JP2008114358A - Lapping tool and cutter holder used for lathe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、旋盤に用いられる最終仕上げ用の工具に関する。 The present invention relates to a final finishing tool used in a lathe.
ラップ加工は、遊離砥粒を用いて湿式ラップ法と、固定砥粒を用いて乾式ラップ法がある。ラップ仕上げについては、非特許文献1に詳しく記載されている。
ラップ加工とは、図1、図2に示すようにラップ工具1と加工対象物2との間にオイル4中に分散させた砥粒3(ラップ剤)を入れ、圧力を加えて相対運度を行わせることによって、工作物の表面を平滑に仕上げる精密仕上法である。 In the lapping process, abrasive grains 3 (lapping agent) dispersed in oil 4 are placed between a
ラップ仕上げは、図1のような湿式法と図2のよう乾式法に分けられる。湿式法では、ころがり運動する遊離砥粒が多いので、光沢のない梨地状の仕上面が得られる。湿式法が、粗仕上げに用いられるのに対して、乾式法は仕上げ用に用いられる。この場合ラップ砥粒を埋め込んでから、余分の砥粒とラップ油をぬぐい去った後に作業するもので、仕上面は光沢のある鏡面が得られる。 The lapping is divided into a wet method as shown in FIG. 1 and a dry method as shown in FIG. In the wet method, since there are many free abrasive grains that roll, a matte finish surface with no gloss can be obtained. The wet method is used for rough finishing, while the dry method is used for finishing. In this case, after lapping the abrasive grains, the excess abrasive grains and the lapping oil are wiped off, and the work surface is finished, and a glossy mirror surface is obtained.
特許文献1には、乾式法であるラップ定盤に砥粒を固定された砥粒固定型研磨定盤が開示されている。この砥粒固定型研磨定盤は、加工対象物2の表面をラッピング研磨するに際して、加工対象物2が研磨面に摺接させられる研磨定盤にあって、砥粒と該砥粒の平均粒径よりも大きい平均粒径を備えた軟質金属粒子とを含む砥粒層が前記研磨面側の表層部に設けられているものである。
また特許文献2には、別の乾式法であるラップ定盤に砥粒固定された方式が開示されている。このラップ定盤は、ダイヤモンド等からなる砥粒が、Cu、Ni、Feまたはこれらの金属を含む合金からなる球状のボンド粒の表面に接合している。隣り合うボンド粒は、気孔に存在する焼結助剤によって固定されている。焼結助剤は、Sn、Ag、Pまたはこれらの混合物からなるものであって、ボンド粒同士の接合や砥粒を保持する機能を有するものである。ボンド粒の周囲には焼結助剤との反応層が形成される。焼結助剤はこの反応層に沿って層状に広がり、ボンド粒同士は、焼結助剤によって結合されている。また、砥粒はこの焼結助剤によって保持されている。
特許文献1は、固定砥粒がラップ定盤の表層部に設けられているものであり、特許文献2は、固定砥粒がラップ定盤の全体に設けられているものである。このように固定砥粒をラップ定盤に固定する方法は、いくつかの方法がある。 In
上記のようにラップ工具はもっぱらラップ定盤を使用した平面をラップ加工するために用いられて来た。しかし、最近いろいろな形状の表面をラップ加工する要望がある。 As described above, lapping tools have been used exclusively for lapping a plane using a lapping platen. Recently, however, there is a demand for lapping surfaces of various shapes.
本発明の目的は、旋盤に用いられるラップ工具及びバイトホルダを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a lapping tool and a tool holder used in a lathe.
本発明は、旋盤において、バイトホルダにラップ工具を取り付けるものであり、前記ラップ工具において砥粒を固定する金属がZn、Sn、Cuのいずれかを含むものである。 In the lathe, a lapping tool is attached to a tool holder in a lathe, and a metal for fixing abrasive grains in the lapping tool includes any one of Zn, Sn, and Cu.
また本発明は、ラップ工具を構成する金属がZn、Sn、Cuのいずれかを含み、かつ遊離砥粒を含むスラリーを使用するラップ工具とするものである。 Moreover, this invention makes it the lapping tool which uses the slurry which the metal which comprises a lapping tool contains either Zn, Sn, and Cu and contains a free abrasive grain.
また本発明は、遊離砥粒または固定砥粒が、ダイヤモンド、炭化珪素、CBNまたはアルミナの少なくともいずれかである。 In the present invention, the loose abrasive or the fixed abrasive is at least one of diamond, silicon carbide, CBN, or alumina.
また本発明は、バイトホルダにラップ工具を加圧する機構を有し、圧力を加える駆動源が流体圧、バネ圧、電磁力あるいは圧電力であるものとすることである。 Moreover, this invention has a mechanism which pressurizes a lapping tool to a bite holder, and the drive source which applies a pressure shall be a fluid pressure, a spring pressure, an electromagnetic force, or a piezoelectric power.
本発明のラップ工具及びバイトホルダを持つ旋盤は、複雑な形状の加工対象物の表面をラッピング研磨することができる。 The lathe having the lapping tool and the bite holder of the present invention can lapping and polishing the surface of a workpiece having a complicated shape.
本発明の第1の実施の形態を図3の斜視図とその中心線を含む断面図である図4を用いて説明する。工具鋼製のバイトホルダ5は断面が4角形のパイプ形状である。そして、前記パイプの中に錫95質量%とアンチモン質量5%の合金製の4角柱のラップ工具1が挿入されている。また、ラップ工具1とバイトホルダ5の間には空気7をシールするためのパッキン8がある。さらに端部には空気7を導入するためのパイプ9が接続されている。ラップ工具1とパイプ9の間の空間は空気室となっている。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 which is a perspective view of FIG. 3 and a cross-sectional view including a center line thereof. The tool
前記の構成はいわゆるエアシリンダーであり、シリンダーがラップ工具1に相当する。パイプ9から導入された空気7によりラップ工具1を押す。また、バイトホルダ5とラップ工具1の間には空気7を漏らさないようにパッキン8がある。 The above-described configuration is a so-called air cylinder, and the cylinder corresponds to the
次に上記のラップ工具1と取り付けたバイトホルダ5を使用した旋盤10の運転方法について図5の平面図を用いて説明する。例えばチタン製で円筒形状の加工対象物2の円筒端面をラップ加工する。図5に示すように、旋盤10の刃物台である保持装置11にラップ工具1を装着したバイトホルダ5を取付けると共に加工対象物2を旋盤10主軸先端のチャック装置12に取り付け、加工対象物2を回転させると同時に刃物台である保持装置11に送りを与え、かつ、空気ポンプ13から空気によりパイプ14を通し、ラップ工具1を押す。また、保持装置11に送りを与えるとほぼ同時にダイヤモンド砥粒を含むスラリーをラップ工具1に先端部に注ぐ。これにより加工対象物2の円筒端面を湿式法によるラップ加工する。 Next, the operation method of the
このように旋盤10にラップ工具1を用いることで、加工対象物2の面を簡単にラップできる。また、加工対象物2の面が曲面であれば、ラップ工具1の加工対象物2の接する面を加工対象物2の曲面に合わせた形状にすることによりラップできる。 Thus, the surface of the
また、上記の実施の形態では、スラリー中の遊離砥粒をダイヤモンドとしたが、炭化珪素、アルミナまたはCBNでもよい。 In the above embodiment, the free abrasive grains in the slurry are diamonds, but silicon carbide, alumina or CBN may be used.
さらに、上記の実施の形態では、ラップ工具に圧力を加える手段として空気を用いたが、他の流体でもよく気体としては、窒素、2酸化炭素などでもよい。液体では水、オイルなどでもよい。 Furthermore, in the above embodiment, air is used as means for applying pressure to the lapping tool, but other fluids may be used, and the gas may be nitrogen, carbon dioxide, or the like. For liquid, water, oil, etc. may be used.
ラップ工具の材質として、上記の実施の形態の他に純錫、錫−鉛合金、錫−ビスマス合金、錫−銅合金などがある。 Examples of the material for the lapping tool include pure tin, a tin-lead alloy, a tin-bismuth alloy, and a tin-copper alloy in addition to the above-described embodiment.
本発明の第2の実施の形態を図6の正面図とそのA−A線での断面を示す図7を用いて説明する。工具鋼製のバイトホルダ5は断面が円環のパイプ形状である。そして、前記パイプ状の孔の中に固定砥粒方式のラップ工具1が挿入されている。ラップ工具1が抵抗少なくバイトホルダ5の中を移動できるようにカーボン製の摺動部15がバイトホルダ5の内面に設けられている。ラップ工具1は固定砥粒式であり、砥粒が平均粒径10μmのダイヤモンドであり、焼結助剤が錫と燐である。そしてボンド粒が平均粒径50μmの噴霧法により作成されたニッケルと銅の合金粉末である。また、ラップ工具1は、バイトホルダ5の挿入されたコイル状のバネ17により押し付けられている。バネ17はバイトホルダ5に設けられたメネジにオネジをねじ込むことによりプラグ16に押される。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to the front view of FIG. 6 and FIG. 7 showing a section taken along the line AA. The tool
次に上記のラップ工具1と取り付けたバイトホルダ5を使用した旋盤10の運転方法について図5の平面図を用いて説明する。例えばチタン製で円筒形状の加工対象物2の円筒端面をラップ加工する。図5に示すように、旋盤10の刃物台である保持装置11にラップ工具1を装着したバイトホルダ5を取付けると共に加工対象物2を旋盤10主軸先端のチャック装置12に取り付け、加工対象物2を回転させると同時に刃物台である保持装置11に送りを与え、ラップ工具1を加工対象物2に向かって押す。ラップ工具1により加工対象物2に加える圧力はプラグ16の位置の調整によりバネ17の長さを変えることによる。以上述べた手段によりラップ圧力をコントロールした加工対象物2の円筒端面をラップ加工する。 Next, the operation method of the
上記のバネ17によるラップ圧力の調整方法は、機構が簡単であるのでバイトホルダを安価に提供できる。 Since the mechanism for adjusting the lap pressure by the
また、上記の実施の形態では、砥粒をダイヤモンドとしたが、炭化珪素、アルミナまたはCBNでもよい。 In the above embodiment, the abrasive grains are diamond, but silicon carbide, alumina, or CBN may be used.
本発明の第3の実施の形態を図8の正面図とその側面を示す図9を用いて説明する。工具鋼製のバイトホルダ5はL字形状である。先端部に断面が正方形の貫通した穴を持っている。そしてその穴の中に固定砥粒方式のラップ工具1が挿入されている。そして、ラップ工具1の後部にマグネット18がエポキシ樹脂により接合されている。さらにマグネッ18トの後部にバイトホルダ5に取り付けられたコイル9がある。このコイル9に電流を流すことによりマグネット18を移動できる。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to the front view of FIG. 8 and FIG.
ラップ工具1は、砥粒が平均粒径10μmのダイヤモンドであり、焼結助剤が錫と燐である。そしてボンド粒が平均粒径50μmの噴霧法により作成されたニッケルと銅の合金粉末である。 The
次に上記のラップ工具1と取り付けたバイトホルダを使用した旋盤10の運転方法について図5の平面図を用いて説明する。例えばマグネシウム合金製で円筒形状の加工対象物2の円筒内面をラップ加工する。図5に示すように、旋盤10の刃物台である保持装置11にラップ工具1を装着したバイトホルダ5を取付けると共に加工対象物2を旋盤10主軸先端のチャック装置12に取り付け、加工対象物2を回転させると同時に刃物台である保持装置11に送りを与え、ラップ工具1を加工対象物2方向に移動させる。そしてコイル19に電流を流し、マグネット18を介して加工対象物2の円筒内面にラップ工具1を押す。これにより加工対象物2の円筒端面をラップ加工する。 Next, a method for operating the
上記のコイルに電流を流すことにより加工対象物2に加える精密に圧力を調整できるので、ラップ加工精度を向上させることができる。 Since the pressure applied to the
本発明の第4の実施の形態を図10の斜視図とその中心線を含む断面図である図11を用いて説明する。工具鋼製のバイトホルダ5は断面が4角形のパイプ形状である。そして、前記パイプ状のバイトホルダ5の中に固定砥粒方式のラップ工具1が挿入されている。ラップ工具1が抵抗少なくバイトホルダの中を移動できるように金属とカーボンの複合材料製の摺動部15がバイトホルダ5内面に設けられている。ラップ工具1は、砥粒が平均粒径10μmのダイヤモンドであり、焼結助剤が錫と燐である。そしてボンド粒が平均粒径50μmの噴霧法により作成されたニッケルと銅の合金粉末である。また、ラップ工具1は、バイトホルダ5の挿入された圧電アクチュエータ6に接合された板バネ20により押し付けられている。さらに板バネ20はバイトホルダ5に接合された圧電アクチュエータ6によって押される。 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 which is a perspective view of FIG. 10 and a cross-sectional view including the center line thereof. The tool
次に上記のラップ工具1と取り付けたバイトホルダ5を使用した旋盤10の運転方法について図5の平面図を用いて説明する。例えばマグネシウム合金製で円筒形状の加工対象物2の円筒端面をラップ加工する。図5に示すように、旋盤10の刃物台である保持装置11にラップ工具1を装着したバイトホルダ5を取付けると共に加工対象物2を旋盤10主軸先端のチャック装置12に取り付け、加工対象物2を回転させると同時に刃物台である保持装置11に送りを与え、ラップ工具1を加工対象物2方向に移動させる。そして圧電アクチュエータ6に電流を流し、加工対象物2の円筒端面にラップ工具1を押し、圧力を加える。これにより加工対象物2の円筒端面をラップ加工する。 Next, the operation method of the
上記の圧電アクチュエータ6に電流を流すことにより加工対象物2に加える精密に圧力を調整できるので、ラップ加工精度を向上させることができる。さらに、圧電アクチュエータは、小型であるので超小型のラップ工具1を取り付けたバイトホルダ5を構成できる。すなわち、小型の加工対象物2をラップ加工するのに適している手段となる。 Since the pressure applied to the
上記の実施の形態では、固定砥粒方式のラップ工具1であるのでスラリーを用いなかったが、もちろん固定砥粒方式のラップ工具1でもスラリーを用いることもある。 In the above embodiment, the slurry is not used because it is a fixed abrasive
本発明のラップ工具及びバイトホルダは、旋盤を用いて曲面及び平面を超精密に仕上げ加工できる。 The lapping tool and the bite holder of the present invention can finish a curved surface and a flat surface with high precision using a lathe.
1 ラップ工具
2 加工対象物
3 砥粒
4 オイル
5 バイトホルダ
6 圧電アクチュエータ
7 空気
8 パッキン
9 パイプ
10 旋盤
11 保持装置
12 チャック装置
13 空気ポンプ
14 パイプ
15 摺動部
16 プラグ
17 バネ
18 マグネット
19 コイルDESCRIPTION OF
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JP2006327552A JP2008114358A (en) | 2006-11-06 | 2006-11-06 | Lapping tool and cutter holder used for lathe |
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CN107030598A (en) * | 2017-06-19 | 2017-08-11 | 沈阳飞机工业(集团)有限公司 | The trapezoidal thread part and its processing method of hard chrome plating |
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2006
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