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カップ型ダイヤモンド砥石を用いてマシニングセンタで平面研削加工したときの話です。 加工による切り残し量がどの程度有るのか調べるために加工物面に３μｍ程度の段差を設けて１回当たり１０μｍの切り込みで繰り返し加工実験を行い、マシニングセンタの指令値の切り込み量と触針式変位計を用いた段差測定値との比較による加工後の段差測定を行いました。 切れ味のよい粗粒砥石では指令値通りに加工され１回の加工で段差が無くなり問題は有りませんでしたが、摩耗した微粒砥石では、１０回の繰り返し加工で総切り込み量が１００μｍ程度と多く切り込んでいるはずなのに加工後の段差測定値はほとんど変化しませんでした。 原因を探るために加工物保持装置にキスラーの動力計を組み込み、切り込み方向の研削抵抗も測定できるようにしました。同時に段差測定は触針による相対値の測定とマシニングセンタに取り付けたタッチセンサによる絶対値の測定を併用しました。
砥石の切れ味を研削剛性、言い換えると単位切り込み量当たりの切込み方向の研削抵抗 （ｋｇ／μｍ）として算出しました。研削剛性の測定により、砥石と加工物間の相対的剛性を保持剛性とすると、加工後の段差測定値は保持剛性と研削剛性の大 小関係に影響されていることが判りました。
保持剛性が研削剛性より大きい場合は加工により段差が除去され「機械の工具軌跡つまり 運動精度を加工物に転写している」のに比べ、保持剛性が研削剛性より小さい場合は、前加工面形状（うねり）より大きい切り込み加工では、「前加工形状が平 行移動する形で加工物に転写され」加工後の段差量があまり減らないことが判りました。
保持剛性が研削剛性より大きい場合 保持剛性が研削剛性より小さい場合
剛性の高いメタルボンドダイヤモンド砥石による硬いセラミックの研削加工では一般の研削 加工に比べ、切込み方向の研削抵抗が非常に高くなります。 研削砥石は加工前にボンド面から砥粒切れ刃を突き出させて加工しやすくするドレッシングと呼ばれる作業を行います。微粒のメタルボンドダイヤモンド砥石 ではドレッシング直後は研削抵抗は小さくなっていますが、研削作業を続け累積研削量の増加するのにともない砥粒切れ刃が摩耗し、切れ味が悪くなるため切込 み方向の研削抵抗は増加し研削剛性が増加することになります。ドレッシング直後は保持剛性よりも小さかった研削剛性が累積研削量の増加にともない保持剛性 よりも大きくなることが予想されました。
ところで、私はマシニングセンタを用いて研削加工を行っていました。マシニングセンタ はＸ軸方向には機械のベットが移動し、Ｙ軸方向には主（研削）軸の方が移動するようになっていました。 Ｘ軸とＹ軸を移動させた時の機械の振動はＹ軸の方が少なかったためＹ軸を移動させて研削加工をすることにしました。ところがカップ型砥石のＺ軸（切り込 み）方向の機械の剛性は、Ｙ軸の位置によって異なっていました。 マシニングセンタは門型構造をしており、支柱に近い両サイドと中央部分では保持剛性に数倍の開きがありました。初めのうちは加工物保持装置を剛性の高い 支柱に近いベットの端の位置に設置していました。しかし、支柱近くでは位置が変わると保持剛性が大きく変化してしまいます。
砥石の研削剛性は切れ味の劣化にともない増加します。機械の保持剛性まで加工位置によって変化されては満足な加工データを得ることができなくなることが予想されたため、加工物保持装置を保持剛性は小さいが位置による剛性の変化量の小さなベット中央部に移動しました。
先輩に「保持剛性と研削剛性の大小関係と加工面の創成方の違い」の話をしたところ「岡山大学の中島さんが定量的に研究をしているが研究になりにくいし、研削条痕まで小さくすると話は違ってくるが研削砥粒の担ぎ現象として有名だよ」と話をしてくれました。
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