削よりも早く設定されます。大規模なバッチでは、機械が剛性がありドレッシングが制御されている場合、固定ホイール プロファイルによりオペレータ間の変動のほとんどが除去されます。このプロセスは、中断された表面にも適しています。テーブルの長いストロークを行う代わりに、ホイールが部品に沿ってインデックスを付けながら、複数の研削セクションを持つシャフトをセクションごとにプランジ研削することができます。大量のラインでは、 両砥石頭CNC円筒研削盤 1回のクランプで粗プランジ研削と仕上げプランジ研削を行うことができ、精度を落とすことなくサイクルタイムを短縮できます。

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精度と表面仕上げ能力

剛性の高い CNC 円筒研削盤では、プランジ研削により直径公差を維持できます。 IT5～IT6の範囲 、砥石のグリット、ドレッシングの送り、および工程中のゲージに応じて異なります。真円度 1～2μm と表面粗さ Ra 0.2 ～ 0.8 μm 生産部品で実用的です。拡張されたスパークアウト、より微細なドレッシング送り、およびより高い機械剛性により、より細かい値が可能になります。これらの数値は、安定した冷却液温度、バランスの取れたホイール、および正しいワークピースのサポートも前提としています。これらの限界に挑戦する部品の場合、 高精度CNC円筒研削盤 長期にわたって直径と真円度を確実に維持するために必要な構造的および熱的安定性を提供します。

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機械の要件と適切なグラインダーの選び方

プランジ研削では、すべての削り取りが短い接触ゾーンに集中するため、機械は高い瞬間負荷を吸収する必要があります。最も重要な特性は次のとおりです。

• 静的および動的剛性 ベース、砥石台、ワークヘッドにあります。
• 高精度スピンドルベアリング 、好ましくは静水圧または高剛性のローラー設計です。
• バックラッシのないCNC送り軸 これにより、ドウェルフェーズ中に半径方向の深さを保持できます。
• 自動ドレッシングシステム 一定の間隔でホイールプロファイルを復元します。
• 効果的なクーラントろ過 コンタクトゾーンへの高圧供給。

プランジ研削を標準化したいと考えている工場では、ワークに合わせて機械を選択します。の CNC円筒研削盤 MK/MAKシリーズ 浙江省のQuanshunは、まさにこの種のラジアルインフィード作業向けに構築されており、剛性砥石台とプログラム可能なプランジサイクルを備えています。最終的な選択は、部品の長さ、形状の複雑さ、バッチ サイズ、保持する必要がある公差によって決まります。に関する実践的なガイド 研削盤の選び方 ワークピース分析から制御機能や自動化オプションまで、これらの基準を段階的に説明します。

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