平面研削とは? 特徴と平面研削盤について

研削加工の中には、様々な加工方法が含まれています。その中でも、様々な形状の加工に対応できる、さらに高い寸法精度と高精度な面粗さを両立することができるのが、平面研削です。ここでは、平面研削の特徴と、平面研削盤の特徴、さらに実際に当社が平面研削によって加工した事例についてご紹介いたします。

平面研削とは?

平面研削とは、回転砥石を用いてワーク(工作物)の平面を削り取る加工方法のことです。平面研削加工は、高い寸法精度と高精度な面粗さを両立することができます。また平面研削加工では、ワークの厚みを均一に整えるだけでなく、高い平面度や両面の平行度を出すことができます。

平面研削盤とは?

平面研削加工のために使用される工作機械を、平面研削盤と言います。平面研削盤は、砥石軸、テーブル形状、テーブル運動方式によって大きく下記のように分類されます。

砥石軸 テーブル形状 テーブル運動方式
横軸角テーブル往復型(平面研削盤) 往復
横軸丸テーブル回転型(横軸ロータリー研削盤) 回転
立軸角テーブル往復型 往復
立軸丸テーブル回転型(ロータリー研削盤、横型研削盤) 回転
可変型 可変 往復
複合型 立横複合 往復

 

砥石軸には主に横と立の2軸がありますが、どちらも円筒形状をした砥石の側面で研削加工する場合と、円筒面で研削加工をする場合の2通りの加工方法があります。一般的には、砥石の円筒面は研削効率がよい粗加工に向いており、砥石側面は面粗さが良く仕上げ加工に向いています。

例えば、立軸丸テーブル回転型(ロータリー研削盤、横型研削盤)では、水平に固定されたワークに対して、砥石の円筒面でなでるように回転しながら加工をします。一方、横軸角テーブル往復型(平面研削盤)では、水平に固定されたワークに対して、砥石の側面で加工を行い、非常に綺麗な平面を得ることができます。

また平面研削盤は、工作機械によって角形状のテーブルから、円形状で回転するタイプのテーブルもあります。回転テーブルの場合、ワークを複数設置することができるため、往復型と比較して生産性が向上します。このテーブルは、自動または手動によって送り(回転)が行われます。

平面研削盤では、ワークは主に電磁チャックでテーブルに固定されます。しかし、電磁チャックでは磁性金属のみしか固定できないため、非磁性のワークを固定する際はバイスやホルダなどの専用治具を用いて固定します。しかし、ワーク形状によっては固定できないワークもあります。

 

円筒研削加工では、ワークを高速回転させながら外径や内径を研削加工していきますが、円筒形状でないと加工することができません。一方、平面研削加工の場合は、ワークを回転させる必要はないため、様々なワークを加工することができます。さらに、可変型や複合型等の特殊な平面研削盤を用いることで、溝の底面や側面を加工したり、四角溝、V溝、R溝の加工をすることもできます。

研削加工では、このように円筒研削と平面研削を上手に使い分けることで、様々な形状の加工に対応することができます。

平面研削加工の事例:半導体製造装置部品

続いて、当社が実際に平面研削加工を用いて製作した加工事例のご紹介です。

こちらは、半導体製造装置部品の加工実績です。当社では、マシニングセンタと研削加工機を用いて、このような薄板形状の加工を実現しました。

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