磨き作業には、工作物の表面を磨く、滑らかにする、光沢を出すなどの技術や定められた形状を高精度、高品質に作りあげる技術など目的によりいろいろな技術があります。 磨くためには、研磨剤(ラップ剤ともいわれる)を使用します。研磨剤は硬い粒子の砥粒で構成されています。 作業にあたっては砥粒を拘束しない遊離砥粒で行う方法と、砥粒を結合剤で固定した固定砥粒で行う方法があります。また、手仕上げで行なう磨き作業には、手作業のみで行なう方法と手磨き用研磨機を使用する方法、研磨盤を使用する方法などがあります。

1.砥粒の種類

磨きを行う研磨剤の砥粒には、天然の砥粒と人造の砥粒とがあります。古くは天然砥粒が使用されていましたが、19世紀末に炭化ケイ素やアルミナ砥粒が開発され、現在ではダイヤモンド砥粒を含め多くの砥粒は人造砥粒です。表4-1に各種の砥粒を示します。

表4-1　磨きに使用される砥粒

砥粒の性質として一部を除き硬いことと化学的に純度が高いことが求められています。 広く使用されているアルミナ砥粒はポーキサイトを原料とし炭化ケイ素砥粒はコークスと炭素を原料にして作られています。 いずれの砥粒も硬く、化学的にも安定しています。ダイヤモンド砥粒は砥粒の中で最も硬く超硬や脆性材料の研磨に使用されます。 これらの砥粒の選択は工作物の材種や加工能率、要求される仕上げ面の品質によって選定されます。

砥粒の大きさは加工能率や仕上げ面粗さに大きく影響します。大きさを数値で示したものを粒度と呼びます。 粒度は1インチ当たりのふるい目の数で分級(一定の粒度を得るための操作)され粒度46番とか#46で記されます。 たとえば粒度46番の砥粒は1インチ当たり46目のふるいを通過した大きさで、細かい54目のふるいに残った砥粒ですが、実際には46番前後にある砥石が含まれています。 ふるいで行なわれるのは325番までで、この粒度までをメッシュサイズの砥粒と呼ばれます。 これより細かい砥粒はふるい分けが難しいため、一定流速の空気や水の流れを活用する方法や水槽の中の沈降速度を活用するなど製造メーカにより分級は異なります。 なお、400番より細かい砥粒はミクロンサイズと呼ばれます。粒度の表示法についてはJISによって定められています。

粒度の大まかな粒径を知りたい場合には、経験式の(1)式で求めることができます。

15000/粒度≒粒径(µm) (1)

例えば、#1000番は、15000/1000≒15µです。

ラップ液を選ぶためには、砥粒となじみやすく変質しにくい、ラップ工具面に分散性がよい、潤滑性がよい、錆が発生しない、臭いなど無く人体に無害などの特性を持つことが必要とされます。 ラップ液は鉱物油や植物油が一般的に使用されますが、加工能率や良好な加工面を得るために2種類以上のラップ液を混ぜたりすることもあります。 なお、化学的に図4-1のような調整されたラップ液や図4-2に示すダイヤモンドペーストなどが市販されています。

図4-1調整されたラップ液

図4-2ダイヤモンドペースト

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