ノリタケ

ワークへのなじみが良く、安定した鏡面加工が可能な超仕上げ砥石

からの提案

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注目の製品・技術［著者］丹羽 貴弘
工業機材事業本部 技術本部 商品開発部
ビトリファイドグループ

軸受などは構成する部品同士が接触するときの摩擦を下げるために最終加工工程において鏡面に仕上げる超仕上げが行われます。
この加工においては前工程で形成された表面粗さ(ワーク表面の凹凸）を除去するための取り代と同時に最終表面粗さが求められます。
ノリタケでは従来製法と異なるボンドレス製法を採用し砥粒を均質に分散させた砥石構造である ラッパーくん が超仕上げのご要望にお応えします。

ボンドレス超仕上げ砥石

ラッパーくん［適用範囲と期待効果］
非金属材料

その他

無機材料
有機材料
（ガラス・セラミックス） （ゴム・プラスチック）

先端材料

金属材料
鉄系材料

非鉄系材料
（Al・Cuなど）●
サイクルタイム短縮●
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工具寿命向上

加工品質向上

●

作業性改善

環境配慮

●

ノリタケ
ワークへのなじみが良く、安定した鏡面加工が可能な超仕上げ砥石

ラッパーくんからの提案01注目の製品・技術

超仕上げとは
超仕上げは、砥石を使った精密仕上げ加工方法の一つです。回転するワークに粒度が細かく比較的軟らかい砥石を低い圧力で押し付け、砥石をワークの軸方向に揺動させると同時に、ある時は送りを与えて鏡面に仕上げる方法です。砥石
をワークの回転方向に対して直角に揺動させるため、ワーク表面の砥粒の運動軌跡は正弦波となります（図1）。鏡面に仕上げることで、ワークが軸受部品などとして構成されたときの接触時の摩擦抵抗が下がります。そのため、軸受・ゲージ・自動車・工作機械・精密測定機などの各種部品は超仕上げを最終加工工程とし、低音響、低燃費、耐摩耗性の向上を実現します。研削方式の特徴から１段加工が基本ですが、粗仕上げ加工と最終仕上げ加工の2段加工や、これにバニッシング作用 ※を加えるケースもあります。加工の例として軸受の軌道面の加工図を示します（図2）。

図1 超仕上げ

図2 軸受軌道面の加工図

圧力

砥石正弦波
砥石砥石

ワーク
外輪

内輪

超仕上げに求 められる性 能と課 題
超仕上げは前述のように各種部品を鏡面に仕上げる工程であるため、前工程で形成された表面粗さ（ワーク表面の凹凸）を除去するための取り代と同時に、最終表面粗さが要求されます。超仕上げにおいて、取り代を増大させれば表面粗さは粗くなり、逆に表面粗さを細かくすれば取り代は減少します。そのため、最終的にワーク表面を鏡面に仕上げようとすると、加工時間を長くしたり、あるいは、粗仕上げ加工と最終仕上げ加工の２段階の加工をする必要があります。
したがって、超仕上げでは取り代と表面粗さを両立できる砥石が求められます。
Ra0.02μm程度の非常に細かい表面粗さが要求される場合は、２段階の加工が採用されるケースが多くなります。最終仕上げ加工用の砥石において、従来砥石の構造で細かい表面粗さを達成するために、砥石構造のなかの結合剤（ボンド）量を増やし加工時に硬目作用させる手法がよく用いられますが、ボンドによる目詰まり※や溶着 ※が発生するという課題があります。
また、研磨能力を高めるために、酸化クロムを添加した超仕上げ砥石がありますが、環境の面から使用には配慮が必要です。
また、十分な取り代と表面粗さを実現するためには、砥石とワークを正しい面接触状態で加工することが重要です。量産では砥石の使用開始時に加工することで砥石形状をワークになじませる作業を行いますが、このなじみ性が良くないと生産性の低下、あるいは砥石作用面の形成が不十分で不良となるなどの課題があります。

2021 ｜ 13ノリタケ
ラッパーくん

ワークへのなじみが良く、安定した鏡面加工が可能な超仕上げ砥石

からの提案

これらの課題を解決するために、従来と全く異なる砥石構造をもつラッパーくんを開発しました。

ボンドレス製 法ラッパーくん
超仕上げで細かい表面粗さを実現するためには、砥石の構成要素の1つである砥粒の粒径を小さ図3 従来品とラッパーくんの構造比較くする必要があります。最終表面

電子顕微鏡写真

粗さをRa0.02μm程度にする場

砥粒
ボンド

合は、粒径が数μmの砥粒の使用が一般的です。従来砥石は砥粒よ模式図
砥粒
ボンド

従来砥石
ボンドによる砥粒凝集

りもボンドの粒径が大きいため、砥粒の凝集が起りやすく、構造のボンドによる砥粒凝集
砥粒

砥粒不均質性が顕著です。これは、加工時の目詰まりや溶着の発生にラッパーくんつながります。

微細なアルミナ粉末
微細なアルミナ粉末

ラッパーくんは微細なアルミナ粉末と砥粒を石垣構造 ※で焼結したボンドレス製法でできています（図3）。そのため、従来品に比べて砥粒の分散性が向上し、ボンドによる溶着がなく、安定した表面粗さを得ることができます。

ラッパーくんの 加 工 性 能 評 価
粒度3000番の砥石でRa0.03〜0.05μmに粗仕上げ加工したワークを、ラッパーくんで最終仕上げ加工しました（表1）。
表面粗さRa0.02μmの鏡面を実現できています（図4）。
また、粗仕上げ加工での表面粗さのばらつきはラッパーくんによる最終仕上げで小さくなり、安定した加工を実現できていることがわかります。ラッパーくんはボンドレス製法

［砥石］
スペック

WA8000-V

処理

ワックス処理

寸法40×5.5×5.5mm

［ワーク］
材質

SUJ-2

寸法

#6203内輪

硬度

HRc60以上［研削条件］を採用しているため、砥石の目替わり性がよく、ワークへの加工方式

超仕上げ

ワーク回転数

なじみ性も良好です。そのため、加工初期から細かい表面粗5500rpm

砥石揺動数

粗500cpm 最終200cpm

砥石振り角±18度

砥石面圧

粗1.5Mpa

最終0.9Mpa

加工時間

粗4sec

最終3sec

研削油

不水溶性さで加工が可能です。
加工中に砥石面に大きな目詰まりや溶着が発生した場
合、正常な加工が難しくなるため、取り代不足や溶着による
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表1 試験条件01

注目の製品・技術ノリタケ
からのラッパーくん

ワークへのなじみが良く、安定した鏡面加工が可能な超仕上げ砥石提案

01

注目の製品・技術

表面粗さの悪化につながってし後の砥石面に溶着などの異常な部分がありません（図5）。

図4 試験結果

粗仕上げ後

0.06

表面粗さ Ra（μm）

まいます。ラッパーくんでは加工

最終仕上げ後0.050.040.030.020.010102030405060708090100

個数
図5 加工後のラッパーくんの砥石面
低倍率

高倍率

溶着なし

市場におけるラッパーくんについて
ラッパーくんはボンドレス構造の採用により、安定して細かい表面粗さを実現できるため、ワークの品質向上に貢献します。
また、適切な目替わりが砥石の切れ味を良好にするため、サイクルタイムの短縮が期待でき、生産性の向上につながると考えます。

［注釈］※バニッシング作用 ： 押しならすことで滑らかな仕上げ面を得るような加工。
※目詰まり ： 切り屑が砥石の気孔に詰まっている状態。
※溶着： ワークが研削熱などの温度上昇によって溶けて、砥粒や砥石の表面に付着した状態。
※石垣構造 ： 粗粒粒子のなかに細粒粒子を混在させた構造。

QA
QA

砥石の加工作用（取り代や摩耗量の変化）は調整可能なのでしょうか？
砥石内の気孔量で調整可能です。詳細はノリタケへお問合せください。

潤滑性を高めるために、硫黄含浸処理、ワックス含浸処理を行うと思いますが、ラッパーくんも可能でしょうか？
可能です。

Q A＆2021 ｜ 15