JP2003053674A - 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の端
面５と側面３との境界である稜部に面取り部８を形成
し、この面取り部８に端面５および側面３に配設した砥
粒よりも粒径の大きい砥粒Ｄｃを配設したことにより、
加工時のコーナー曲面部の削り残しが無くなり、コーナ
ー曲面部の加工精度を長期間維持でき、砥石の寿命も延
長させることができる。また、端面５と側面３および面
取り部８に配設した砥粒に対して適正な量のツルーイン
グを施して砥粒の先端を揃えることにより、加工後のコ
ーナー曲面部の半径をより小さくすることができ、また
加工面の面粗さも向上する。

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、特にコーナー曲面部の加工
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
砥粒の配列方向や配列間隔の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、台金端面と台金外周面との境
界である稜部に面取り部を形成し、この面取り部に台金
端面および台金外周面に配設した砥粒よりも粒径の大き
い砥粒を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、台金端面の外周に
面取り部を形成し、この面取り部に大径の砥粒を配設す
る。

【００１２】台金端面の外周に形成した面取り部に端面
および外周面に配設した砥粒より大径の砥粒を配設する
ことにより、加工時のコーナー曲面部の削り残しが無く
なり、コーナー曲面部の加工精度を長期間維持でき、砥
石の寿命も延長させることができる。

【００１３】具体的には、端面および外周面に配設する
砥粒の平均粒径Ｄおよび面取り幅Ｃに対して（Ｃ＋Ｄ）
／√２以上から（Ｃ＋２Ｄ）／√２以下の範囲の平均粒
径の砥粒を面取り部に配設する。面取り部に配設する砥
粒の平均粒径が端面および外周面に配設する砥粒の平均
粒径の（Ｃ＋Ｄ）／√２倍以上でないと面取り部の砥粒
自体が切削において作用しないことから、コーナー曲面
部の加工精度の向上効果が期待できない。ただし、面取
り部に配設する砥粒が大きすぎると面取り部の砥粒が突
出するためにコーナー曲面部の加工精度が悪化し、底面
の加工面粗さが低下するので、面取り部に配設する砥粒
の平均粒径は（Ｃ＋２Ｄ）／√２以下とするのが望まし
い。

【００１４】また、台金端面と外周面および面取り部に
配設した砥粒に対してツルーイングを施し、砥粒の先端
を揃えることが望ましい。砥粒の先端高さを揃えること
により、突出した砥粒を減少させ、またコーナー曲面部
に接する面取り部位の砥粒の半径を小さくして、加工後
のコーナー曲面部の半径（Ｒ）をより小さくすることが
でき、また加工面の面粗さも向上する。

【００１５】ここで、前記ツルーイング量を、台金端面
および台金外周面に配設した砥粒の平均粒径の５〜５０
％の範囲に相当する量とするのが好ましい。ツルーイン
グ量が端面および外周面に配設した砥粒の平均粒径の５
％よりも少ないと面粗さの向上効果が期待できず、５０
％を超えると被加工材と砥粒固着ろう材とが接触しやす
くなり、切れ味の低下が生じるとともに、溶着の発生確
率が高くなる

【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は台金端面と外周
面および面取り部の砥粒層の砥粒配設状態を説明するた
めの模式図であり、（ａ）は台金端面を含む部分断面
図、（ｂ）は部分平面図である。

【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にダイヤ
モンド砥粒Ｄａを固着した砥粒層４が、端面５にダイヤ
モンド砥粒Ｄｂを固着した砥粒層６がそれぞれ形成さ
れ、さらに面取り部８にダイヤモンド砥粒Ｄｃが固着さ
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１４ｍｍ、端面５の砥粒層６の幅は
０．９ｍｍであり、面取り部８は側面３の上部と端面５
の外周部を０．３ｍｍづつ４５度に面取りしている。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（平均粒径１８０μｍ）のダイヤモンド砥粒Ｄａ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、ろう材により固着した後、
５０μｍ（砥粒Ｄａの粒径の約２８％に相当）のツルー
イングにより砥粒先端を揃えている。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Ｄａを配列する
ことにより、切れ味が良く、削り残しのない溝の側面研
削ができる。

【００１９】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、粒度＃８０／１００のダ
イヤモンド砥粒Ｄｂを周方向に２列に配設し、ろう材に
より固着した後、５０μｍ（砥粒Ｄｂの粒径の約２８％
に相当）のツルーイングにより砥粒先端を揃えている。
これにより、切れ味が良く、削り残しのない溝の底面研
削ができる。

【００２０】面取り部８には、粒度＃４０／５０（平均
粒径４００μｍ）のダイヤモンド砥粒Ｄｃを配設してい
る。この砥粒Ｄｃも台金側面３と台金端面５の砥粒層の
ツルーイング時に同時にツルーイングされて、図２
（ａ）に示すように、加工対象の溝のコーナーに向かう
微少な半径で形成された直角に近い断面が形成され、こ
れによって加工後のコーナー曲面部の半径（Ｒ）をより
小さくすることができる。

【００２１】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。

【００２２】〔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、面取り部とツルーイング処理
の無いほかは砥石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。

【００２３】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。

【００２４】試験結果を表１に示す。

【表１】

【００２５】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。

【００２６】

【発明の効果】（１）台金端面と台金外周面との境界で
ある稜部に面取り部を形成し、この面取り部に台金端面
および台金外周面に配設した砥粒よりも粒径の大きい砥
粒を配設することにより、加工時のコーナー曲面部の削
り残しが無くなり、コーナー曲面部の加工精度を長期間
維持でき、砥石の寿命も延長させることができる。

【００２７】（２）台金端面と外周面及び面取り部に配
設した砥粒に対して適正な量のツルーイングを施し、砥
粒の先端を揃えることにより、加工後のコーナー曲面部
の半径をより小さくすることができ、また加工面の面粗
さも向上する。

【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】 台金端面と外周面および面取り部の砥粒層の
砥粒配設状態を説明するための模式である。

【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 ８ 面取り部 １０ 砥石 Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ ダイヤモンド砥粒 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 BA24 BB02 BB07 BB23 BC02 BG05 BG10 BH05 CC09 EE15 EE23 EE29 FF20 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、
   台金端面と台金外周面との境界である稜部に面取り部を
   形成し、この面取り部に台金端面および台金外周面に配
   設した砥粒よりも粒径の大きい砥粒を配設したことを特
   徴とする軸付き砥石。
2. 【請求項２】 前記面取り部に配設した砥粒の平均粒径
   を、台金端面および台金外周面に配設した砥粒の平均粒
   径Ｄおよび面取り幅Ｃに対して（Ｃ＋Ｄ）／√２以上か
   ら（Ｃ＋２Ｄ）／√２以下の範囲とした請求項１記載の
   軸付き砥石。
3. 【請求項３】 台金端面と外周面および面取り部に配設
   した砥粒に対して、台金端面と外周面に配設した砥粒の
   平均粒径の５〜５０％の範囲に相当する量のツルーイン
   グを施した請求項１または２記載の軸付き砥石。