JP2006255871A - Honing grinding wheel and its manufacturing method - Google Patents

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Yoshiichi Kayama
芳一 香山
Hidetaka Matsuda
秀隆 松田
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Nisshin Seisakusho KK
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Nisshin Seisakusho KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a honing grinding wheel easy to manufacture at a low cost, free of breakage and peeling off of a grinding wheel, thereby having a structure capable of sufficiently exhibiting a performance of the grinding wheel. <P>SOLUTION: A honing grinding wheel is constituted so that a square columnar grinding wheels 5 are embedded in a grinding wheel base 6 in a manner of integrally joined with it, with its outer peripheral grinding wheel surface 5a exposed, and a constituent material of the grinding wheel base 6 is a sintered metal material equal to a connection material of abrasive grains in the grinding wheels 5 in strength and linear expansion coefficient. An integral joint of the grinding wheel base 6 and the grinding wheels 5 is performed in a sintering action during sintering the grinding wheel base 6. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はホーニング砥石およびその製造方法に関し、さらに詳細には、ホーニング盤のホーニングツールに交換可能に取り付けられるホーニング砥石の構造技術に関する。   The present invention relates to a honing grindstone and a method for manufacturing the honing grindstone, and more particularly to a structure technology of a honing grindstone that can be exchangeably attached to a honing tool of a honing machine.

ホーニング加工は、例えば、精密中ぐり、研削などによって仕上げられた工作物(以下ワークと称する)の内径面をさらに平滑にするとともに、この内径面の加工精度も向上させる目的で、細粒砥石をワーク内径面に面接触させて軽く研削する仕上げ方法であって、ラップ仕上や超仕上と共に最もすぐれたワーク表面を造ることができる精密仕上法の一つである。   In the honing process, for example, a fine grindstone is used for the purpose of further smoothing the inner surface of a workpiece (hereinafter referred to as a workpiece) finished by precision boring, grinding, etc., and improving the processing accuracy of the inner surface. It is a finishing method in which the inner surface of the workpiece is brought into surface contact and lightly ground, and is one of the precision finishing methods that can produce the best workpiece surface together with lapping and super finishing.

このホーニング加工を行う専用工作機械としてホーニング盤があり、その一般的な基本構造は、1個〜数個のホーニング砥石を保持するホーニングツールを備えてなり、このホーニングツールとワークとの間に相対的な回転運動と往復運動とを行わせるとともに、上記ホーニング砥石に所定の圧力を加えて、同時に多量の工作液を注ぎながら、ワーク表面の工作を行うようにされている。   There is a honing machine as a dedicated machine tool for performing this honing process, and its general basic structure is equipped with a honing tool that holds one to several honing stones. The workpiece surface is machined while applying a predetermined pressure to the honing grindstone and simultaneously pouring a large amount of machining fluid.

ところで、上記ホーニング砥石は、上記ホーニングツールに交換可能に取り付けられる形態とされ、その一般的な基本構造は、図7(a)に示すように、砥石台aの上面に砥石bが接着剤、半田付けあるいは鑞付け等の適宜の接合手段cによって一体的に接合固定されてなる。そして、このホーニング砥石G1は、図7(b)および(c)に示すように、ホーニング盤におけるホーニングツールのマンドレルdの砥石溝eに取外し交換可能に装着される。   By the way, the honing grindstone is configured to be exchangeably attached to the honing tool, and the general basic structure thereof is that the grindstone b is an adhesive on the upper surface of the grindstone base a, as shown in FIG. It is integrally joined and fixed by appropriate joining means c such as soldering or brazing. Then, as shown in FIGS. 7B and 7C, the honing grindstone G1 is detachably mounted on the grindstone groove e of the mandrel d of the honing tool in the honing machine.

そして、具体的には図示しないが、ホーニング盤の駆動により、上記ホーニングツールのマンドレルdが、ワークの被加工穴に挿入されるとともに、回転運動しながら往復運動して、その外周に突出する上記砥石bにより被加工穴のホーニング加工が行われる。   Although not specifically shown, the honing machine drives the mandrel d of the honing tool to be inserted into the hole to be machined and reciprocates while rotating, and protrudes to the outer periphery thereof. The hole to be machined is honed by the grindstone b.

しかしながら、このような構造のホーニング砥石においては、以下に列挙するような問題があった。   However, the honing grindstone having such a structure has the following problems.

(1)上記接合手段cとして接着剤や半田付けが用いられている場合は、その接着力が弱いために、ホーニング加工時に砥石bにかかる負荷が大きいと、砥石bが砥石台aから剥がれ落ちてしまうおそれがあり、比較的寿命が短くて、ランニングコストが高くつくという問題がある。しかも、特に、ホーニングツールに数個のホーニング砥石G1、G1、…が装着される構造においては、一つのホーニング砥石G1が破損等により短期に寿命がくると、他の残りの未だ使用可能なホーニング砥石G1、G1、…もすべて同時に交換しなければならず、非常に不経済であった。 (1) When an adhesive or soldering is used as the joining means c, since the adhesive force is weak, if the load applied to the grindstone b during honing is large, the grindstone b peels off from the grindstone base a. There is a problem that the service life is relatively short and the running cost is high. Moreover, in particular, in a structure in which several honing grindstones G1, G1,... Are mounted on the honing tool, when one honing grindstone G1 has a short life due to damage or the like, the remaining honing that can still be used. The grindstones G1, G1,... Must all be replaced at the same time, which is very uneconomical.

(2)接合手段cとして鑞付けが用いられている場合には、上述した砥石bの剥がれ落ちの問題は少ないが、その製造時の作業性が非常に悪いという問題があった。つまり、例えば、砥石台aがアルミニウム製の場合には、この砥石台aに対する砥石bの接着が困難である。一方、砥石台aが鋼製の場合(一般に焼入れ鋼を使用)には、砥石台aに対する砥石bの接着性は良好であるが、反面、その加熱接着時の高熱によって砥石台aの硬度が低下し、これがため、砥石台aの熱変形によって、ホーニング砥石G1の形状精度が悪くなるという不具合が発生し、最悪の場合には使用できないという事態も生じ得る。 (2) When brazing is used as the joining means c, there is little problem of the above-mentioned whetstone b peeling off, but there is a problem that workability at the time of manufacture is very poor. That is, for example, when the grindstone head a is made of aluminum, it is difficult to bond the grindstone b to the grindstone bed a. On the other hand, when the grindstone a is made of steel (generally using hardened steel), the grindstone b has good adhesion to the grindstone a, but on the other hand, the hardness of the grindstone a is high due to the high heat during the heat bonding. For this reason, there is a problem that the shape accuracy of the honing grindstone G1 deteriorates due to thermal deformation of the grindstone head a, and in the worst case, it cannot be used.

(3)上記いずれの構造においても、ホーニング加工中においてはホーニング砥石G1に回転方向Xの外力が作用するところ、この砥石bにかかる負荷は、上記マンドレルdの砥石溝eの砥石背面側部位(図7(b)において下側の一点鎖線で囲まれた部位)が受けて、ここで負担することになる。ところが、上述したように、マンドレルdは一般に焼入れ鋼からなるため、砥石bがマンドレルdの上記砥石溝eの部位に接触することにより、マンドレルdが負けて早く磨耗してしまい、その寿命が短くなるという問題があった。 (3) In any of the above structures, an external force in the rotational direction X acts on the honing grindstone G1 during the honing process. In FIG. 7B, a portion surrounded by a dashed line on the lower side is received and burdened here. However, as described above, since the mandrel d is generally made of hardened steel, when the grindstone b comes in contact with the portion of the grindstone groove e of the mandrel d, the mandrel d loses and wears quickly, and its life is shortened. There was a problem of becoming.

(4)砥石台aの上面に砥石bが接合固定される構造では、図7に示すごとく、砥石台aと砥石bの幅と長さが等しく、これがため、ホーニング砥石G1の最終外周形状を整えるための仕上加工において、砥石台aだけでなく硬質の砥石bも同時に削ることになり、非常に加工が難しく、加工コストの上昇さらには製品コストの上昇を招いていた。 (4) In the structure in which the grindstone b is bonded and fixed to the upper surface of the grindstone head a, the width and length of the grindstone table a and the grindstone b are equal as shown in FIG. In finishing processing for trimming, not only the grindstone platform a but also the hard grindstone b are simultaneously shaved, which is very difficult to process, resulting in an increase in processing cost and an increase in product cost.

この点に関して、図8に示すように、プラスチック製の砥石台f内に、砥石gがその外周砥石面のみを露出させた状態で埋設されてなる、いわゆるモールドタイプのホーニング砥石G2も開発されており、このホーニング砥石G2においては、砥石gの周囲が砥石台fにより囲繞されて被覆されており、砥石台fによる砥石gの強い保持力が得られる構造とされている(例えば、特許文献1参照)。   In this regard, as shown in FIG. 8, a so-called mold-type honing grindstone G2 in which a grindstone g is embedded in the plastic grindstone base f with only the outer peripheral grindstone surface exposed is also developed. In this honing grindstone G2, the periphery of the grindstone g is surrounded and covered by the grindstone base f, and a strong holding force of the grindstone g by the grindstone base f is obtained (for example, Patent Document 1). reference).

ところが、このようなモールドタイプのホーニング砥石G2では、ホーニング加工中において、砥石gが磨耗すると、この磨耗と共に砥石台fの周壁hも削られていくことになる。この際、マンドレルdの回転方向(進行方向)Xに対して前面側となる周壁h(図8(b)において下側の一点鎖線で囲まれた部位)が削られると、この周壁hの切屑ないしは切粉がそのまま砥石gの外周砥石面とワークの被加工穴内径面との間に巻き込まれて、噛み込むことになる。   However, in such a mold type honing grindstone G2, when the grindstone g is worn during the honing process, the peripheral wall h of the grindstone base f is also shaved along with the wear. At this time, if the peripheral wall h on the front side with respect to the rotation direction (traveling direction) X of the mandrel d (the portion surrounded by the one-dot chain line on the lower side in FIG. 8B) is scraped, chips on the peripheral wall h Or, the chips are caught between the outer peripheral grindstone surface of the grindstone g and the bore diameter surface of the workpiece to be machined as they are.

そして、その結果として、ワークが鋳鉄や生材等の柔らかい材質はもちろんのこと、ワークが硬い材質のものであっても、上記周壁hの切屑ないしは切粉が原因で、ワークの被加工穴内径面に傷が付くことがあり、ワークが硬い材質のものであっても軽い(薄い)キズが付き、これにより、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題もあった。   As a result, not only soft materials such as cast iron and raw materials, but also workpieces that are hard materials, due to chips or chips on the peripheral wall h, the bore diameter of the workpiece The surface may be scratched, and even if the workpiece is made of a hard material, there is a problem that a light (thin) scratch is attached, which causes a decrease in the finishing accuracy of the ground surface.

また、モールドタイプのホーニング砥石G2では、砥石台fがプラスチック製であることから、砥石台fによる砥石gの強い保持力が得られる構造といっても、砥石台f自体の強度や硬度に材料的な限界があり、さらなる改良が要望されていた。   In the mold type honing grindstone G2, the grindstone base f is made of plastic, so that the strength and hardness of the grindstone base f itself can be obtained even if it is a structure that provides a strong holding force of the grindstone g by the grindstone base f. Due to its limitations, further improvements were desired.

すなわち、上記砥石gが旧来主流のWA(ホワイトアランダム:white fused alumina)砥粒やGC(グリーンカーボランダム:green silicon carbide)砥粒を用いたものにおいては、砥粒の脱落が多く、よって砥石gの加工負荷も低いことから、プラスチック製のモールドタイプのホーニング砥石G2でも十分に所望の能力が発揮され得ていた。   That is, when the above-mentioned grindstone g uses WA (white fused alumina) abrasive grains or GC (green silicon carbide) abrasive grains, which have been the mainstream in the past, the abrasive grains often fall off. Since the processing load of g is low, the desired ability could be sufficiently exhibited even with a plastic mold type honing grindstone G2.

ところが、近時、CBN(立方晶窒化ホウ素:cubic boron nitride)砥粒が発明されて以降、ダイヤモンド砥粒とともに、脱落の少なさ、精度の安定性などから、これらのいわゆる超砥粒を用いた砥石gを備えたホーニング砥石においては、プラスチック製のモールドタイプの砥石台fでは、砥石台自体の強度や硬度に材料的な限界があり、砥石gの保持力という点でも強度不足で能力的に限界があり、CBN砥粒やダイヤモンド砥粒の超砥粒本来の性能(加工精度・砥石寿命)を十分に引き出すことができなかった。
実開平1−84969号公報
However, since the CBN (cubic boron nitride) abrasive grains were invented recently, these so-called superabrasive grains were used together with diamond abrasive grains because of their low dropout and accuracy stability. In the honing grindstone equipped with the grindstone g, the plastic mold-type grindstone head f has a material limit in the strength and hardness of the grindstone base itself, and the holding power of the grindstone g is insufficient in terms of strength and ability. There was a limit, and the original performance (processing accuracy and grinding wheel life) of super abrasive grains such as CBN abrasive grains and diamond abrasive grains could not be sufficiently obtained.
Japanese Utility Model Publication No. 1-84969

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、砥石の種類のいかんにかかわらず、製造が容易かつ安価で、砥石の破損や剥がれがなく、砥石の性能を十分に発揮し得る構造を備えるホーニング砥石の提供にある。  The present invention has been made in view of such conventional problems, and the object thereof is easy and inexpensive to manufacture regardless of the type of grindstone, and there is no damage or peeling of the grindstone. An object of the present invention is to provide a honing grindstone having a structure capable of sufficiently exhibiting the performance of the grindstone.

また、本発明の他のもう一つの目的とするところは、上記ホーニング砥石を安定して供給することができるホーニング砥石の製造方法を提供することにある。  Another object of the present invention is to provide a method for producing a honing grindstone capable of stably supplying the honing grindstone.

上記目的を達成するため、本発明のホーニング砥石は、ホーニングツールに交換可能に取り付けられる棒状のものであって、上記ホーニングツールのツール本体に装着支持される砥石台に、四角柱状の砥石がその外周砥石面を露出するように埋設状に一体接合されてなり、上記砥石台の構成材料は、上記砥石における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の焼結金属材料であることを特徴とし、上記砥石台と砥石の一体接合は、砥石台の焼成時の焼結作用になされ得る。   In order to achieve the above object, the honing grindstone of the present invention is a rod-shaped one that is replaceably attached to the honing tool, and a square column grindstone is mounted on the grindstone base that is mounted and supported on the tool body of the honing tool. It is integrally bonded in an embedded shape so as to expose the outer peripheral grindstone surface, and the constituent material of the grindstone table is a sintered metal material equivalent in strength and linear expansion coefficient to the abrasive grain bonding material in the grindstone. As a characteristic, the grindstone head and the grindstone can be integrally joined to each other by a sintering action when the grindstone head is fired.

好適な実施態様として、上記砥石は、微小なダイヤモンド砥粒やCBN砥粒等の超砥粒がメタルボンド等の結合材料により結合されてなる超砥粒砥石であり、また、上記砥石台の構成材料は、好ましくは、主材料として上記砥石における砥粒の結合材料を含み、例えば、メタルボンド、ビトリファイドボンドあるいはレジノイドボンドが好適に用いられる。   As a preferred embodiment, the grindstone is a superabrasive grindstone in which superabrasive grains such as fine diamond abrasive grains and CBN abrasive grains are bonded by a binding material such as metal bond, and the configuration of the grindstone base The material preferably includes a bonding material for abrasive grains in the above-described grindstone as a main material, and for example, a metal bond, a vitrified bond, or a resinoid bond is suitably used.

また、望ましくは、上記砥石台の構成材料は、上記砥石における砥粒の結合材料よりも低融点を有する金属材料を含む。   Desirably, the constituent material of the grindstone table includes a metal material having a lower melting point than that of the bonding material of the abrasive grains in the grindstone.

さらに、上記砥石の外周砥石面は、目的に応じて、上記砥石台の外周面から所定高さだけ突出した状態で配置され、ホーニングツールに取り付けるための取付けバンド用溝は、上記砥石台の部位に設けられ得る。   Furthermore, the outer peripheral grindstone surface of the grindstone is arranged in a state protruding from the outer peripheral surface of the grindstone base by a predetermined height according to the purpose, and the groove for the mounting band for attaching to the honing tool is a part of the grindstone base. Can be provided.

また、本発明のホーニング砥石の製造方法は、上記ホーニング砥石を製造する方法であって、
(1)第1の成形型内に砥石材料粉末を充填して砥石を焼成する砥石焼成工程と、
(2)上記砥石焼成工程により焼成した上記砥石を第2の成形型に位置決め固定するとともに、この成形型内に砥石台の金属材料粉末を充填して砥石台を焼成すると同時にこの砥石台と上記砥石を焼結接着してホーニング砥石を成形する砥石台焼成・焼結工程と、
(3)上記砥石台焼成・焼結工程により一体成形されたホーニング砥石の砥石台部分を切削加工により所定形状に仕上げる仕上工程とを備えることを特徴とする。
Moreover, the manufacturing method of the honing grindstone of the present invention is a method for producing the honing grindstone,
(1) a grindstone firing step of filling a grindstone material powder in a first mold and firing the grindstone;
(2) The grindstone fired in the grindstone firing step is positioned and fixed to the second mold, and the grinder is filled with the metal material powder of the grindstone and the grindstone is fired. Grinding wheel sintering and sintering process to form a honing wheel by sintering and bonding the wheel,
(3) It is characterized by comprising a finishing step of finishing a grinding wheel head portion of the honing wheel integrally formed by the grinding wheel baking and sintering step into a predetermined shape by cutting.

好適な実施態様として、上記砥石台焼成・焼結工程において、上記砥石台の金属材料粉末として、上記砥石における砥粒の結合材料を主材料とするとともに、この結合材料よりも低融点を有する金属材料を含んでなる金属材料粉末を使用し、この金属材料粉末を第2の成形型内に充填して、上記低融点金属の融点よりも高く上記結合材料の融点よりも低い加熱温度下で加圧して、上記砥石台を焼成すると同時にこの砥石台と上記砥石を焼結接着する。   As a preferred embodiment, in the grinding wheel bed firing / sintering step, a metal material powder of the grinding wheel bed is mainly composed of a bonding material of abrasive grains in the grinding wheel and has a lower melting point than that of the bonding material. A metal material powder comprising a material is used, and this metal material powder is filled in a second mold and heated at a heating temperature higher than the melting point of the low melting point metal and lower than the melting point of the binding material. The grindstone pedestal is fired and the grindstone pedestal and the grindstone are sintered and bonded simultaneously.

本発明のホーニング砥石によれば、ホーニングツールのツール本体に装着支持される砥石台に、四角柱状の砥石がその外周砥石面を露出するように埋設状に一体接合されてなり、上記砥石台の構成材料は、上記砥石における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の焼結金属材料であるから、以下に列挙するような種々のすぐれた効果が発揮され得る。   According to the honing grindstone of the present invention, the grindstone base mounted and supported on the tool main body of the honing tool is integrally joined in a buried shape so that the outer peripheral grindstone surface is exposed, Since the constituent material is a sintered metal material that is equivalent in strength and linear expansion coefficient to the bonding material of the abrasive grains in the grindstone, various excellent effects as listed below can be exhibited.

(1)砥石と砥石台の接合が5面接合で大きな接合力が得られるとともに、特に、ホーニングツールの回転方向に対して、砥石の背面が砥石台により囲繞され補強されているから、ホーニング加工時に砥石にかかる大きな負荷に対しても、砥石が砥石台から剥がれ落ちてしまうことはない。 (1) A large bonding force is obtained by bonding the grindstone and the grindstone head with a five-surface bonding, and in particular, the honing process is performed because the back surface of the grindstone is surrounded and reinforced by the grindstone table with respect to the rotation direction of the honing tool. Even with a large load applied to the grindstone at times, the grindstone does not peel off from the grindstone platform.

これにより、WA砥粒やGC砥粒等の旧来主流の砥粒を用いたホーニング砥石はもちろんのこと、CBN砥粒やダイヤモンド砥粒等の超砥粒を用いたホーニング砥石においても、砥石の種類のいかんにかかわらず、砥石の性能を十分に発揮することができる。   As a result, not only honing wheels using conventional mainstream abrasive grains such as WA abrasive grains and GC abrasive grains, but also honing stones using super abrasive grains such as CBN abrasive grains and diamond abrasive grains, Regardless of the time, the performance of the grindstone can be fully demonstrated.

(2)消耗品である長い砥石寿命を確保してランニングコストを低く抑えることができ、特に、ホーニングツールに数個のホーニング砥石が装着されて、これらのホーニング砥石がすべて同時に交換される構造においては、非常に経済的である。 (2) Long running wheel life, which is a consumable item, can be kept low and running costs can be kept low. Especially, in the structure where several honing wheels are mounted on the honing tool and all these honing wheels are replaced at the same time. Is very economical.

(3)砥石と砥石台の接合が5面接合で大きな接合力が得られることから、接合手段として従来のような鑞付けを用いる必要がなく、鑞付けの欠点であった、製造時の作業性の悪さや、加熱接着による高熱の砥石台への悪影響も有効に防止できる。 (3) Since a large joining force can be obtained by joining the grindstone and the grindstone head with a five-sided joint, there is no need to use conventional brazing as a joining means, which is a drawback in brazing. It is possible to effectively prevent bad effects on the high-heated grinding wheel head due to heat adhesion.

(4)ホーニングツールの回転方向に対して、砥石の背面が砥石台により囲繞されているから、ホーニング加工中にホーニング砥石に回転方向の外力が作用しても、マンドレルの砥石溝との接触はホーニング砥石の砥石台の一部であることから、この接触によりマンドレルが負けて早く磨耗する不具合はなく、マンドレルの寿命を短くすることもない。 (4) Since the back of the grindstone is surrounded by the grindstone table with respect to the rotation direction of the honing tool, even if an external force in the rotation direction acts on the honing grindstone during honing, contact with the grindstone groove of the mandrel Since it is a part of the wheel head of the honing grindstone, there is no problem that the mandrel loses and wears quickly due to this contact, and the life of the mandrel is not shortened.

(5)上記砥石台の構成材料は、上記砥石における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の材料(例えば、上記砥石の砥粒を結合する結合材料と同一材料を主材料として含む)であるから、砥石台の強度が高く、しかも線膨張係数が同等であるため砥石のひずみが少ない。 (5) The constituent material of the grindstone table includes, as a main material, the same material as the binding material of the abrasive grains in the grindstone and the same strength and linear expansion coefficient (for example, the same material as the binding material that binds the abrasive grains of the grindstone) ), The strength of the grindstone is high and the linear expansion coefficient is equivalent, so that the distortion of the grindstone is small.

(6)ホーニング加工中において、砥石が磨耗すると、この磨耗と共に砥石台の周壁部分も削られていくことになるが、本発明においては、砥石台の構成材料が砥石の砥粒を結合する結合材料と同一材料を主材料として含めば、ホーニングツールの回転方向(進行方向)に対して前面側に存在する砥石台の切屑ないしは切粉が砥石の外周砥石面とワークの被加工穴内径面との間に巻き込まれても、従来のモールドタイプのホーニング砥石のように、これらの切屑ないしは切粉がワークの被加工穴内径面を傷付けることもない。このため、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題も有効に防止され、ホーニング加工の高い仕上げ精度が確保される。 (6) When the grindstone is worn during the honing process, the peripheral wall portion of the grindstone table is also scraped along with this wear. In the present invention, the constituent material of the grindstone table is a bond that combines the abrasive grains of the grindstone. If the same material as the main material is included as the main material, the chips or chips of the grinding wheel table existing on the front side with respect to the rotation direction (traveling direction) of the honing tool are Even if it is caught in between, these chips or chips do not damage the inner surface of the hole to be machined, unlike the conventional mold type honing grindstone. For this reason, the problem that the finishing precision of a grinding surface is reduced is also effectively prevented, and high finishing precision of honing is ensured.

また、本発明のホーニング砥石の製造方法によれば、上記のようなすぐれた効果を発揮し得るホーニング砥石を安定して供給することができるとともに、砥石を砥石台に埋設状に一体接合させて、砥石に比較して切削加工の容易な上記砥石台部分を、エンドミル等の切削工具により所定形状(ホーニングツールに取り付けるための取付けバンド用溝等を含む)に仕上げるから、仕上加工が容易で早く、かつ精度もよく、製造コストも安価に抑えることができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the honing grindstone of this invention, while being able to supply stably the honing grindstone which can exhibit the above outstanding effects, the grindstone is integrally joined to the grindstone base in an embedded form. The above-mentioned wheel head portion, which is easier to cut than a grindstone, is finished to a predetermined shape (including a groove for a mounting band for attaching to a honing tool) with a cutting tool such as an end mill, so that finishing is easy and quick. In addition, the accuracy is good and the manufacturing cost can be kept low.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明に係るホーニング砥石を図1および図2に示し、このホーニング砥石1は、具体的には図1(b)および図3に示すように、ホーニングツール2のツール本体であるマンドレル3に交換可能に取り付けられる棒状のメタルモールド一体型砥石である。   The honing grindstone according to the present invention is shown in FIGS. 1 and 2, and this honing grindstone 1 is specifically replaced with a mandrel 3 which is a tool body of the honing tool 2 as shown in FIG. 1 (b) and FIG. It is a rod-shaped metal mold-integrated grindstone that can be attached.

図示のホーニングツール2は、単一のホーニング砥石1を備えるもので、図示しないホーニング盤の回転主軸先端つまり下端に交換可能に装着されて使用される。上記マンドレル3には、上記ホーニング砥石1を収容保持する砥石溝3aが開口されるとともに、この砥石溝3aに上記ホーニング砥石1が径方向へ突出可能にかつ取外し交換可能に装着されている。また、マンドレル3の内部には、図3(b)に示すように、上記ホーニング砥石1を拡張動作させる拡張ロッド4が軸方向へ往復移動可能に設けられており、上記ホーニング盤の砥石切込み装置(図示省略)によって、上記拡張ロッド4の先端ウェッジ4aによりホーニング砥石1が径方向外方へ拡張(切込み)動作される。   The illustrated honing tool 2 includes a single honing grindstone 1, and is used by being exchangeably mounted on the front end or lower end of a rotating main shaft of a honing machine (not illustrated). The mandrel 3 is opened with a grindstone groove 3a for receiving and holding the honing grindstone 1, and the honing grindstone 1 is mounted in the grindstone groove 3a so as to protrude in the radial direction and to be removable and replaceable. Further, as shown in FIG. 3B, an extension rod 4 for expanding the honing grindstone 1 is provided in the mandrel 3 so as to be reciprocally movable in the axial direction. The honing grindstone 1 is expanded (cut) radially outward by the tip wedge 4a of the expansion rod 4 (not shown).

ホーニング砥石1の具体的構造は、図1および図2に示すように、砥石5と砥石台6が一体的に接合固定されてなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the concrete structure of the honing grindstone 1 is formed by integrally bonding and fixing a grindstone 5 and a grindstone base 6.

砥石5は四角柱状のもので、微小な砥粒が結合材料により結合されてなり、砥粒としては、WA、GC等の一般的な砥粒や、ダイヤモンド、CBN等の超砥粒が目的に応じて用いられ、また、結合材料としては、ビトリファイドボンドやメタルボンド等が目的に応じて用いられる。図示の実施形態の砥石5は、微小なダイヤモンド砥粒やCBN砥粒等の超砥粒がメタルボンド等の結合材料により結合されてなる超砥粒砥石である。   The grindstone 5 is a quadrangular prism shape, and minute abrasive grains are bonded by a binding material. As the abrasive grains, general abrasive grains such as WA and GC, and superabrasive grains such as diamond and CBN are intended. Depending on the purpose, a vitrified bond, a metal bond or the like is used as the bonding material. The grindstone 5 of the illustrated embodiment is a superabrasive grindstone in which fine diamond abrasive grains and superabrasive grains such as CBN abrasive grains are bonded together by a bonding material such as a metal bond.

砥石台6は、マンドレル3に装着支持される部位で、その構成材料としては、上記砥石5における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の焼結金属材料が用いられ、このような焼結金属材料を用いることにより、砥石台6の強度を可及的に高くするとともに、ホーニング砥石1自体のひずみを少なく抑えることができる。   The grinding wheel base 6 is a part that is mounted and supported on the mandrel 3, and as a constituent material thereof, a sintered metal material that is equivalent in strength and linear expansion coefficient to the abrasive grain bonding material in the grinding wheel 5 is used. By using a sintered metal material, the strength of the grindstone base 6 can be increased as much as possible, and the distortion of the honing grindstone 1 itself can be reduced.

上記砥石台6の構成材料として、より好ましくは、主材料として上記砥石5における砥粒の結合材料を含み、図示の実施形態のように、ダイヤモンド、CBN等の超砥粒からなる砥石5にあっては、主材料としてメタルボンド、ビトリファイドボンドあるいはレジノイドボンドが目的に応じて用いられ、図示の実施形態においては、銅合金の粉末からなるメタルボンドが用いられている。   More preferably, the constituent material of the grinding wheel base 6 includes a bonding material of abrasive grains in the grinding stone 5 as a main material, and the grinding stone 5 made of superabrasives such as diamond and CBN as shown in the illustrated embodiment. As a main material, a metal bond, a vitrified bond, or a resinoid bond is used depending on the purpose. In the illustrated embodiment, a metal bond made of a copper alloy powder is used.

また、このように砥石台6が焼結金属材料からなることから、図示の実施形態においては、砥石5と砥石台6の一体接合が、後述するように、砥石台6の焼成時の焼結作用になされている。   In addition, since the grindstone base 6 is made of a sintered metal material in this way, in the illustrated embodiment, the grindstone 5 and the grindstone base 6 are integrally bonded as described later when the grindstone base 6 is sintered. It is made to work.

この目的のため、砥石台6の構成材料には、上記砥石5における砥粒の結合材料よりも低融点を有する金属材料を含むのが望ましく、さらに好ましくは、砥石台6の強度および硬度を下げず、低い加熱温度でも流動性の良い低融点金属材料が用いられる。   For this purpose, it is desirable that the constituent material of the grindstone table 6 includes a metal material having a lower melting point than the abrasive bonding material in the grindstone 5, and more preferably, the strength and hardness of the grindstone table 6 are lowered. In addition, a low melting point metal material having good fluidity even at a low heating temperature is used.

上記砥石5の上記砥石台6に対する一体接合構造は、砥石台6に、砥石5がその外周砥石面5aを露出するように埋設状に一体化され、これにより、砥石5の外周砥石面5aを除く他の5面5b〜5fが砥石台6で囲繞されて覆われている。   The integral joining structure of the grindstone 5 to the grindstone base 6 is integrated with the grindstone base 6 so that the grindstone 5 is exposed so that the outer peripheral grindstone surface 5a is exposed, whereby the outer grindstone surface 5a of the grindstone 5 is integrated. The other five surfaces 5b to 5f are surrounded and covered by the grinding wheel base 6.

そして、特に、ホーニング砥石1がホーニングツール2に装着された状態において、このホーニングツール2の回転方向Xに対して、砥石5の内径側底面5bと背面5cが上記砥石台6に接合固定される結果、砥石5の背面5cに接合する砥石台6の部位6aが、研削加工時に砥石5の受ける回転方向Xの外力に対する砥石5の補強壁として機能することとなる。   In particular, when the honing grindstone 1 is mounted on the honing tool 2, the inner diameter side bottom surface 5 b and the back surface 5 c of the grindstone 5 are bonded and fixed to the grindstone base 6 with respect to the rotation direction X of the honing tool 2. As a result, the part 6a of the grindstone base 6 joined to the back surface 5c of the grindstone 5 functions as a reinforcing wall of the grindstone 5 against the external force in the rotational direction X received by the grindstone 5 during grinding.

また、上記砥石5の外周砥石面5aは、図1(a),(b)および図2(b)に示すように、砥石台6の外周面から所定高さだけ突出した状態で配置されている。   Further, as shown in FIGS. 1A, 1B, and 2B, the outer peripheral grinding wheel surface 5a of the grinding stone 5 is disposed in a state of protruding from the outer peripheral surface of the grinding wheel base 6 by a predetermined height. Yes.

さらに、上記砥石台6の部位に、ホーニングツール2のマンドレル3に取り付けるための取付けバンド用溝7、7が設けられている。   Further, attachment band grooves 7 and 7 for attaching to the mandrel 3 of the honing tool 2 are provided in the portion of the grinding wheel base 6.

このように砥石5と砥石台6が一体接合されてなるホーニング砥石1は、図3(a)に示すように、その平面外周輪郭形状が上記マンドレル3の砥石溝3aの内周輪郭形状に対応して形成されるとともに、その底面1aがマンドレル3に内装された上記拡張ロッド4の先端ウェッジ4aの傾斜面に対応した傾斜面とされて、拡張ロッド4の軸方向前方へ移動により、この拡張ロッド4の先端ウェッジ4aとホーニング砥石1の底面1aとの協働作用により、ホーニング砥石1がマンドレル3の外周面から径方向外方へ拡張(切込み)動作されることとなる。   As shown in FIG. 3A, the honing grindstone 1 in which the grindstone 5 and the grindstone base 6 are integrally joined corresponds to the inner peripheral contour of the grindstone groove 3a of the mandrel 3, as shown in FIG. The bottom surface 1a of the expansion rod 4 provided in the mandrel 3 is an inclined surface corresponding to the inclined surface of the tip wedge 4a, and the expansion rod 4 moves forward in the axial direction. As a result of the cooperative action of the tip wedge 4 a of the rod 4 and the bottom surface 1 a of the honing grindstone 1, the honing grindstone 1 is expanded (cut) radially outward from the outer peripheral surface of the mandrel 3.

続いて、以上のような構造を備えるホーニング砥石1の製造方法について、図4〜図6を参照しつつ説明する。   Then, the manufacturing method of the honing grindstone 1 provided with the above structures is demonstrated, referring FIGS.

(I)砥石焼成工程:(図4参照)
以下の工程1)および2)により、成形型(第1の成形型)10内に砥石材料粉末5Aを充填して砥石5を焼成する。
(I) Grinding wheel firing step: (See FIG. 4)
By the following steps 1) and 2), the grindstone material powder 5A is filled in the mold (first mold) 10 and the grindstone 5 is fired.

1)図4(a)、(b)に示す第1の成形型10の成形キャビティ、つまり、カーボン製の分割型10a〜10fで囲まれた内部空間に、砥石材料粉末5Aを充填する。 1) The grindstone material powder 5A is filled into the molding cavity of the first molding die 10 shown in FIGS. 4A and 4B, that is, the internal space surrounded by the carbon split dies 10a to 10f.

2)上記成形型10の外部から砥石材料粉末5Aを加熱しつつ、上下部分割型10a、10dの相対的な接近移動(図示の場合はパンチとしての上部分割型10aの下降)により砥石材料粉末5Aを加圧して、四角柱状の砥石5を焼成する。 2) While heating the grinding stone material powder 5A from the outside of the molding die 10, the grinding stone material powder is moved by the relative movement of the upper and lower split molds 10a and 10d (in the illustrated case, the upper split mold 10a is lowered as a punch). 5A is pressurized, and the square columnar grindstone 5 is fired.

(II)砥石台焼成・焼結工程:(図5参照)
以下の工程1)〜3)により、砥石台6を焼成すると同時に、この砥石台6と上記砥石5を焼結接着して、ホーニング砥石1を成形する。
(II) Whetstone stand firing and sintering process: (See Fig. 5)
In the following steps 1) to 3), the grindstone base 6 is fired, and simultaneously, the grindstone base 6 and the grindstone 5 are sintered and bonded to form the honing grindstone 1.

1)上記砥石焼成工程により焼成した上記砥石を、図5(a)、(b)に示す成形型(第2の成形型)11の成形キャビティ内に位置決め固定する。 1) The grindstone fired in the grindstone firing step is positioned and fixed in a molding cavity of a molding die (second molding die) 11 shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).

具体的には、成形型11の砥石位置決め用凹部12(カーボン製の分割型11a〜11fの下部分割型11dの中央部に設けられている)に嵌合保持させる。   Specifically, it is fitted and held in the grindstone positioning recess 12 of the mold 11 (provided at the center of the lower split mold 11d of the carbon split molds 11a to 11f).

2)砥石5が位置決め固定された成形型11の成形キャビティ、つまり、上記分割型11a〜11fで囲まれた内部空間に、砥石台6を形成する金属材料粉末6Aを充填する。 2) Fill the molding cavity of the molding die 11 in which the grinding stone 5 is positioned and fixed, that is, the internal space surrounded by the split molds 11a to 11f, with the metal material powder 6A forming the grinding wheel base 6.

3)上記成形型11の外部から金属材料粉末6Aを加熱しつつ、上下部分割型11a、11dの相対的な接近移動(図示の場合はパンチとしての上部分割型11aの下降)により金属材料粉末6Aを加圧して、砥石台6を焼成すると同時に、この砥石台6と上記砥石5を焼結接着して、図5(c)に示すホーニング砥石1´を一体成形する。 3) While heating the metal material powder 6A from the outside of the mold 11, the metal material powder is moved by the relative approaching movement of the upper and lower split molds 11a and 11d (in the case shown, the upper split mold 11a is lowered as a punch). 6A is pressurized and the grindstone base 6 is fired. At the same time, the grindstone base 6 and the grindstone 5 are sintered and bonded together to integrally form the honing grindstone 1 'shown in FIG.

なお、前述したように、上記砥石台6の金属材料粉末6Aは、砥石5における砥粒の結合材料を主材料とするとともに、この結合材料よりも低融点を有する金属材料を含んでなるとともに、上記加熱温度は、前述した金属材料粉末6Aに含まれる低融点金属の融点よりも高く、かつ上記結合材料の融点、(つまり、上記(I)の砥石焼成工程における砥石材料粉末5Aの加熱温度)よりも低い温度に設定してある。   In addition, as described above, the metal material powder 6A of the grinding wheel base 6 includes a metal material having a lower melting point than that of the bonding material, as well as a bonding material of the abrasive grains in the grinding wheel 5 as a main material. The heating temperature is higher than the melting point of the low melting point metal contained in the metal material powder 6A described above, and the melting point of the binding material (that is, the heating temperature of the grinding stone material powder 5A in the grinding stone firing step (I)). Is set to a lower temperature.

すなわち、この工程においては、砥石台6を焼成すると同時に、この砥石台6と上記砥石5を焼結接着するところ、上記金属材料粉末6Aが砥石5における砥粒の結合材料のみからなる場合には、上記(I)の砥石焼成工程における砥石材料粉末5Aに対する加熱温度と加圧力で焼成を行なうと、一旦焼成された砥石5が溶融変形して、砥粒が後加工つまり砥石台6の領域まではみ出し、これにより、最終の仕上工程における切削加工が困難ないし不可能になる危険がある。また、砥石5自体の特性も変化して、砥石性能が変わってしまうおそれがある。   That is, in this step, when the grindstone base 6 is fired and at the same time, the grindstone base 6 and the grindstone 5 are sintered and bonded, and when the metal material powder 6A is composed only of a bonding material of abrasive grains in the grindstone 5, When firing is performed at the heating temperature and pressure applied to the grinding stone material powder 5A in the grinding wheel firing step (I) above, the fired grinding stone 5 is melted and deformed, and the abrasive grains are post-processed, that is, up to the region of the grinding wheel base 6. There is a risk that it will be difficult or impossible to cut in the final finishing process. Moreover, the characteristics of the grindstone 5 itself may change, and the grindstone performance may change.

一方、上記加熱温度と加圧力を下げると、成形型11の成形キャビティ内の細部まで砥石材料粉末5Aが行き渡らずに欠肉箇所を生じてしまう、砥石台6の強度が弱く簡単に折れて使用に耐えない、あるいは砥石台6が柔らかくて使用時の加工圧力に耐えられない、などの不具合が生じるおそれがある。   On the other hand, when the heating temperature and pressure are lowered, the grinding wheel material powder 5A does not reach the details in the molding cavity of the molding die 11 and a thin portion is generated. Or the wheel base 6 is so soft that it cannot withstand the processing pressure during use.

そこで、本実施形態においては、砥石台6の強度および硬度を下げることなく、砥石台6の融点だけを低くし、かつ低い温度でも流動性を良くする低融点金属の粉末を、主材料である砥石5における砥粒の結合材料に加えて金属材料粉末6Aとして、その焼結を行っている。   Therefore, in the present embodiment, the low melting point metal powder that lowers only the melting point of the grinding wheel base 6 and improves the fluidity even at a low temperature without lowering the strength and hardness of the grinding wheel base 6 is the main material. In addition to the abrasive bonding material in the grindstone 5, the metal material powder 6A is sintered.

(III)仕上工程::(図6参照)
上記砥石台焼成・焼結工程により一体成形されたホーニング砥石1´(図5(c))の砥石台6部分を、切削加工により所定形状に仕上げる。
(III) Finishing process: (See Fig. 6)
A portion of the grinding wheel 6 of the honing grinding wheel 1 ′ (FIG. 5C) integrally formed by the grinding wheel firing and sintering process is finished into a predetermined shape by cutting.

具体的には、まず、ワークである上記ホーニング砥石1´をワーク保持冶具13に保持固定させて、切削工具14により、取付けバンド用溝7、7を含めた砥石台6の上側部分(つまりホーニング砥石1´の砥石5以外の外周箇所)を所定形状に加工形成し(図6(a)および(b)参照)、続いて、このワーク1´を天地逆転させて、上記ワーク保持冶具13に再び保持固定させ、切削工具14により、底面1aを含めた砥石台6の下側部分を所定形状に加工形成して、完成品であるホーニング砥石1(図1および図2参照)とする。   Specifically, first, the honing grindstone 1 ′, which is a work, is held and fixed to the work holding jig 13, and the upper portion of the grindstone base 6 including the mounting band grooves 7, 7 (that is, the honing) by the cutting tool 14. An outer peripheral portion of the grindstone 1 ′ other than the grindstone 5 is processed and formed into a predetermined shape (see FIGS. 6A and 6B). Subsequently, the work 1 ′ is turned upside down to the work holding jig 13. The lower portion of the grindstone table 6 including the bottom surface 1a is processed and formed into a predetermined shape by the cutting tool 14 to obtain a finished product honing grindstone 1 (see FIGS. 1 and 2).

この場合、砥石台6は、砥石5における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の焼結金属材料からなる一方、砥石5のように砥粒を含んでいないため、切削加工による仕上加工が容易で、上記切削工具14としてエンドミルを用いることが可能である。   In this case, the grindstone base 6 is made of a sintered metal material having the same strength and linear expansion coefficient as the bonding material of the abrasive grains in the grindstone 5, but does not include abrasive grains like the grindstone 5, so that the finishing by cutting is performed. Processing is easy, and an end mill can be used as the cutting tool 14.

したがって、マシニングセンタ等の複合型工作機械を用いることにより、ホーニング砥石1の複雑な形状構造も、1台の工作機械により短時間で容易に切削加工することができる(図示の実施形態においては、ワーク保持冶具13に対するワーク1´の脱着は2回だけで良い)とともに、仕上精度もよく、製造コストも安価に抑えることができる。   Therefore, by using a complex machine tool such as a machining center, the complicated shape structure of the honing grindstone 1 can be easily cut in a short time by one machine tool (in the illustrated embodiment, the workpiece is machined). The workpiece 1 'can be detached from the holding jig 13 only twice), and the finishing accuracy is good and the manufacturing cost can be reduced.

しかして、以上のように構成されたホーニング砥石1はホーニングツール2のマンドレル3に交換可能に取り付けられて使用される。このホーニングツール2は、図示しないホーニング盤の回転主軸先端に装着されて、ホーニング盤の駆動により、そのマンドレル3が、図示しないワークの被加工穴に挿入されるとともに、回転運動しながら往復運動して、その外周に突出する上記砥石1により被加工穴のホーニング加工が行われる。   Thus, the honing grindstone 1 configured as described above is used by being exchangeably attached to the mandrel 3 of the honing tool 2. The honing tool 2 is attached to the tip of a rotating spindle of a honing machine (not shown), and the mandrel 3 is inserted into a work hole of a work (not shown) by driving the honing machine, and reciprocates while rotating. Then, honing of the hole to be machined is performed by the grindstone 1 protruding from the outer periphery.

この場合、ホーニング加工中においてはホーニング砥石1に回転方向Xの外力が作用するところ、ホーニング砥石1における砥石5と砥石台6との間には大きな接合保持力が得られ、ホーニング加工時に砥石にかかる大きな負荷に対しても、砥石5が砥石台6から剥がれ落ちてしまうことはない。   In this case, during the honing process, an external force in the rotational direction X acts on the honing wheel 1, and a large bonding holding force is obtained between the grindstone 5 and the grindstone base 6 in the honing grindstone 1. Even with such a large load, the grindstone 5 is not peeled off from the grindstone base 6.

すなわち、砥石5は、砥石台6に埋設状に一体接合されるとともに、砥石台6は、砥石5における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の焼結金属材料で構成されているから、砥石5と砥石台6の接合が5面接合で大きな接合力が得られ、しかも、ホーニングツール2の回転方向Xに対して、砥石5の背面5cが砥石台6により囲繞され補強される構造とされている。その結果、ホーニング加工時に砥石5にかかる大きな負荷に対しても、砥石5が砥石台6から剥がれ落ちてしまうことはなく、寿命が長い。   That is, the grindstone 5 is integrally joined to the grindstone base 6 so as to be embedded, and the grindstone base 6 is made of a sintered metal material that is equivalent in strength and linear expansion coefficient to the abrasive bonding material in the grindstone 5. Therefore, a large joining force is obtained by joining the grindstone 5 and the grindstone base 6 by the five-face joining, and the back surface 5c of the grindstone 5 is surrounded and reinforced by the grindstone base 6 with respect to the rotation direction X of the honing tool 2. It is structured. As a result, even if a large load is applied to the grindstone 5 during the honing process, the grindstone 5 is not peeled off from the grindstone base 6 and the life is long.

これにより、本実施形態のようなCBN砥粒やダイヤモンド砥粒等の超砥粒を用いたホーニング砥石1においても、砥石5の性能を十分に発揮することができる。   Thereby, also in the honing grindstone 1 using super-abrasive grains such as CBN abrasive grains and diamond abrasive grains as in the present embodiment, the performance of the grindstone 5 can be sufficiently exhibited.

また、砥石5と砥石台6の接合が5面接合で大きな接合力が得られることから、接合手段8として従来のような鑞付けを用いる必要がなく、鑞付けの欠点であった、製造時の作業性の悪さや、加熱接着による高熱の砥石台への悪影響も有効に防止できる。   Further, since a large bonding force can be obtained by bonding the grindstone 5 and the grindstone base 6 by the five-surface bonding, it is not necessary to use the conventional brazing as the joining means 8, which is a drawback of brazing. It is possible to effectively prevent the poor workability and adverse effects on the high-heated grinding wheel head due to heat bonding.

さらに、ホーニングツール2の回転方向Xに対して、砥石5の背面5cが砥石台6の補強壁6aにより囲繞され補強されているから、ホーニング加工中にホーニング砥石1に回転方向Xの外力が作用しても、図3(a)、(b)に示すように、マンドレル3の砥石溝3aとの接触は、ホーニング砥石1の砥石台6の補強壁6aであることから、この接触によりマンドレル3が負けて早く磨耗するというような不具合はない。   Furthermore, since the back surface 5c of the grindstone 5 is surrounded and reinforced by the reinforcing wall 6a of the grindstone base 6 with respect to the rotational direction X of the honing tool 2, an external force in the rotational direction X acts on the honing grindstone 1 during the honing process. Even so, as shown in FIGS. 3A and 3B, the contact of the mandrel 3 with the grindstone groove 3 a is the reinforcing wall 6 a of the grindstone base 6 of the honing grindstone 1. There is no such problem as losing quickly and wearing out.

また、砥石台6の構成材料は、砥石5における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の材料(図示の実施形態においては、砥石5の超砥粒を結合する結合材料と同一材料を主材料として含む)であるから、砥石台6の強度が高く、しかも線膨張係数が同等であるため砥石5のひずみが少ない。   Further, the constituent material of the grindstone base 6 is the same material as the bonding material of the abrasive grains in the grindstone 5 in terms of strength and linear expansion coefficient (in the illustrated embodiment, the same material as the bonding material that binds the superabrasive grains of the grindstone 5). Therefore, since the strength of the grindstone base 6 is high and the linear expansion coefficient is equivalent, the distortion of the grindstone 5 is small.

また、ホーニング加工中において、砥石5が磨耗すると、この磨耗と共に砥石台6の補強壁6aを含めた周壁部分も削られていくことになるが、本実施形態においては、砥石台6の構成材料が砥石5の超砥粒を結合する結合材料と同一材料を主材料として含むため、ホーニングツール1の回転方向(進行方向)Xに対して前面側に存在する砥石台6の切屑ないしは切粉が砥石5の外周砥石面5aとワークの被加工穴内径面との間に巻き込まれても、従来のモールドタイプのホーニング砥石のように、これらの切屑ないしは切粉がワークの被加工穴内径面を傷付けることもない。このため、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題も有効に防止され、ホーニング加工の高い仕上げ精度が確保される。   Further, when the grindstone 5 is worn during the honing process, the peripheral wall portion including the reinforcing wall 6a of the grindstone base 6 is also scraped along with the wear. In this embodiment, the constituent material of the grindstone base 6 Since the main material is the same material as the bonding material for bonding the superabrasive grains of the grindstone 5, chips or chips of the grindstone table 6 existing on the front side with respect to the rotation direction (traveling direction) X of the honing tool 1 are present. Even if it is caught between the outer peripheral grinding wheel surface 5a of the grindstone 5 and the work hole inner diameter surface of the workpiece, these chips or chips will form the work hole inner diameter surface of the work like a conventional mold type honing grindstone. It won't hurt. For this reason, the problem that the finishing precision of a grinding surface is reduced is also effectively prevented, and high finishing precision of honing is ensured.

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。   The above-described embodiment is merely a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various design changes can be made within the scope.

例えば、図示の実施形態のホーニング砥石1は、その適用対象が単一のホーニング砥石を備えるホーニングツール2用のものであるが、本発明は3個あるいは4個など複数個のホーニング砥石を備えるホーニングツール用のものにも適用可能であることはもちろんである。   For example, the honing grindstone 1 of the illustrated embodiment is for a honing tool 2 whose application target includes a single honing grindstone, but the present invention includes a honing grindstone including a plurality of honing grindstones such as three or four. Of course, it can also be applied to tools.

また、本発明は、図示の実施形態のようなCBN砥粒やダイヤモンド砥粒のような超砥粒を用いた砥石5を備えたホーニング砥石1おいて顕著な効果を発揮するが、旧来主流のWA砥粒やGC砥粒を用いた砥石を備えるホーニング砥石にも適用可能であることはもちろんである。   In addition, the present invention exhibits a remarkable effect in the honing grindstone 1 including the grindstone 5 using superabrasive grains such as CBN abrasive grains and diamond abrasive grains as in the illustrated embodiment. Of course, it is applicable also to the honing grindstone provided with the grindstone using WA abrasive grain or GC abrasive grain.

本発明のホーニング砥石を示し、図1(a)は斜視図、図1(b)は同ホーニング砥石が装着されるホーニングツールのマンドレルの前方から見た分解斜視図である。FIG. 1A is a perspective view, and FIG. 1B is an exploded perspective view seen from the front of a mandrel of a honing tool to which the honing grindstone is mounted. 同じく同ホーニング砥石を示し、図2(a)は平面図、図2(b)は正面図、図2(c)は図2(b)におけるC−Cに沿った断面図である。FIG. 2 (a) is a plan view, FIG. 2 (b) is a front view, and FIG. 2 (c) is a cross-sectional view along CC in FIG. 2 (b). 同ホーニング砥石を装着したホーニングツールのマンドレルを示し、図3(a)はホーニング砥石装着部の平面図、図3(b)は図3(a)におけるB−B線に沿った断面図である。FIG. 3A is a plan view of a honing grindstone mounting portion, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3A. . 同ホーニング砥石の砥石焼成工程を示す概略図で、図4(a)は正面図、図4(b)は平面図である。It is the schematic which shows the grindstone baking process of the honing grindstone, FIG.4 (a) is a front view, FIG.4 (b) is a top view. 同ホーニング砥石の砥石台焼成・焼結工程を示す概略図で、図5(a)は正面図、図5(b)は平面図、図5(c)は成形されたホーニング砥石を示す正面断面図である。FIG. 5A is a front view, FIG. 5B is a plan view, and FIG. 5C is a front sectional view showing a formed honing grindstone. FIG. 同ホーニング砥石の仕上工程を示す概略図で、図6(a)は砥石台の上側部分を切削加工する状態を一部断面で示す正面図、図6(b)は同じく平面図、図6(c)は砥石台の下側部分を切削加工する状態を示す正面図である。FIG. 6A is a schematic diagram showing a finishing process of the honing grindstone, FIG. 6A is a front view showing a state of cutting the upper portion of the grindstone table in a partial cross section, FIG. 6B is a plan view, and FIG. c) It is a front view which shows the state which cuts the lower part of a grindstone stand. 従来のホーニング砥石を示し、図7(a)はホーニング砥石の正面図、、図7(b)は同ホーニング砥石を装着したホーニングツールの図3(a)に対応した平面図、図7(c)は図7(b)におけるB−B線に沿った断面図である。FIG. 7 (a) is a front view of the honing grindstone, FIG. 7 (b) is a plan view corresponding to FIG. 3 (a) of the honing tool equipped with the honing grindstone, FIG. 7 (c). ) Is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 従来の他のホーニング砥石を示す図で、図8(a)は正面図、図8(b)は平面図である。It is a figure which shows the other conventional honing grindstone, FIG. 8 (a) is a front view, FIG.8 (b) is a top view.

符号の説明Explanation of symbols

1 ホーニング砥石
2 ホーニングツール
X ホーニングツールの回転方向
3 マンドレル(ツール本体)
3a マンドレルの砥石溝
5 砥石
5a 砥石の外周砥石面
5A 砥石材料粉末
6 砥石台
6A 金属材料粉末
7 取付けバンド用溝
10 成形型(第1の成形型)
11 成形型(第2の成形型)
1 Honing wheel 2 Honing tool X Honing tool rotation direction 3 Mandrel (tool body)
3a Grinding wheel groove 5 of mandrel Grinding wheel 5a Outer surface grinding wheel surface 5A Grinding wheel material powder 6 Grinding wheel base 6A Metal material powder 7 Groove 10 for mounting band Mold (first molding die)
11 Mold (second mold)

Claims (12)

ホーニングツールに交換可能に取り付けられる棒状のものであって、
前記ホーニングツールのツール本体に装着支持される砥石台に、四角柱状の砥石がその外周砥石面を露出するように埋設状に一体接合されてなり、
前記砥石台の構成材料は、前記砥石における砥粒の結合材料と強度および線膨張係数において同等の焼結金属材料である
ことを特徴とするホーニング砥石。
It is a rod that can be attached to the honing tool in an exchangeable manner,
The grindstone base mounted and supported on the tool body of the honing tool is integrally joined in a buried shape so that a square pillar-shaped grindstone exposes its outer peripheral grindstone surface,
The honing grindstone is characterized in that the constituent material of the grindstone is a sintered metal material having the same strength and linear expansion coefficient as the abrasive bonding material in the grindstone.
前記砥石台と砥石の一体接合が、砥石台の焼成時の焼結作用になされている
ことを特徴とする請求項1に記載のホーニング砥石。
The honing grindstone according to claim 1, wherein the grindstone head and the grindstone are integrally joined to each other by a sintering action during firing of the grindstone stand.
前記砥石は、微小なダイヤモンド砥粒やCBN砥粒等の超砥粒がメタルボンド等の結合材料により結合されてなる超砥粒砥石であることを特徴とする請求項1または2に記載のホーニング砥石。   3. The honing according to claim 1, wherein the grindstone is a superabrasive grindstone in which superabrasive grains such as fine diamond abrasive grains and CBN abrasive grains are bonded together by a bonding material such as metal bond. Whetstone. 前記砥石台の構成材料は、主材料として前記砥石における砥粒の結合材料を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のホーニング砥石。   The honing grindstone according to any one of claims 1 to 3, wherein a constituent material of the grindstone base includes a bonding material of abrasive grains in the grindstone as a main material. 前記砥石台の構成材料は、主材料としてメタルボンドを含むことを特徴とする請求項4に記載のホーニング砥石。   The honing grindstone according to claim 4, wherein a constituent material of the grindstone base includes a metal bond as a main material. 前記砥石台の構成材料は、主材料としてビトリファイドボンドを含むことを特徴とする請求項4に記載のホーニング砥石。   The honing grindstone according to claim 4, wherein a constituent material of the grindstone table includes vitrified bond as a main material. 前記砥石台の構成材料は、主材料としてレジノイドボンドを含むことを特徴とする請求項4に記載のホーニング砥石。   The honing grindstone according to claim 4, wherein a constituent material of the grindstone base includes a resinoid bond as a main material. 前記砥石台の構成材料は、前記砥石における砥粒の結合材料よりも低融点を有する金属材料を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載のホーニング砥石。   The honing grindstone according to any one of claims 1 to 7, wherein a constituent material of the grindstone table includes a metal material having a lower melting point than a bonding material of abrasive grains in the grindstone. 前記砥石の外周砥石面は、前記砥石台の外周面から所定高さだけ突出した状態で配置されている
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載のホーニング砥石。
The honing grindstone according to any one of claims 1 to 8, wherein an outer peripheral grindstone surface of the grindstone is disposed in a state of protruding by a predetermined height from an outer peripheral surface of the grindstone base.
前記砥石台の部位に、ホーニングツールに取り付けるための取付けバンド用溝が設けられる構造を備える
ことを特徴とする請求項9に記載のホーニング砥石。
The honing grindstone according to claim 9, further comprising a structure in which a groove for an attachment band for attaching to a honing tool is provided in a portion of the grindstone base.
請求項1に記載のホーニング砥石を製造する方法であって、
(1)第1の成形型内に砥石材料粉末を充填して砥石を焼成する砥石焼成工程と、
(2)前記砥石焼成工程により焼成した前記砥石を第2の成形型に位置決め固定するとともに、この成形型内に砥石台の金属材料粉末を充填して砥石台を焼成すると同時にこの砥石台と前記砥石を焼結接着してホーニング砥石を成形する砥石台焼成・焼結工程と、
(3)前記砥石台焼成・焼結工程により一体成形されたホーニング砥石の砥石台部分を切削加工により所定形状に仕上げる仕上工程とを備える
ことを特徴とするホーニング砥石の製造方法。
A method for producing a honing grindstone according to claim 1,
(1) a grindstone firing step of filling a grindstone material powder in a first mold and firing the grindstone;
(2) Positioning and fixing the grindstone fired in the grindstone firing step to a second mold, filling the metal mold powder of the grindstone in the mold and firing the grindstone stand, Grinding wheel sintering and sintering process to form a honing wheel by sintering and bonding the wheel,
(3) A honing grindstone manufacturing method comprising: a finishing step of finishing a grindstone head portion of a honing grindstone integrally formed by the grindstone baking and sintering step into a predetermined shape by cutting.
前記砥石台焼成・焼結工程において、前記砥石台の金属材料粉末として、前記砥石における砥粒の結合材料を主材料とするとともに、この結合材料よりも低融点を有する金属材料を含んでなる金属材料粉末を使用し、
この金属材料粉末を第2の成形型内に充填して、前記低融点金属の融点よりも高く前記結合材料の融点よりも低い加熱温度下で加圧して、前記砥石台を焼成すると同時にこの砥石台と前記砥石を焼結接着する
ことを特徴とする請求項11に記載のホーニング砥石の製造方法。
In the grinding wheel calcination / sintering process, a metal material comprising, as a metal material powder of the grinding wheel base, a bonding material of abrasive grains in the grinding wheel as a main material and a metal material having a lower melting point than the bonding material Use material powder,
The grindstone is fired at the same time that the metal material powder is filled in a second mold and pressed at a heating temperature higher than the melting point of the low melting point metal and lower than the melting point of the binding material. The method of manufacturing a honing grindstone according to claim 11, wherein a stand and the grindstone are sintered and bonded.
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