JP2003053673A - 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を、端面５に砥粒層６をそれぞれ形成
し、台金端面５の砥粒層６は、台金端面５の周方向に区
分された各区域ごとに、周方向に３列に砥粒Ｄを配設し
ている。この３列のうちの最外周側の列の配列中心が、
端面外周から砥粒平均粒径の１／３に相当する距離だけ
内側になるように配設している。最外周側の列の砥粒の
一部分が端面外周から突出するように配設しているの
で、コーナー曲面部に接して加工に関与する砥粒を確保
することができ、加工対象の溝のコーナー曲面部の加工
精度を向上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や配列間
隔について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によるコー
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、台金端面に配設される砥粒の
うち端面の最外周側の砥粒の一部分を台金端面の外周よ
り突出させて配設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
コーナー曲面部はとくに高い加工精度が要求される部分
である。この溝加工において、台金端面の最外周側に配
設された砥粒にかかる負担が大きく、砥粒の摩滅や破
砕、脱落によりコーナー曲面部の加工精度が徐々に低下
していくものである。本発明では、このコーナー曲面部
の加工精度の低下を抑制するために、台金端面の最外周
側に配設される砥粒を、端面外周から一部分が突出する
ように配設する。

【００１２】台金の端面外周から一部分が突出するよう
に砥粒を配設することにより、コーナー曲面部に接触し
加工に関与する砥粒を確保することができるので、コー
ナー曲面部の加工精度の低下を抑制することができ、砥
石の寿命も延長させることができる。

【００１３】具体的な配設条件としては、台金端面の周
方向に複数列に砥粒を配設し、この複数列のうちの最外
周側の列の配列中心が、端面外周円上または砥粒平均粒
径の１／３に相当する距離だけ内側とすることで、砥粒
平均粒径の１／２〜１／６に相当する距離だけ砥粒が端
面外周から突出するようにする。端面外周からの砥粒の
突出量が砥粒平均粒径の１／６より小さいと、砥粒にか
かる負担を軽減することができず、コーナー曲面部の加
工精度の低下を抑制する効果が得られない。端面外周か
らの砥粒の突出量が砥粒平均粒径の１／２より大きい
と、ろう材による砥粒の保持力が不足して砥粒が脱落す
るおそれがある。

【００１４】また、台金端面の周方向に複数列に配設し
た砥粒の周方向の砥粒間隔を、砥粒平均粒径の１．２〜
４倍とすることが望ましい。この砥粒間隔が砥粒平均粒
径の１．２倍より小さいと、加工中に目詰まりを生じて
切れ味と加工精度が低下し、砥粒平均粒径の４倍より大
きくなると、コーナー曲面部の加工に関与する砥粒数が
減少してコーナー曲面部の加工精度が低下する。

【００１５】また、台金端面の砥粒の配列円の間隔も、
砥粒平均粒径の１．２〜４倍とすることが望ましい。こ
の配列円間隔が砥粒平均粒径の１．２倍より小さいと、
加工中に目詰まりを生じて切れ味と加工精度が低下し、
砥粒平均粒径の４倍より大きくなると、溝の底面加工時
の各配列円のオーバーラップがなくなり、底面加工面粗
さが低下する。

【００１６】

【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は台金端面の砥粒
層の砥粒配設条件を説明するための模式図である。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】台金端面５の砥粒層６の砥粒配設条件につ
いては図２に基づいて説明する。図２の（ａ）は台金端
面を含む部分断面図であり、同図（ｂ）は部分平面図で
ある。台金端面５の砥粒層６は、台金端面の周方向に区
分された各区域ごとに、周方向に３列に砥粒Ｄを配設
し、ろう材により固着した後、２０μｍのツルーイング
により砥粒先端を揃えている。この３列の配列円の間隔
Ｒは０．４ｍｍ（砥粒平均粒径の約２．２倍）であり、
周方向の砥粒間隔Ｌも０．４ｍｍである。そして、この
３列のうちの最外周側の列の配列中心が、端面外周から
砥粒平均粒径の１／３に相当する距離だけ内側になるよ
うに配設している。

【００２０】砥粒Ｄの配設間隔を砥粒平均粒径の約２．
２倍にしているので、加工中に目詰まりが生じることな
く良好な切れ味と加工精度を維持することができる。ま
た、最外周側の列の砥粒の一部分が端面外周から約３０
μｍ突出するように配設しているので、コーナー曲面部
に接して加工に関与する砥粒を確保することができ、加
工対象の溝のコーナー曲面部の加工精度を向上させるこ
とができる。

【００２１】なお、図２の（ａ）において、最外周側の
列の配列中心が端面外周円上に位置するように配設した
状態を破線で示しているが、この破線で示す位置が最大
砥粒突出量の位置となる。これ以上砥粒が突出すると、
ろう材による砥粒の保持が難しくなる。

【００２２】なお上記の実施形態では、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、砥粒の配設も実
施形態の配設に限定されるものではなく、台金の寸法や
加工対象に応じて前述の配設条件の範囲内で適正な条件
で配設することができる。

【００２３】〔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、砥粒の配設をランダムとし、
最外周の砥粒の突出が無いほかは砥石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。

【００２４】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。溝の側面の面粗さが
３μｍＲａ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。

【００２５】試験結果を表１に示す。

【表１】

【００２６】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、加工初期の面粗さおよびコ
ーナー曲面部の加工精度に優れ、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。

【００２７】

【発明の効果】（１）台金端面に配設される砥粒のうち
端面の最外周側の砥粒の一部分を台金端面の外周より突
出させて配設することにより、溝加工においてコーナー
曲面部に接して加工に関与する砥粒を確保することがで
きるので、コーナーの曲面部の加工精度の低下を抑制す
ることができ、砥石の寿命も延長させることができる。

【００２８】（２）台金端面の周方向に複数列に配設し
た砥粒の周方向の砥粒間隔および配列円の間隔を砥粒平
均粒径との関係で特定の範囲とすることにより、加工中
に目詰まりを生じることなく良好な切れ味と加工精度を
得ることができる。

【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】 台金端面の砥粒層の砥粒配設条件を説明する
ための模式図である。

【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 １０ 砥石 Ｄ ダイヤモンド砥粒 θ 傾斜角 Ｌ 砥粒間隔 Ｒ 配列円間隔

───────────────────────────────────────────────────── 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 BB23 BC02 BG05 BG10 BH05 CC09 EE23 EE29 FF20 FF22 FF23

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、
   台金端面に配設される砥粒のうち端面の最外周側の砥粒
   の一部分を台金端面の外周より突出させて配設したこと
   を特徴とする軸付き砥石。
2. 【請求項２】 台金端面の周方向に複数列に砥粒を配設
   し、この複数列のうちの最外周側の列の配列中心が、端
   面外周円上または端面外周から砥粒平均粒径の１／３に
   相当する距離だけ内側となるように砥粒を配設した請求
   項１記載の軸付き砥石。
3. 【請求項３】 台金端面の周方向に複数列に配設した砥
   粒の周方向の砥粒間隔および配列円の間隔を砥粒平均粒
   径の１．２〜４倍とした請求項１または２記載の軸付き
   砥石。