写真は、超硬ロー付けを施した長尺シャフト部品に対し、内径テーパー研磨を実施した加工事例です。長尺部品の先端に超硬材をロー付けし、その後、内径テーパー部を高精度に仕上げることで、耐摩耗性と高い寸法精度を両立しています。

超硬材は優れた耐摩耗性・耐熱性・高硬度を備えているため、金型部品、治具部品、精密機械部品、工作機械部品、各種ガイド部品など、長期間にわたり高い精度を維持する必要がある製品に広く採用されています。しかし、超硬は非常に硬い材料であるため切削加工のみで高精度な仕上げを行うことは難しく、最終工程では研磨加工が不可欠です。

特に内径テーパー研磨は、通常の円筒研磨やストレート内径研磨とは異なり、テーパー角度・真円度・面粗度・同軸度を同時に管理しなければならない高度な研磨技術です。さらに、超硬ロー付け部品ではロー付けによる熱影響や応力も考慮する必要があり、高い加工ノウハウが求められます。

超硬ロー付けとは

超硬ロー付けとは、鋼材や特殊鋼の母材に超硬チップや超硬スリーブをろう材によって接合する加工方法です。
超硬材のみで部品を製作すると材料費が高額になるだけでなく、加工コストも大幅に増加します。そのため、必要な部分だけを超硬化することでコストを抑えながら高性能化を実現しています。
超硬ロー付けのメリットは次のとおりです。

・耐摩耗性が大幅に向上
・部品寿命が長くなる
・摩耗による精度低下を防止
・必要箇所のみ超硬化できるためコスト削減
・高荷重・高速摺動にも対応

一方で、ロー付け時には数百℃以上の加熱を行うため、母材に熱変形や残留応力が発生することがあります。そのため、ロー付け後には応力除去や高精度研磨を行い、最終寸法へ仕上げることが重要です。

内径テーパー研磨とは

内径テーパー研磨とは、穴の内部に一定角度のテーパー形状を高精度に形成する研磨加工です。
一般的なストレート穴とは異なり、テーパー部では角度精度が非常に重要になります。
管理項目には、

・テーパー角度
・大径寸法
・小径寸法
・真円度
・円筒度
・同軸度
・面粗度
・接触率

などがあり、それぞれを高いレベルで満足させる必要があります。
例えば、

・テーパーゲージとの青当たり確認
・エアマイクロ測定
・三次元測定機による角度確認
・真円度測定

などを組み合わせることで、高精度な品質管理を実現しています。

超硬ロー付け部品の内径テーパー研磨が難しい理由

超硬ロー付け部品は通常部品以上に加工難易度が高くなります。

1. 超硬材と鋼材の硬度差

超硬はHRA90以上という非常に高い硬度を持ちます。
一方、母材は焼入れ鋼や特殊鋼である場合が多く、研磨条件を適切に設定しなければ段差や境界部の形状変化が発生します。

2. ロー付けによる熱変形

ロー付けでは局部加熱を行うため、

・曲がり
・歪み
・応力

が発生します。
そのため研磨では寸法だけでなく、振れや真円度も考慮した加工が必要になります。

3. 長尺部品特有のたわみ

写真の部品は長尺形状であるため、自重によるたわみも無視できません。
加工中に支持方法を最適化しなければ、

・テーパー角度不良
・真円度悪化
・同軸度不良

が発生する可能性があります。
そのため、加工条件・支持方法・砥石選定・送り速度を最適化しながら加工を進めます。

内径テーパー研磨で重要となるポイント

高品質な内径テーパー研磨では、単純に寸法を合わせるだけでは十分ではありません。
重要になるのは、

・テーパー角度精度
・真円度
・面粗度
・同軸度
・接触率
・再現性

です。
特に金型や精密機械では、わずかな角度誤差でも組付け精度に影響を与えます。
そのため加工後には各種測定機器を用いて品質確認を実施しています。

超硬研磨に適した砥石選定

超硬材は通常砥石では加工できません。
加工内容に応じて、

・ダイヤモンド砥石
・レジンボンド
・メタルボンド
・ビトリファイドボンド

などを使い分けています。
砥石の種類によって、

・加工速度
・面粗度
・寸法安定性
・ドレス頻度

が大きく変化するため、製品仕様に合わせた最適条件を設定します。

対応可能な加工内容

当社では以下のような加工に対応しています。

・超硬ロー付け部品研磨
・内径テーパー研磨
・内径研磨
・外径研磨
・円筒研磨
・段付き研磨
・同軸研磨
・精密仕上げ研磨
・試作加工
・単品加工
・小ロット加工
・量産加工

形状や材質に応じて最適な加工方法をご提案します。

対応材質

加工実績のある材質は、

・超硬
・SKD11
・SKH51
・SCM
・SUJ2
・S45C
・SUS304
・SUS440C
・ハイス鋼
・セラミックス
・特殊鋼
・チタン

など幅広く対応しています。

品質へのこだわり

高精度な超硬ロー付け部品では、加工だけでなく品質保証も重要です。
当社では、

・寸法管理
・真円度管理
・テーパー角度管理
・面粗度管理
・外径と内径の同軸管理

を徹底し、安定した品質で製品をご提供しています。
また、試作段階ではお客様の要求仕様に応じた加工条件を検討し、量産時にも同等品質を維持できるよう加工条件を標準化しています。

長尺部品の加工にも対応

写真のような長尺シャフトでは、

・自重による変形
・振動
・センター精度
・芯振れ

など、多くの課題があります。
長尺部品の内径テーパー研磨では、設備性能だけではなく加工経験が品質を左右します。
適切な支持方法や砥石条件を選択することで、高精度なテーパー加工を安定して実現しています。

まとめ

超硬ロー付けと内径テーパー研磨を組み合わせた加工は、高い耐摩耗性と高精度を両立できる高度な製造技術です。ロー付けによる熱影響や超硬と母材の硬度差、長尺部品特有のたわみなど、多くの要因を考慮しながら研磨条件を最適化することで、高品質な製品を安定して提供しています。

当社では、試作から量産まで幅広く対応し、超硬ロー付け部品の内径テーパー研磨をはじめ、内径研磨・外径研磨・円筒研磨・精密研磨など、お客様の要求仕様に応じた加工をご提案しています。高精度なテーパー部品、耐摩耗性を重視した超硬部品、長尺シャフトや特殊形状部品でお困りの際は、ぜひご相談ください。豊富な加工実績と蓄積した研磨技術を活かし、高品質・短納期でお客様のものづくりをサポートいたします。

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