バレル研磨は、工作物をバレル(barrel=樽)の中に粒子状の研磨材、媒材(コンパウンド)とともに入れ、バレルを回転・上下運動させることにより研磨を行う方法である。
媒材が固形の場合を乾式バレル、また媒材に水を加えることもあり、その場合は湿式バレルと呼ばれる。
一般にバレル研磨では、工作物は比較的小さいものであり、バレル内に複数の工作物を入れ同時に研磨することも多い。バレルの回転は一様では無く、上下に動かしながら回転、あるいは振動を加えるなどして工作物と研磨材をバレル内で動かして加工を行う。
バレル研磨では、研磨材粒子は小さくかつ自由に動くため、段付き面など機械で研磨しにくい場所であっても仕上げが可能であるが、工作物の角面が丸まる、バレル痕と呼ばれる僅かなへこみが発生することがある、加工中は表面粗さの計測が困難であることなどが欠点としてある。
バレル研磨は主に切削・プレス加工品のバリ取りや、鋳物の表面仕上げなどに用いられる。
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