JP2007237367A

JP2007237367A - 研削工具

Info

Publication number: JP2007237367A
Application number: JP2006066548A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Watanabe; 勝之渡辺
Original assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】研削面上に性能の異なる複数の領域を有する研削工具において、各領域が被加工物に対して同時に連続して作用する研削工具を提供する。
【解決手段】研削ホイール１０は、円筒形状の台金１２と砥粒層２４とからなる。砥粒層２４は、第１領域１８、第２領域２０及び第３領域２２の３つの領域に３分割されている。隣接する各々の領域同士である第１領域１８と第２領域２０、および第２領域２０と第３領域２２とは、それぞれ異なる性能を有する。第１領域１８と第２領域２０との境界線、および第２領域２０と第３領域２２との境界線は、研削面１４の走行方向に対して傾斜している。これにより、各領域が被加工物に対して同時に連続して作用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、研削工具に関し、特に研削面上に性能の異なる複数の領域を有する研削工具に関する。

研削工具として、円筒状の台金の外周部に設けた研削面に、それぞれ粒径の異なる砥粒を固着した帯状の領域を複数設けた研削ホイールが知られている。粒径の大きい砥粒を固着した領域は粗加工に用い、粒径の小さい砥粒を固着した領域は仕上げ加工に用いる。このような研削ホイールを使用する際には、回転させた研削ホイールに対して被研削物を当接させて研削を行い、被研削物を移動させて、研削ホイールに対して被研削物を接触させる領域を、粗加工用の領域から仕上げ加工用の領域へと移動させることによって、粗加工から仕上げ加工までを一つの研削ホイールによって一工程で行うことができる（例えば、特許文献１および２参照）
特開平２−１４５２６４号公報（図１）特開２０００−６０３３号公報（図３）

しかしながら、このような研削工具においては、粒径の大きい砥粒を固着した領域が被加工物に接触した後に、粒径の小さい砥粒を固着した領域が被加工物に接触するため、各領域が断続的に被加工物に作用することになる。そのため、良好な加工面が得られないという問題がある。また、このような研削工具を使用していくと、各種の砥粒を固着させた各々の領域が同時に被加工物に接触するわけではないので、各領域の砥粒層が磨耗する度合いが不均一となり、隣接する領域の境界部分に段差が生じてしまい、ホイールの形状精度も悪化する。そのため、研削ホイールの使用を続行するには、このような使用により生じた段差を修正する処理が必要となる。

本発明は、斯かる実情に鑑み、研削面上に性能の異なる複数の領域を有する研削工具において、各領域が被加工物に対して同時に連続して作用する研削工具を提供しようとするものである。

本発明は、研削面を有する台金と、研削面上に砥粒が固着されている砥粒層とを備え、砥粒層は、研削面上において複数の領域に分割されており、隣接する領域同士は各々異なる性能を有し、領域同士の境界線は研削面の走行方向に対して傾斜している研削工具である。

この構成によれば、各々異なる性能を有する領域同士の境界線は研削面の走行方向に対して傾斜しているため、研削面の走行に伴い、研削面に設けられた各領域が被加工物に同時に連続して作用する。

この場合、隣接する領域同士は、砥粒の粒径、砥粒の密度、結合剤の種類および前記砥粒層中に充填された充填材の少なくともいずれかが異なるものとできる。

本発明による研削工具によれば、研削面上に性能の異なる複数の領域を有する研削工具において、各領域が被加工物に対して同時に連続して作用するようにできる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る研削ホイールを示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の研削ホイール１０は、円筒形状の台金１２と砥粒層２４とからなる。台金１２は、その外周に研削面１４を有し、当該研削面１４上に砥粒層２４が形成されている。また台金１２は、当該中央部に研削ホイール１０を研削加工機の動力軸に固定するための軸孔１６を有する。本実施形態の研削ホイール１０は、研削加工機の動力軸に軸孔１６を固定されて回転動させられる。そして研削ホイール１０は、研削面１４を、被加工物に当接されつつ図中矢印方向に走行させられることにより、被加工物を研削することができるようにされている。被加工物を研削する際は、研削ホイール１０は、研削面１４の幅方向（図中矢印で示す研削面１４の走行方向と直交する方向）の全ての範囲において、被加工物と接する。

砥粒層２４は、ダイヤモンドおよびＣＢＮ(立方晶窒化ホウ素)等の超砥粒が、レジンボンド、メタルボンド、ロウ付け及び電着等によって、台金１２の研削面１４に固着されることにより形成されている。研削ホイールの用途に応じて、砥粒層２４には、超砥粒に加えて硬質セラミックス等の充填材（フィラー）が混入される場合もある。

図１に示すように、本実施形態の研削ホイール１０の砥粒層２４は、第１領域１８、第２領域２０及び第３領域２２の３つの領域に３分割されている。隣接する各々の領域同士である第１領域１８と第２領域２０、および第２領域２０と第３領域２２とは、それぞれ異なる性能を有する。具体的には、隣接する各々の領域同士は、超砥粒の粒径、超砥粒の密度、結合剤の種類及び砥粒層２４中に充填された充填材が異なっている。

図１に示すように、第１領域１８と第２領域２０との境界線、および第２領域２０と第３領域２２との境界線は、図中矢印に示す研削面１４の走行方向に対して傾斜している。これにより、第１領域１８〜第３領域２２のそれぞれが、研削面１４中の被加工物に接触する部分において占める位置は、研削ホイール１０の回転に伴い常に変動する。ただし、第１領域１８と第３領域２２に挟まれた第２領域２０については、研削面１４中の被加工物に接触する部分において第２領域２０が占める範囲の割合は、研削ホイール１０が１回転する間、常に一定となるようにされている。本実施形態の研削ホイール１０の第１領域１８〜第３領域２２は、研削ホイール１０が１回転すると、被加工物と元の当接状態となるように配置されている。しかし、各領域は、使用する態様によって、２回転以上で元の当接状態となるように配置されていても良い。また、図１の例では、砥粒層２４は、第１領域１８〜第３領域２２の３つの領域に分割されているが、２つの領域に分割されていても良く、４つ以上の領域に分割されていても良い。これらの異なる性能を持つ各領域は、レジンボンド、ロウ付け及び電着等によって、領域ごとに超砥粒を固着することにより形成することができる。あるいは、異なる性能を有する砥粒が固着された小チップ板を、領域ごとに台金上に貼付することによっても形成することができる。

以下、本実施形態の研削ホイールの作用効果について説明する。本実施形態の研削ホイール１０は、第１領域１８〜第３領域２２の境界線が研削面１４の走行方向に対して傾斜している。そのため、被加工物の研削加工時においては、被加工物を研削ホイール１０に対して動かさなくとも、第１領域１８〜第３領域２２が、研削面１４中の被加工物に接触する部分において占める位置は、研削ホイール１０の回転に伴い常に変動する。そのため、第１領域１８〜第３領域２２のそれぞれは、被加工物に対して同時に連続して作用することができる。その結果、表面粗さの少ない良好な加工面を得ることができる。また、第１領域１８〜第３領域２２のそれぞれは、被加工物に対して同時に連続して作用するため、各領域の磨耗度も均一になる。そのため、従来の研削ホイールのように、隣接する領域の境界部分に段差が生じにくく、ホイールの形状精度が損なわれることを防止できる。また、使用により生じた段差を修正する処理も不要となる。

図２は、本発明の別の実施形態に係るカップ型の研削ホイールである。本実施形態の研削ホイール５０においても、第１領域１８〜第３領域２２のそれぞれの境界線は、図中矢印に示す研削面１４の走行方向に対して傾斜している。また、第１領域１８と第３領域２２に挟まれた第２領域２０については、研削面１４中の被加工物に接触する部分において第２領域２０が占める範囲の割合は、研削ホイール５０が１回転する間、常に一定となるようにされている。さらに、本実施形態の研削ホイール５０の第１領域１８〜第３領域２２は、研削ホイール５０が１回転すると、被加工物と元の当接状態となるように配置されている。このような構成により、上述した図１に示す研削ホイール１０と同様の作用効果を奏するものとできる。

本発明の実施例として、図１に示すような研削ホイール１０を用意した。ここで、第１領域１８および第３領域２２の砥粒径は８〜１６μmであり、第２領域２０の砥粒径は２０〜３０μmとした。砥粒の集中度と使用したボンドマトリックスは全て同じである。また、比較例として、図６に示すような、砥粒層１２４が第１領域１１８、第２領域１２０および第３領域１２２の３つに分割されており、各々の境界線が研削面１４の走行方向に平行な研削ホイール１００も用意した。ここで、第１領域１１８および第３領域１２２の砥粒径は２０〜３０μmであり、第２領域２０の砥粒径は８〜１６μmとした。その他の条件は、実施例の研削ホイール１０と同じとした。これらの研削ホイール１０，１００により、それぞれ同じ被加工物について３０回の研削試験を行った。

図３に、研削試験後における被加工物の加工面の表面粗さを示す。図中の数値は、３０の試験の平均値である。図中に示すように、比較例の研削ホイール１００によって研削された加工面の表面粗さが０．６３μmであるのに対し、実施例の研削ホイール１０によって研削された加工面の表面粗さは０．４４μmと改善されていた。

図４は本発明の実施例の研削ホイールにおける研削後の砥粒層の形状を示す図であり、図５は比較例の研削ホイールにおける研削後の砥粒層の形状を示す図である。なお、図中、横軸は研削ホイールの研削面の幅方向における位置を示し、縦軸は研削ホイールの研削面に垂直な方向の砥粒層の高さを示す。図４に示すように、本発明の実施例の研削ホイール１０については、３０回の研削加工後も砥粒層２４の高低差は０．５μm程度に止まり、第１領域１８〜第３領域２２のそれぞれの境界線において段差は生じていない。一方、図５に示すように比較例の研削ホイール１００については、３０回の研削加工後の砥粒層１２４の高低差は３．５μmであり、第１領域１１８と第２領域１２０との境界線上に大きな段差が生じていることが判る。

尚、本発明の研削ホイールは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る研削ホイールを示す斜視図である。本発明の別の実施形態に係る研削ホイールを示す斜視図である。本発明の実施例の研削ホイールと比較例の研削ホイールによる研削結果を示すグラフ図である。本発明の実施例の研削ホイールにおける研削後の砥粒層の形状を示す図である。比較例の研削ホイールにおける研削後の砥粒層の形状を示す図である。本発明の比較例の研削ホイールを示す斜視図である。

符号の説明

１０，５０…研削ホイール、１２…台金、１４…研削面、１６…軸孔、１８…第１領域、２０…第２領域、２２…第３領域、２４…砥粒層、１００…研削ホイール、１１８…第１領域、１２０…第２領域、１２２…第３領域、１２４…砥粒層。

Claims

研削面を有する台金と、
前記研削面上に砥粒が固着されている砥粒層と、
を備え、
前記砥粒層は、前記研削面上において複数の領域に分割されており、隣接する前記領域同士は各々異なる性能を有し、前記領域同士の境界線は前記研削面の走行方向に対して傾斜している、研削工具。
隣接する前記領域同士は、前記砥粒の粒径、前記砥粒の密度、結合剤の種類および前記砥粒層中に充填された充填材の少なくともいずれかが異なる、請求項１に記載の研削工具。