JP2001001268A - カップ型研削工具 - Google Patents

カップ型研削工具

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JP2001001268A JP11172184A JP17218499A JP2001001268A JP 2001001268 A JP2001001268 A JP 2001001268A JP 11172184 A JP11172184 A JP 11172184A JP 17218499 A JP17218499 A JP 17218499A JP 2001001268 A JP2001001268 A JP 2001001268A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 先端面を用いて溝加工或いはドレッシングを
行う場合において工具寿命が得られるカップ型研削工具
を提供する。 【解決手段】 カップ型研削工具10においては、円筒
状研削部14は超砥粒26が金属結合剤28によって結
合された砥石組織が薄い金属製の裏打層40により裏打
ちされて厚みが薄く構成されていることから切れ味がよ
く、また、その円筒形状により溝底研削加工やドレッシ
ング加工に必要な比較的十分な剛性が得られ、しかも、
円筒状研削部14の先端面16の超砥粒26が消耗或い
は脱落してもその下側の超砥粒26が先端面16に現れ
て研削作用に寄与することができるので、従来に比較し
て工具寿命が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンドミルを用い
た切削や軸付砥石を用いた研削による溝加工に代わる高
精度の溝底加工とか、ドレッシングなどが可能なカップ
型研削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば、スクロールコンプレッサに備
えられる細溝の底面のように、たとえば8mm程度以下の
幅寸法の溝底の加工に対しては、エンドミルによる切削
加工を用いるのが一般的である。このようなエンドミル
による細溝の切削加工では高能率が得られる反面、小径
のエンドミルが用いられることから、工具の摩耗が著し
いために寸法精度が必ずしも十分に得られないととも
に、また工具の欠損が頻繁に発生するために作業能率が
低下したり加工コストが上昇するなどという欠点があっ
た。また、軸端に円柱状砥石部が固着された軸付砥石を
用いて加工する場合には、研削作業時における円柱状砥
石部の先端面における接触面積が大きいために研削液の
流入や切粉の排出が十分ではなく研削焼けや工具損傷が
発生し易くなるとともに、円柱状砥石部の先端面と外周
面との間の角が砥粒の脱落や摩耗によって比較的早期に
無くなってしまうので溝内の側壁面と底面との間が直角
に形成され難くなり、寸法精度が必ずしも十分に得られ
ないという欠点があった。たとえば、スクロールコンプ
レッサでは、その溝の寸法精度が十分に得られない場合
には、コンプレッサの効率低下に直結する問題となる。
【0003】これに対し、図6および図7に示すよう
な、超砥粒を用いて上記軸付砥石と同様の外径を備えた
電着砥石50を構成することが考えられる。この電着砥
石50は、円筒状大径部52および円柱状小径部54を
備えた台金56と、その円筒状大径部52の表面すなわ
ち先端面、外周面、および内周面に超砥粒58が電着さ
れた金属結合剤60によって固着された砥石組織とを備
えている。このような電着砥石50の先端部において円
筒状大径部52の厚みは例えば0.6mm程度であるため
その内外周面に固着された砥石組織を含む厚みはたとえ
ば1.0mm程度とされている。上記電着砥石50の先端
面62を用いた研削加工によれば、エンドミルや軸付砥
石に比較して、たとえば細溝加工の溝底における加工の
寸法精度が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
着砥石50においても、その先端面62における接触面
積が未だ大きいために研削液の流入や切粉の排出が十分
ではなく研削焼けや工具損傷が発生し易く、しかも上記
先端面には超砥粒が1層でならんだ状態で電着金属で固
定された構成であるので、未だ十分な工具寿命が得られ
ないという欠点があった。また、上記電着砥石50をそ
の先端面を用いて砥石の目立て或いはツルーイングを行
うドレッサとして用いる用途もあるが、この場合も同様
に十分な工具寿命が得られないという欠点があった。
【0005】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、先端面を用いて
溝加工或いはドレッシングを行う場合において工具寿命
が得られるカップ型研削工具を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために種々検討を重ねた結果、砥粒が金属
結合剤によって結合された砥石組織のみか或いはその砥
石組織が薄い金属で裏打ちされたものから構成された円
筒状研削部を、円柱状台金の先端部に設けたカップ状研
削工具を構成すると、円筒状研削部は、肉薄であっても
円筒状であるために溝底研磨加工やドレッシング加工に
必要な比較的十分な剛性が存在すること、その円筒状研
削部の先端面を用いて溝底研磨やドレッシングに用いた
場合には、その先端面の砥粒が消耗或いは脱落してもそ
の下側の砥粒が先端面に現れて研削作用に寄与すること
ができるので、工具寿命が好適に改善されることを見い
出した。本発明はかかる知見に基づいて為されたもので
ある。
【0007】すなわち、本発明のカップ型研削工具の要
旨とするところは、円柱状台金の一端部に円筒状研削部
を備え、その円筒状研削部の先端面を用いて研削するカ
ップ型研削工具であって、上記円筒状研削部は、砥粒が
金属結合剤によって結合された砥石組織のみか或いはそ
の砥石組織が薄い金属で裏打ちされたものから構成され
ていることにある。
【0008】
【発明の効果】このようにすれば、円筒状研削部は砥粒
が金属結合剤によって結合された砥石組織のみか或いは
その砥石組織が薄い金属で裏打ちされたものから構成さ
れていることから、その円筒形状により溝底研削加工や
ドレッシング加工に必要な比較的十分な剛性が得られ、
しかも、円筒状研削部の先端面の砥粒が消耗或いは脱落
してもその下側の砥粒が先端面に現れて研削作用に寄与
することができるので、従来に比較して工具寿命が得ら
れる。
【0009】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記円筒状研削
部は、前記円柱状台金の一端部の外周面にダイヤモンド
砥粒或いはCBN砥粒などの超砥粒がその外周面上に超
砥粒が位置する状態でニッケル(Ni)などのように鋼
材などの被切削材よりも軟質の金属結合剤を電気メッキ
によりその外周面に固着させる電着法によって結合され
たものであり、その円筒状研削部の内周側に位置する円
柱状台金の一端部が機械加工によって除去されることに
より、その超砥粒が1層若しくは2層に並んだ厚み構造
とされたものである。このようにすれば、円筒状研削部
は、超砥粒が1層若しくは2層に並んだ厚み構造を備え
た比較的薄肉の円筒状であるので、好適な溝底研削加工
と長い工具寿命とが得られる利点がある。
【0010】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明の一実施例のカップ型研削
工具10を示す斜視図であり、図2はそのカップ型研削
工具10の縦断面を示す図である。このカップ型研削工
具10は、カップ型超砥粒電着砥石とも称され得るもの
であって、たとえば工具鋼製の円柱状の台金12と、そ
の円柱状台金12の一端部に固設された、一端が開口し
たカップ状すなわち円筒状の研削部14とを備え、その
円筒状研削部14の先端面16を用いて研削する形式の
工具である。
【0012】図3は、上記カップ型研削工具10によっ
て溝加工される渦巻き状の細溝20を備えたスクロール
コンプレッサの側板22を示しており、研削加工時にお
いては図示しないワーク台の上において水平な姿勢で固
定されるようになっている。上記カップ型研削工具10
は、その台金12が図示しない研削盤の回転主軸におい
て垂直な軸心まわりに設けられたチャックに着脱可能に
同心に固定された状態で1点鎖線に沿って移動させられ
る過程で細溝20の溝底加工を行うようになっている。
たとえば、カップ型研削工具10は、その先端面16が
研削を行う加工位置まで下降させられ、その後、細溝2
0に沿って移動させられつつ、研削加工を行う。
【0013】上記円筒状研削部14は、ダイヤモンド砥
粒、CBN砥粒のような超砥粒26が金属結合剤28に
よって結合された砥石組織が補強用の薄い金属層すなわ
ち裏打層40によって裏打ちされることにより、0.3
mm程度の厚みに構成されている。すなわち、円筒状研削
部14は、円柱状台金12の先端部の外周面に超砥粒2
6が電着法によって結合されたものであり、その円筒状
研削部14の内周側に位置する円柱状台金26の先端部
が機械加工によって除去されることにより、超砥粒26
が一層に並んだ厚み構造とされている。
【0014】上記円筒状研削部14は、たとえば図4に
示す工程に従って構成される。すなわち、台金用意工程
32においては、たとえば工具鋼などの金属素材から円
筒状に形成された台金12が用意される。このときの台
金12は、図1および図2に示されたカップ型研削工具
10において円筒状研削部14の内周側空間に略対応す
る大きさを有するたとえば8mmφ程度の大径先端部とそ
の大径先端部に連続してその大径先端部よりも小さい寸
法を有するたとえば6mmφ程度の小径基端部から一体に
構成されている。
【0015】電着工程34では、電着されないように大
径先端部の端面および小径基端部が予めマスクされ、且
つそのマスクにより覆われていない表面に適宜ニッケル
メッキ層が予備的に施された台金12が、たとえば#8
0程度のCBN砥粒のような超砥粒26が分散させられ
たニッケルメッキ液を収容する電着槽内に浸漬され、そ
の台金12と他の電極との間に直流電流が流されること
により台金12の大径先端部の外周面においては絶縁体
である超砥粒26を避けてニッケルが析出させられ、そ
の超砥粒26の隙間を埋めて堆積させられることによ
り、台金12の大径先端部の外周面上の超砥粒26がニ
ッケルから成る金属結合剤28により固着されて円筒状
研削部14が構成される。
【0016】次いで、クリーニング工程36では、台金
12の大径先端部が清掃されることにより、その外周面
上に固着された一層の超砥粒26を除いて他の超砥粒2
6が容易に除去される。そして、台金先端部除去工程3
8では、台金12の大径先端部のうちの円筒状研削部1
4の内周側空間に略対応する領域が、たとえば切削加工
によって除去されることにより、図1および図2に示す
カップ型研削工具10が得られる。本実施例における円
筒状研削部14は、超砥粒26が一層で並んだ状態で構
成されてその厚みがたとえば0.2mm程度であるため、
剛性を確保するための0.1mm程度の裏打層40により
補強されている。この裏打層40は、上記台金先端部除
去工程38における切削時において台金12の大径先端
部の最外周層が残されることにより設けられたものであ
って、円筒状研削部14の剛性が十分に得られ且つ細溝
20の底面の研削加工などにおいて支障が生じない厚み
に設定される。
【0017】以上のように構成された本実施例のカップ
型研削工具10においては、円筒状研削部14は超砥粒
26が金属結合剤28によって結合された砥石組織が薄
い金属製の裏打層40により裏打ちされて厚みが薄く構
成されていることから切れ味がよく、また、その円筒形
状により溝底研削加工やドレッシング加工に必要な比較
的十分な剛性が得られ、しかも、円筒状研削部14の先
端面16の超砥粒26が消耗或いは脱落してもその下側
の超砥粒26が先端面16に現れて研削作用に寄与する
ことができるので、従来に比較して工具寿命が得られ
る。
【0018】また、本実施例によれば、円筒状研削部1
4は、円柱状台金12の先端部の外周面にダイヤモンド
砥粒或いはCBN砥粒などの超砥粒26がその外周面上
に超砥粒26が位置する状態でニッケル(Ni)などの
ように側板(被切削材)22よりも軟質の金属結合剤2
8を電気メッキによりその外周面に固着させる電着法に
よって結合されたものであり、その円筒状研削部14の
内周側に位置する円柱状台金12の先端部が機械加工に
よって除去されることにより、その超砥粒26が一層に
並んだ厚み構造とされたものである。このため、円筒状
研削部14は、超砥粒26が一層に並んだ厚み構造を備
えた比較的薄肉の円筒状であるので、好適な溝底研削加
工と長い工具寿命が得られる利点がある。
【0019】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。
【0020】図5は、円筒状研削部14が厚み方向にお
いて2層となるように配列された超砥粒26が電着によ
って固定されたカップ型研削工具46を示す縦断面図で
ある。本実施例のカップ型研削工具46には、たとえば
図4の電着工程34が2回施されることによって超砥粒
26が厚み方向において2層となるように配列された結
果、たとえば0.4mm程度の厚みとされた円筒状研削部
14が設けられている。すなわち、本実施例の円筒状研
削部14は、超砥粒26が金属結合剤28によって結合
された砥石組織のみから構成されている。このように本
実施例の円筒状研削部14は、前述のカップ型研削工具
10に比較して厚くされている結果、その剛性も高めら
れているため、それを補強するための裏打層40が設け
られていないのである。
【0021】本実施例のカップ型研削工具46において
は、円筒状研削部14は超砥粒26が金属結合剤28に
よって結合された砥石組織のみから比較的薄い厚みに構
成されていることから切れ味がよく、また、その円筒形
状により溝底研削加工やドレッシング加工に必要な比較
的十分な剛性が得られ、しかも、円筒状研削部14の先
端面16の超砥粒26が消耗或いは脱落してもその下側
の超砥粒26が先端面16に現れて研削作用に寄与する
ことができるので、従来に比較して工具寿命が得られ
る。
【0022】以上、本発明の一実施例を図面を用いて説
明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
【0023】たとえば、前述のカップ型研削工具10、
46は、細溝の研削加工を行うものとして説明されてい
たが、比較的小平面に対する平面研削とか、砥石の目立
てやツルーイングなどのドレッシングを行うものであっ
てもよい。
【0024】また、前述の実施例では、超砥粒26を台
金12に結合させるための金属結合剤28としてニッケ
ルが用いられていたが、銅Cu、コバルトCo、鉄Fe
などの他の金属が用いられても差し支えない。
【0025】また、前述のカップ型研削工具10、46
において、その円筒状研削部14の径方向の厚みは0.
3乃至0.4mm程度であったが、1.5乃至2.0mm程
度までの厚みであれば、たとえば細溝20の底面に対し
て切れ味のよい研削加工が可能となる。
【0026】また、前述の実施例の台金12は、S45
C、SK材として知られる他の鋼材であっても差し支え
ない。
【0027】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のカップ型研削工具の構成を
説明する斜視図である。
【図2】図1のカップ型研削工具の構成を説明する縦断
面図である。
【図3】図1のカップ型研削工具を用いた溝加工を説明
する斜視図である。
【図4】図1のカップ型研削工具の製造工程を説明する
工程図である。
【図5】本発明の他の実施例のカップ型研削工具の構成
を説明する縦断面図であって、図2に相当する図であ
る。
【図6】従来のカップ型研削工具の構成を説明する斜視
図である。
【図7】図6のカップ型研削工具の構成を説明する縦断
面図である。
【符号の説明】
10、46:カップ型研削工具 12:台金 14:円筒状研削部 16:先端面 26:超砥粒(砥粒) 28:金属結合剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横井 欣也 福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地 ノリタケダイヤ株式会社内 Fターム(参考) 3C063 AA10 AB02 BB02 BB24 BC02 BG01 BG10 BG12 CC13 EE26

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状台金の一端部に円筒状研削部を備
    え、該円筒状研削部の先端面を用いて研削するカップ型
    研削工具であって、 前記円筒状研削部は、砥粒が金属結合剤によって結合さ
    れた砥石組織のみか或いはその砥石組織が薄い金属で裏
    打ちされたものから構成されていることを特徴とするカ
    ップ型研削工具。
  2. 【請求項2】 前記円筒状研削部は、前記円柱状台金の
    一端部の外周面に超砥粒が電着法によって結合されたも
    のであり、該円筒状研削部の内周側に位置する該円柱状
    台金の一端部が機械加工によって除去されることによ
    り、該超砥粒が一層若しくは2層に並んだ厚み構造とさ
    れたものである請求項1のカップ型研削工具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112536737A (zh) * 2020-12-10 2021-03-23 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 超硬材料电镀砂轮磨料重排均布上砂装置及方法

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CN112536737B (zh) * 2020-12-10 2022-03-04 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 超硬材料电镀砂轮磨料重排均布上砂装置及方法

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