JP2003053671A - 軸付き砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸付き砥石による鉄系鋳物の仕上げ加工、と
くに溝加工において面加工およびコーナー加工の精度を
向上させる砥粒層の好適な構成条件を得る。 【解決手段】 砥石１０は、回転機械の駆動軸に取り付
けられる軸１の先端側に連設された円筒状の台金２の側
面３に砥粒層４が、端面５に砥粒層６がそれぞれ形成さ
れ、砥粒層６の外周寄りの部分に耐摩耗部材としてのダ
イヤモンド焼結体チップ８をろう材Ｗにより固着されて
いる。台金端面５の砥粒層６の外周寄りの部分にダイヤ
モンド焼結体チップ８を配置したことにより、砥粒Ｄの
摩耗や破砕、脱落によって生じる削り残し部を除去する
ことができるので、加工対象である溝のコーナー曲面部
の加工精度を高めることができ、砥石の寿命も延長させ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系鋳物製品の仕
上げ加工に使用される軸付き砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋳鉄鋳物、可鍛鋳鉄鋳物、鋼鋳物
などの鉄系鋳物の仕上げ加工に、電着法またはろう付け
法によりダイヤモンド砥粒を台金に固着した軸付き砥石
が使用されている。たとえば特開平６−３３９８６４号
公報には、回転電動機に取り付ける軸付き砥石の台金が
鋼よりなるブランク部とこのブランク部を一体化して支
持するシャンク部とを有してなる軸付き砥石において、
ブランク部を軟鋼よりなる本体とこの本体の外周に電着
したダイヤモンド砥粒とで構成し、シャンク部を超硬合
金とした電着式軸付き砥石が記載されている。

【０００３】この電着式軸付き砥石によれば、シャンク
部とブランク部は金属ろうによって強固に一体化されて
いるので、ブランク部とシャンク部がゆるむことなく安
全な加工作業が可能であり、また、超硬質砥粒を用いて
いるので研削性に優れている、とされている。

【０００４】しかし、一般に電着法によって砥粒を固着
した砥粒層は、砥粒の突き出しが小さいので早期に目詰
まりが生じやすく、たとえば金型，機械部品用の鋳鉄鋳
物の溝加工の場合、溝底面の面粗さやコーナー曲面部の
加工精度が劣化する、という問題がある。また、砥粒の
結合力が低いので砥粒が脱落しやすく、コーナー部の加
工精度を維持できず、このため砥石寿命が短くなる、と
いう問題がある。

【０００５】このような問題に対して、ろう付け法によ
って砥粒を台金に固着した砥石が提案されている。たと
えば特開２０００−３２６２３４号公報には、平均粒径
１００〜２０００μｍの超砥粒をろう材を主成分とする
結合材により台金表面に単層固着した砥石が記載されて
いる。この砥石の製造に用いられるろう材は、Ａｇ−Ｃ
ｕ−Ｔｉ系活性化ろう材、Ｎｉ−Ｃｒ系ろう材、Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｒ系ろう材である。

【０００６】このろう付け式砥石によれば、砥粒間隔を
あけて砥粒を固着し、チップポケットを形成することが
できるので、目詰まりが生じにくく、切れ味が向上す
る。また、電着式砥石に比べて砥粒の脱落が少なく、各
種鋳物のバリ取り加工に優れた性能を発揮する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した金
型，機械部品用の鋳鉄鋳物の溝加工において、軸付き砥
石は溝の側面と底面を同時に高精度に加工するのに使用
される。この溝加工では、溝の底面は加工後の面粗さと
してＲａ３μｍ以内程度の面粗さが要求され、コーナー
曲面部の加工精度として０．２ｍｍ以内程度の精度が要
求される。

【０００８】鋳鉄鋳物の溝加工において要求される前記
のような面粗さや加工精度を満足しかつ長寿命の砥石を
得るためには、砥粒層における砥粒の配列方向，間隔や
コーナー曲面部の加工精度向上のための特別な条件設定
が必要である。しかしながら、従来このような条件設定
について検討されたことはなく、不満足な加工精度や砥
石寿命のもとで砥石を使用していたのが実状である。前
記の特開２０００−３２６２３４号公報に記載の砥石
は、鋳物のバリ取り用の砥石であり、この砥石での砥粒
配列条件は溝加工用の砥粒層の砥粒のコーナー曲面部の
加工精度向上についての適正な条件を示唆するものでは
ない。

【０００９】本発明が解決すべき課題は、軸付き砥石に
よる鉄系鋳物の仕上げ加工、とくに溝加工において面加
工およびコーナー加工の精度を向上させる砥粒層の好適
な構成条件を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状の台金
の外周面および端面にろう付け法により砥粒を一層固着
した軸付き砥石において、台金端面の砥粒層の外周寄り
に１個または複数個の耐摩耗部材を配置したことを特徴
とする。

【００１１】円筒状の台金の外周面および端面に砥粒層
を形成した軸付き砥石で溝加工を行う場合、砥石の台金
の端面および外周面の砥粒層で溝の底面と側面を同時に
研削することになるが、溝の底面と側面の境界部である
コーナーの曲面部はとくに高い加工精度が要求される部
分である。本発明では、このコーナーの曲面部の加工精
度を高めるために、台金端面の砥粒層の外周寄りに１個
または複数個の耐摩耗部材を配置する。

【００１２】前記耐摩耗部材としては、ダイヤモンド焼
結体、柱状ダイヤモンド、超硬合金のいずれかを用いる
ことができる。このような耐摩耗部材を台金端面の砥粒
層の外周寄りに少なくとも１個配置することにより、砥
粒の摩耗や破砕、脱落によって生じる削り残し部を除去
することができるので、コーナーの曲面部の加工精度を
高めることができ、砥石の寿命も延長させることができ
る。

【００１３】ダイヤモンド焼結体、柱状ダイヤモンド、
超硬合金などの耐摩耗部材は、台金の端面上に非酸化性
雰囲気のもとでろう付けにより接着する。ここで、耐摩
耗部材と加工面との接触面積が加工面に占める割合が大
きい場合（加工面に対して１０％程度以上の場合）は、
耐摩耗部材にスリットを形成することが望ましい。スリ
ットを形成することにより、良好な切れ味を維持すると
ともに、切粉の排出や冷却水供給効率が良くなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態における
軸付き砥石の全体斜視図であり、図２は図１の台金端面
の砥粒層の部分拡大図である。

【００１５】本実施形態の砥石１０は、金型，機械部品
に用いられる鋳鉄鋳物の溝加工用の軸付き砥石であり、
回転機械の駆動軸に取り付けられる軸１の先端側に円筒
状の台金２が連設されており、台金２の側面３に砥粒層
４が、端面５に砥粒層６がそれぞれ形成されている。台
金２の外径は８ｍｍ、側面３の砥粒層４の台金長手方向
の幅は１２ｍｍであり、端面５の砥粒層６の幅は１．５
ｍｍである。なお、端面５は０．８ｍｍ幅の溝７により
周方向に８区画に区分されている。

【００１６】台金側面３の砥粒層４は、粒度＃８０／１
００のダイヤモンド砥粒Ｄを台金回転方向（図中の矢印
方向）に対して５〜３０度の傾斜角θをもたせて配設
し、ろう材により台金側面３に固着した後、ツルーイン
グにより砥粒粒径の１０％相当分を除去したものであ
る。ここで、砥粒平均粒径をｄ、砥粒配列方向の砥粒間
隔をｆ、隣接する配列との列間隔をｈとしたとき、０．
２ｄ≦ｆ・ｓｉｎθ≦ｄおよびｄ≦ｈ≦４ｄの関係を満
たすように砥粒配列方向の砥粒間隔と隣接する配列との
列間隔を設定している。このような条件でダイヤモンド
砥粒Ｄを配列することにより、切れ味が良く、削り残し
のない研削ができる。

【００１７】台金端面５の砥粒層６も、側面３の砥粒層
４に準じた配列でダイヤモンド砥粒Ｄを配設し、ろう材
Ｗにより固着した後、ツルーイングにより砥粒粒径の１
０％相当分を除去している。ここで本実施形態では、砥
粒層６の外周寄りの部分に耐摩耗部材としてのダイヤモ
ンド焼結体（ＰＣＤ）チップ８をろう材Ｗにより固着さ
せている。ＰＣＤチップ８の寸法は幅１．０ｍｍ、長さ
１．５ｍｍ、高さ０．１６ｍｍである。このＰＣＤ自体
は、粒径１０μｍのダイヤモンド粒子を９０％以上含む
焼結体である。

【００１８】台金端面５の砥粒層６の外周寄りの部分に
ＰＣＤチップ８を配置したことにより、砥粒Ｄの摩耗や
破砕、脱落によって生じる削り残し部を除去することが
できるので、加工対象である溝のコーナー曲面部の加工
精度を高めることができ、砥石の寿命も延長させること
ができる。

【００１９】図３は本発明の別の実施形態を示す台金端
面の砥粒層の部分拡大図である。本実施形態において
は、座金端面５の溝７の側面７ａにＰＣＤチップ８を配
置している。このような位置にＰＣＤチップ８を配置す
ることによっても、砥粒Ｄの摩耗や破砕、脱落によって
生じる削り残し部を除去することができる。

【００２０】なお上記の実施形態においては、耐摩耗材
としてのＰＣＤチップを台金端面の８区画のうちの１区
画のみに配置しているが、他の区画の全部または一部に
合計２個以上のＰＣＤチップを配置することもできる。
また、砥粒はダイヤモンド砥粒を用いているが、ｃＢＮ
砥粒その他の砥粒を用いることができるのはもちろんで
あり、砥粒の配列も実施形態の配列に限定されるもので
はない。

【００２１】〔試験例〕図１に示した本発明の実施形態
の砥石１０（発明品）と、ＰＣＤチップの配置がないほ
かは砥石１０と同じ条件で砥粒層を形成した砥石（比較
品１）と、砥石１０の台金２と同じ台金に電着法により
ダイヤモンド砥粒を電着させた砥石（比較品２）を使用
して研削試験を行った。

【００２２】試験条件 工作機械：大隈 立型フライス盤 回転速度：８０００ｍｉｎ^−１ 切り込み量：２０μｍ／ｐａｓｓ 送り速度：１５００ｍｍ／ｍｉｎ 被研削材：鋳鉄ＦＣ２５０ 研削加工面：外径８ｍｍの４枚刃超硬エンドミルにより
鋳鉄鋳物に幅１０ｍｍ、深さ１０ｍｍの溝を形成し、こ
の溝の側面と底面を同時研削した。加工面の面粗さが３
μｍＲａを超えた時点またはコーナー曲面部の半径が
０．２ｍｍを超えた時点で砥石寿命と判定した。

【００２３】試験結果を表１に示す。

【表１】

【００２４】表１からわかるように、発明品の砥石は比
較品１，２の砥石に比べて、加工初期の面精度に優れ、
これを長期に渡って維持できた。これにより砥石寿命が
大幅に増大した。さらに切れ味にも良好な結果が得られ
た。

【００２５】

【発明の効果】（１）円筒状の台金の端面の砥粒層の外
周寄りに１個または複数個の耐摩耗部材を配置すること
により、砥粒の摩耗や破砕、脱落によって生じる削り残
し部を除去することができるので、溝加工の場合のコー
ナーの曲面部の加工精度を高めることができ、砥石の寿
命も延長させることができる。

【００２６】（２）耐摩耗部材にスリットを形成するこ
とにより、耐摩耗部材と加工面との接触面積が加工面に
占める割合が大きい場合に、良好な切れ味を維持すると
ともに、切粉の排出や冷却水供給効率を良くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態における軸付き砥石の全体
斜視図である。

【図２】 図１の台金端面の砥粒層の部分拡大図であ
る。

【図３】 本発明の別の実施形態における台金端面の砥
粒層の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 軸 ２ 台金 ３ 台金側面 ４ 砥粒層 ５ 台金端面 ６ 砥粒層 ７ 溝 ７ａ 溝の側面 ８ ダイヤモンド焼結体（ＰＣＤ）チップ １０ 砥石 Ｄ ダイヤモンド砥粒 Ｗ ろう材 θ 傾斜角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 靖章 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 AA02 AB03 AB05 BA08 BA24 BB02 BC02 BG05 BG10 BH05 EE15 EE26 FF22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の台金の外周面および端面にろう
   付け法により砥粒を一層固着した軸付き砥石において、
   台金端面の砥粒層の外周寄りに１個または複数個の耐摩
   耗部材を配置したことを特徴とする軸付き砥石。
2. 【請求項２】 前記耐摩耗部材がダイヤモンド焼結体、
   柱状ダイヤモンド、超硬合金のいずれかである請求項１
   記載の軸付き砥石。
3. 【請求項３】 前記耐摩耗部材にスリットを形成した請
   求項１または２記載の軸付き砥石。