JP2008155347A - Truing tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、cBNやダイヤモンド等を用いた超砥粒ホイールのツルーイング時に、ツルーアーとして使用されるツルーイング工具に関する。 The present invention relates to a truing tool used as a truer when truing a superabrasive wheel using cBN, diamond or the like.
研削ホイールを継続して使用すると、偏芯や形状崩れあるいは目詰まり等が発生し、充分な研削性能が得られなくなる。このような場合にはツルーイングを行い、砥石面の修正を行う。内面研削砥石のツルーイングにはカップ型のツルーイング工具が用いられることが多い。 If the grinding wheel is continuously used, eccentricity, shape collapse, clogging, etc. occur, and sufficient grinding performance cannot be obtained. In such a case, truing is performed and the grinding wheel surface is corrected. A cup-type truing tool is often used for truing an internal grinding wheel.
このようなカップ型ツルーイング工具には種々の構造のものがあるが、その一例が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されたものは、円柱状台金の一端部に円筒状研削部を備え、該円筒状研削部の先端面を用いて研削するカップ型研削工具であって、該円筒状研削部は砥粒が金属結合材によって結合された砥石組織がその砥石組織よりも薄く且つ円柱状台金と一体の金属で裏打ちされたものから構成されたものである。 Such cup-type truing tools have various structures, and an example thereof is described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes a cup-type grinding tool that includes a cylindrical grinding portion at one end of a columnar base metal, and grinds using the tip surface of the cylindrical grinding portion, the cylindrical grinding tool The part is composed of a grindstone structure in which the abrasive grains are bonded by a metal binder, which is thinner than the grindstone structure and lined with a metal that is integral with the cylindrical base metal.
この構成を図10、図11に示す。図10に示すものは、砥粒を1層に配列したものであり、図11に示すものは、砥粒を2層に配列したものである。いずれの場合においても、円柱状台金51と、この円柱状台金51の一端部に固設され、一端が開口したカップ状すなわち円筒状ツルーイング部52を備えている。
特許文献1に記載されている工具の円筒状研削部であるツルーイング部52は、砥粒53が金属結合剤によって結合された砥粒層54が、薄い金属製の裏打層40により裏打ちされて厚みが薄く構成されていることから、切れ味がよく、また、先端面の砥粒が消耗或いは脱落してもその下側の砥粒が先端面に現れることから、従来工具と比較して工具寿命が得られるとされている。
This configuration is shown in FIGS. FIG. 10 shows an example in which abrasive grains are arranged in one layer, and FIG. 11 shows an example in which abrasive grains are arranged in two layers. In any case, a
In the
しかし、特許文献1記載のカップ型研削工具における円筒状研削部での砥粒が1層構造の場合には、図12に示すように、先端面に出現する砥粒53の数が少ないため、ツルーイング対象となるホイールの仕様や、ツルーイング条件によっては、砥粒の消耗及び脱落が早く、ツルーアーとしての寿命が短くなってしまう。また、図13に示すように、1層目砥粒層55と2層目砥粒層56とに砥粒53が2層に固定された構造の場合には、先端面の厚みが厚く接触面積が大きくなり、かつ先端面に出現する砥粒数も多いため、ツルーイング抵抗が大きく、細軸状砥石などは抵抗により撓みが発生するため、精度良くツルーイングできない等の欠点があった。
However, when the abrasive grains in the cylindrical grinding portion of the cup-type grinding tool described in Patent Document 1 have a single layer structure, as shown in FIG. 12, the number of
また、特許文献2には、砥粒をランダムに、あるいは筋状に配置したカップ型ツルーアーが記載されている。しかし、このツルーアーも一層構造であるため、特許文献1記載のカップ型研削工具の円筒状研削部の砥粒が1層である場合と同じく、先端面に出現するダイヤモンド砥粒の数が少ないため、ツルーイング対象となるホイールの仕様や、ツルーイング条件によっては、砥粒の消耗及び脱落が早く、ツルーアーとしての寿命が短くなってしまうという問題点がある。 Patent Document 2 describes a cup-type truer in which abrasive grains are arranged randomly or in a streak shape. However, since this truer also has a single-layer structure, the number of diamond abrasive grains appearing on the tip surface is small as in the case where the abrasive grains of the cylindrical grinding portion of the cup-type grinding tool described in Patent Document 1 are one layer. Depending on the specification of the truing wheel and the truing conditions, there is a problem that the abrasive grains are consumed and dropped quickly, and the life as a truing machine is shortened.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、切れ味を損なわずに、寿命を向上させることが可能なツルーイング工具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a truing tool capable of improving the life without impairing sharpness.
以上の課題を解決するために、本発明のツルーイング工具は、円柱状台金の一端部に固設され、一端が開口した円筒状ツルーイング部を備え、前記円筒状ツルーイング部の先端面を用いてツルーイングを行うツルーイング工具であって、前記円筒状ツルーイング部は、砥粒が電着により結合されて形成された砥粒層が、前記砥粒層よりも薄くかつ前記円柱状台金と一体の金属で裏打ちされて構成されており、前記砥粒層は、砥粒が裏打層の表面に砥粒の粒径の20%以上30%以下の厚みのメッキ層により固定された下層と、前記下層の表面上に砥粒の粒径の80%以上120%以下の厚みのメッキ層を析出させて、砥粒が下層の砥粒よりも突き出して固定して形成された上層とからなり、上層の砥粒は下層の砥粒の隙間に配置され、メッキ層全体の厚みが砥粒の粒径の100%以上150%以下であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a truing tool of the present invention includes a cylindrical truing portion fixed to one end portion of a columnar base metal and having an open end, and the tip surface of the cylindrical truing portion is used. A truing tool for performing truing, wherein the cylindrical truing portion is a metal in which an abrasive grain layer formed by bonding abrasive grains by electrodeposition is thinner than the abrasive grain layer and is integral with the cylindrical base metal The abrasive layer is composed of a lower layer in which the abrasive grains are fixed to the surface of the backing layer by a plating layer having a thickness of 20% to 30% of the grain size of the abrasive grains, The upper layer is composed of an upper layer formed by depositing a plating layer having a thickness of 80% or more and 120% or less of the grain size of the abrasive grains on the surface, and the abrasive grains projecting from and fixed to the lower abrasive grains. The grains are placed in the gaps between the underlying abrasive grains and plated Wherein the total thickness is less than 150% to 100% more than the particle size of the abrasive grains.
上記の構成により、特許文献1記載の工具と比較して、砥粒が1層構造のものに比べて砥粒数が増加し、かつ、2層構造のものに比べて著しく砥粒数を増加させることなく、先端面の厚みも著しく増加させることがないため、切れ味を損なわずに、寿命を向上させることが可能となる。 With the above configuration, the number of abrasive grains is increased as compared with the one-layer structure and the number of abrasive grains is significantly increased as compared with the two-layer structure. Therefore, the thickness of the tip end face is not significantly increased, so that the service life can be improved without impairing the sharpness.
下層のメッキ層の厚みが砥粒の粒径の20%未満であると、下層の砥粒が安定して固定できない傾向にある。また30%を超えると、上層の砥粒の固定位置が砥粒層の厚み方向の上側に突出し、砥粒層の厚みが実質的に増加してしまうことから、使用時に先端面の接触面積が増加し切れ味を損なうこととなり好ましくない。
また、上層のメッキ層の厚みは砥粒の保持力からすると砥粒の粒径の80%以上120%以下とするのが望ましく、80%未満であると上層砥粒の砥粒保持力が弱くツルーイング時に上層砥粒が脱落しやすくなるため好ましくない。また、120%を超えると、砥粒層の厚みが厚くなり、ツルーイング時に先端面の接触面積が大きくなってツルーイング抵抗が大きくなることから好ましくない。
メッキ層の全体の厚みを砥粒の粒径の100%以上150%以下とした理由は、この数値範囲が、上述した下層のメッキ層厚みと上層のメッキ層厚みを足したものとなるからである。
When the thickness of the lower plating layer is less than 20% of the grain size of the abrasive grains, the lower abrasive grains tend to be unable to be stably fixed. If it exceeds 30%, the fixing position of the upper abrasive grains protrudes upward in the thickness direction of the abrasive grain layer, and the thickness of the abrasive grain layer is substantially increased. This is not preferable because it increases and impairs sharpness.
Further, the thickness of the upper plating layer is preferably 80% or more and 120% or less of the grain size of the abrasive grains in terms of the holding power of the abrasive grains, and if it is less than 80%, the abrasive grain holding power of the upper abrasive grains is weak. It is not preferable because the upper layer abrasive grains easily fall off during truing. On the other hand, if it exceeds 120%, the thickness of the abrasive layer becomes thick, and the contact area of the tip surface becomes large during truing, which is not preferable.
The reason why the total thickness of the plating layer is 100% or more and 150% or less of the grain size of the abrasive grains is that this numerical range is the sum of the lower plating layer thickness and the upper plating layer thickness described above. is there.
本発明は、前記メッキ層中に、ダイヤモンド、cBN、SiC、Si3N4、Al2O3のいずれかからなる、平均粒径が20μm以下の微小硬質粒子が含有されていることを特徴とする。
メッキ層中に微小硬質粒子が含有されていることにより、ツルーイング時に発生する研削ホイールの切粉によるメッキ金属の摩耗を抑制できるため、砥粒保持力が向上しツルーイング工具の寿命が向上する。
The present invention is characterized in that the plated layer contains fine hard particles composed of any one of diamond, cBN, SiC, Si 3 N 4 , and Al 2 O 3 and having an average particle diameter of 20 μm or less. To do.
By containing the fine hard particles in the plating layer, it is possible to suppress the wear of the plated metal due to the grinding wheel chips generated during truing, so that the abrasive retention force is improved and the life of the truing tool is improved.
本発明によると、切れ味を損なわずに、寿命を向上させることが可能なカップ型ツルーイング工具を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cup type truing tool which can improve a lifetime without impairing sharpness is realizable.
以下に、本発明のツルーイング工具をその実施形態に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るツルーイング工具の構造を示す断面図である。
ツルーイング工具10は、円柱状台金11と、この円柱状台金11の一端部に固設され、一端が開口したカップ状すなわち円筒状ツルーイング部12を備えている。このツルーイング工具10では、円筒状ツルーイング部12の先端面13を用いてツルーイングが行われる。ツルーイング工具10の寸法は、円筒状ツルーイング部12の外径がφ15mm、円筒状ツルーイング部12の台金長手方向の幅が10mmであり、先端面13の厚みは約0.725mmである。
Below, the truing tool of this invention is demonstrated based on the embodiment.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a truing tool according to an embodiment of the present invention.
The
図2に、ツルーイング工具10の砥粒層の詳細を示す。
図2において、円筒状ツルーイング部12は、砥粒21が電着により結合されて形成された砥粒層22と、砥粒層22よりも薄くかつ円柱状台金11と一体の金属からなる裏打層40により形成されている。砥粒層22は、砥粒21が裏打層40の表面に、砥粒21の粒径の20%以上30%以下の厚みのメッキ層23により固定された下層24と、下層24の表面上に砥粒21の粒径の80%以上120%以下の厚みのメッキ層25を析出させて、砥粒21が下層24の砥粒21よりも突き出して固定して形成された上層26とからなっている。上層26の砥粒21は下層24の砥粒21の隙間に配置され、2つのメッキ層23、25全体の厚みが砥粒21の粒径の100%以上150%以下となっている。
FIG. 2 shows the details of the abrasive layer of the
In FIG. 2, a cylindrical
本発明のツルーイング工具は図3に示す工程に従って製造される。台金用意工程31では、工具鋼などの金属素材から円筒状に形成された台金が用意される。このとき、円筒状ツルーイング部12となる部分の外径は、最終製品の外径寸法(φ15mm)よりも砥粒層の厚み分、すなわち、(0.625mm×2(両側))を差引いた寸法(φ13.75mm)で製作される。また内径寸法については後工程において取り扱い易い寸法に設定する。本実施例においては、円筒状ツルーイング部12となる部分の台金の片側の厚みを約1mmに設定し、内径寸法では約φ11.75mmとしている。これらの寸法は、図4(a)に示す通りである。電着工程32では、台金に予め砥粒が固定される部分を除いてマスクを実施し、マスクが覆われていない表面(円筒状ツルーイング部12となる部分の外周面)にダイヤモンド砥粒を、電着法によって析出されたダイヤモンド砥粒の粒径の25%の厚みのニッケルメッキ金属によって固着して、下層の砥粒層を形成する。
The truing tool of the present invention is manufactured according to the process shown in FIG. In the base
この下層の砥粒層の上部に、上層のダイヤモンド砥粒が下層のダイモンド砥粒の間隙を埋めるように配置されて、砥粒粒径の100%厚みのニッケルメッキ金属によって上層の砥粒層を形成する。その後、台金内周部削除工程33で、台金内周部が削除される。
On top of this lower abrasive layer, the upper diamond abrasive grains are arranged so as to fill the gaps between the lower diamond abrasive grains, and the upper abrasive layer is made of nickel-plated metal having a thickness of 100% of the abrasive grain size. Form. Thereafter, the base metal inner peripheral portion is deleted in a base metal inner peripheral
以下に、具体的な実施例を示す。
実施例1
本実施例1では、上述した寸法の台金を、砥粒が固定される部分(円筒状ツルーイング部12となる部分の外周面)を除いてマスクを実施し、砥粒として平均粒径500μmのダイヤモンド砥粒を用意し、メッキ液を入れた電着装置内に台金及び砥粒を入れ、0.25A/dm2の電流を15Hr流して50μmのメッキ金属によって下層のダイヤモンド砥粒を仮固定した。その後、余分なダイヤモンド砥粒を除去し、再度3.0A/dm2の電流を1.25Hr流して合計約125μmの(砥粒粒径の25%の厚み)のニッケルメッキ金属を析出し、下層の砥粒層を形成した。そして、この下層の上に再度、ダイヤモンド砥粒を散布し、0.25A/dm2の電流を5Hr流して50μmのメッキ金属を析出させ、上層のダイヤモンド砥粒を仮固定した。その後、余分なダイヤモンド砥粒を除去し、再度3.0A/dm2の電流を4.2Hr流して合計500μm(砥粒粒径の100%の厚み)のメッキ金属を析出して上層の砥粒層を形成した。
Specific examples will be shown below.
Example 1
In Example 1, the base metal having the above-described dimensions is masked except for the portion where the abrasive grains are fixed (the outer peripheral surface of the portion that becomes the cylindrical truing portion 12), and the average particle size is 500 μm as the abrasive grains. Prepare diamond abrasive grains, put base metal and abrasive grains in the electrodeposition apparatus containing plating solution, flow 0.25 A / dm 2 current for 15 hours, and temporarily fix diamond abrasive grains in the lower layer with 50 μm plated metal did. Thereafter, excess diamond abrasive grains are removed, and a current of 3.0 A / dm 2 is supplied again for 1.25 Hr to deposit a total of about 125 μm (25% of the grain diameter) of nickel plated metal. An abrasive layer was formed. Then, diamond abrasive grains were again sprayed on the lower layer, a current of 0.25 A / dm 2 was flowed for 5 hours to deposit a 50 μm plated metal, and the upper layer diamond abrasive grains were temporarily fixed. Thereafter, excess diamond abrasive grains are removed, and a current of 3.0 A / dm 2 is applied again for 4.2 hours to deposit a total of 500 μm (100% of the abrasive grain diameter) plating metal to form an upper abrasive grain. A layer was formed.
台金内周部削除工程33では、前工程で施されたマスクを除去した後、円筒状ツルーイング部12となる部分の台金の内周部を切削加工により削除し、この部分の台金の片側の厚みを0.1mmにして、裏打層40を形成した。この裏打層40の厚みは、円筒状ツルーイング部12の剛性が十分に得られる厚みで、且つ先端面の加工において接触面積を抑制するため、砥粒層厚みよりも薄くすることが望ましい。
In the base metal inner peripheral
実施例2
本実施例2では、実施例1と同一製法にてツルーイング工具を製造しているが、メッキ金属に平均粒径20μm以下のダイヤモンドからなる微小硬質粒子を含有させている点が実施例1とは異なる。
製品寸法、台金寸法、及び基本的なメッキ製法は実施例1と同様であり、500μmのダイヤモンドを固定するためのメッキ工程において使用するメッキ液中に、平均粒径が5μmのダイヤモンド砥粒をメッキ液1リットルあたり10gの割合で混合懸濁させた液を使用した。その詳細を以下に示す。
Example 2
In this example 2, a truing tool is manufactured by the same manufacturing method as in example 1, but the point that fine metal particles made of diamond having an average particle diameter of 20 μm or less are contained in the plated metal is different from example 1. Different.
The product dimensions, base metal dimensions, and basic plating method are the same as in Example 1. Diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 μm are added to the plating solution used in the plating process for fixing 500 μm diamond. A solution obtained by mixing and suspending at a rate of 10 g per liter of plating solution was used. Details are shown below.
本実施例2では、実施例1と同一寸法の台金を、砥粒が固定される部分(円筒状ツルーイング部12となる部分の外周面)を除いてマスクを実施し、砥粒として平均粒径500μmのダイヤモンド砥粒を用意し、平均粒径が5μmのダイヤモンド砥粒をメッキ液1リットルあたり10gの割合で混合懸濁させたメッキ液を入れた電着装置内に、台金及びダイヤモンド砥粒を入れ、0.25A/dm2の電流を15Hr流して、50μmのメッキ層によって下層のダイヤモンド砥粒を仮固定した。 In Example 2, a base metal having the same dimensions as in Example 1 is masked except for the part where the abrasive grains are fixed (the outer peripheral surface of the part that becomes the cylindrical truing portion 12), and the average grain is used as the abrasive grains. Prepare diamond abrasive grains with a diameter of 500 μm, and put a base metal and diamond abrasive in an electrodeposition apparatus containing a plating solution in which diamond abrasive grains with an average particle diameter of 5 μm are mixed and suspended at a rate of 10 g per liter of plating solution. The grains were put, a current of 0.25 A / dm 2 was passed for 15 hours, and the diamond diamond grains in the lower layer were temporarily fixed by a 50 μm plating layer.
その後、余分なダイヤモンド砥粒を除去し、再度平均粒径が5μmのダイヤモンド砥粒を、メッキ液1リットルあたり10gの割合で混合懸濁させたメッキ液を入れた電着装置内で、3.0A/dm2の電流を1.25Hr流して合計約125μmの砥粒粒径の25%の厚み)のニッケルメッキ金属を析出し、下層の砥粒層を形成した。 Thereafter, excess diamond abrasive grains are removed, and again in an electrodeposition apparatus containing a plating solution in which diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 μm are mixed and suspended at a rate of 10 g per liter of plating solution. A current of 0 A / dm 2 was passed through 1.25 Hr to deposit a nickel-plated metal having a thickness of 25% of the total grain size of about 125 μm) to form a lower abrasive layer.
そして、再度 平均粒径が5μmのダイヤモンド砥粒をメッキ液1リットルあたり10gの割合で混合懸濁させたメッキ液中にて下層砥粒層の上にダイヤモンド砥粒を散布し、0.25A/dm2の電流を5Hr流して50μmのメッキ層を析出させ、上層のダイヤモンド砥粒を仮固定した。その後余分なダイヤモンド砥粒を除去し、再度、平均粒径が5μmのダイヤモンド砥粒をメッキ液1リットルあたり10gの割合で混合懸濁させたメッキ液中にて3.0A/dm2の電流を4.2Hr流して、合計500μm(砥粒粒径の100%の厚み)のメッキ金属を析出して上層の砥粒層を形成した。 Then, again, diamond abrasive grains are dispersed on the lower abrasive layer in a plating solution in which diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 μm are mixed and suspended at a rate of 10 g per liter of the plating solution. A dm 2 current was applied for 5 hours to deposit a 50 μm plating layer, and the upper diamond abrasive grains were temporarily fixed. Thereafter, excess diamond abrasive grains are removed, and a current of 3.0 A / dm 2 is applied again in a plating solution in which diamond abrasive grains having an average particle diameter of 5 μm are mixed and suspended at a rate of 10 g per liter of the plating solution. By flowing 4.2 Hr, a total of 500 μm (100% of the abrasive grain diameter) of the plated metal was deposited to form an upper abrasive layer.
台金内周部削除工程33では、前工程で施されたマスクを除去した後、円筒状ツルーイング部12となる部分の台金の内周部を切削加工により削除し、この部分の台金の片側の厚みを0.1mmにして裏打層40を形成した。
In the base metal inner peripheral
本発明の効果を確認するために、上述した実施例1、2のツルーイング工具(発明品)と、特許文献1に記載された構造の工具(1層及び2層の砥粒層構造品)を用いてツルーイング試験を実施した。
ツルーイング試験を実施した工具の寸法及びダイヤモンド砥粒の粒径は同一とした。但し砥粒層の厚みは砥粒層構造により異なるため、円筒状ツルーイング部先端面の厚み及び円筒状ツルーイング部の内径寸法は各ツルーイング工具により異なっている。
表1に、試験に用いた各ツルーイング工具の寸法を示す。
In order to confirm the effect of the present invention, the truing tool (invention product) of Examples 1 and 2 described above and the tool having the structure described in Patent Document 1 (one-layer and two-layer abrasive layer structure product) are used. The truing test was carried out.
The dimensions of the tool subjected to the truing test and the grain size of the diamond abrasive grains were the same. However, since the thickness of the abrasive layer varies depending on the abrasive layer structure, the thickness of the tip surface of the cylindrical truing portion and the inner diameter of the cylindrical truing portion differ depending on each truing tool.
Table 1 shows the dimensions of each truing tool used in the test.
表1において、比較対照品1は特許文献1に記載された1層構造のものであり、比較対照品2は特許文献1に記載された2層構造のものである。また、表1におけるAからFまでの寸法は、図4(b)に示す各寸法である。 In Table 1, the comparative product 1 has the one-layer structure described in Patent Document 1, and the comparative product 2 has the two-layer structure described in Patent Document 1. Moreover, the dimension from A to F in Table 1 is each dimension shown in FIG.4 (b).
ツルーイング性能確認試験1
ツルーイング時の抵抗を確認するため、以下のツルーイング条件にて表1に示す4種類のツルーイング工具のツルーイング時の消費電力を比較した。なお、このツルーイング工具は内面研削にて使用されることが多いが、内面研削では消費電力値が小さく正確な測定が困難なことから、平面研削盤により試験を実施した。
Truing performance confirmation test 1
In order to confirm the resistance during truing, the power consumption during truing of the four types of truing tools shown in Table 1 was compared under the following truing conditions. Although this truing tool is often used for internal grinding, the power consumption is small and accurate measurement is difficult with internal grinding, so a test was conducted with a surface grinder.
試験条件は以下の通りである。
・使用ホイール CBN 140 O 125 VN1KP
(ホイールの寸法:205×20×76.2)
・ツルーイング条件
機 械:平面研削盤
ツルーイング方式:トラバースロータリー方式
ホイール周速度(V):45m/s
ツルーアー周速度(Vd):7.0m/s
ツルーアー回転方向:ダウンカット
ツルーイングリード:0.10mm/r.o.w
ツルーイング切込量:R2μm/pass×100pass
研削油 :シンセティックタイプ SEC−700(希釈倍率50倍)
The test conditions are as follows.
・ Use wheel CBN 140 O 125 VN1KP
(Wheel dimensions: 205 x 20 x 76.2)
-Truing conditions Machine: Surface grinding machine Truing method: Traverse rotary method Wheel peripheral speed (V): 45m / s
Truer peripheral speed (Vd): 7.0 m / s
Truer rotation direction: Down cut Truing lead: 0.10 mm / r. o. w
True cutting depth: R 2μm / pass × 100pass
Grinding oil: Synthetic type SEC-700 (
試験結果を表2に示す。 The test results are shown in Table 2.
表2に示すように、発明品1、2に明確な差はなく、両者とも比較対照品1と同等の消費電力(ツルーイング抵抗)であることが確認され良好な切れ味を示した。これは発明品1、2の刃先厚みと比較対照品1の刃先厚みとに大きな差がないため、ツルーイング時の抵抗にも差がでなかったものと判断される。
また、比較対照品2は円筒状ツルーイング部の先端面の厚みが厚く、先端面に出現する砥粒数も多いことから、ツルーイング時にホイールとの接触面積が大きくなり、ツルーイング抵抗も高くなったものと判断される。
As shown in Table 2, there was no clear difference between the inventive products 1 and 2, and both were confirmed to have the same power consumption (truing resistance) as the comparative product 1 and showed good sharpness. This is because there is no significant difference between the cutting edge thicknesses of the inventive products 1 and 2 and the cutting edge thickness of the comparative product 1, and thus it is determined that there was no difference in resistance during truing.
Comparative product 2 has a thick cylindrical truing part with a thick tip and a large number of abrasive grains appearing on the tip, resulting in a large contact area with the wheel during truing and high truing resistance. It is judged.
ツルーイング性能確認試験2
次に、各ツルーイング工具の寿命及びツルーイング性能を確認するため、ツルーイング性能確認試験1に使用したツルーイング工具を使用し、ビトリファイドボンドcBNホイールのツルーイングを行い、そのホイールを用いて自動車部品の内面研削を実施した。
Truing performance confirmation test 2
Next, in order to confirm the life and truing performance of each truing tool, the truing tool used in the truing performance confirmation test 1 was used, and the truing of the vitrified bond cBN wheel was performed, and the internal grinding of the automobile parts was performed using the wheel. Carried out.
試験条件は以下の通りである。
・使用ホイール:CB200O160V
・ツルーイング条件
機 械:内面研削盤
ホイール周速度(V):37m/s
ツルーアー周速度(Vd):2.83m/s
ツルーアー回転方向:ダウンカット
ツルーイングリード:0.036mm/回転
ツルーイング切込量:R5μm×1pass
・被削材
材 質:SUJ−2(HRC60)
被削材寸法:外径16×厚み30.5×内径10.6
取 代:φ0.4
The test conditions are as follows.
-Wheel used: CB200O160V
-Truing conditions Machine: Internal grinding machine Wheel peripheral speed (V): 37 m / s
Truer peripheral speed (Vd): 2.83 m / s
Truer rotation direction: Down cut Truing lead: 0.036mm / rotation True cutting depth: R 5μm x 1pass
-Work material Material: SUJ-2 (HRC60)
Workpiece dimensions: outer diameter 16 x thickness 30.5 x inner diameter 10.6
Trade fee: φ0.4
試験結果を表3に示す。 The test results are shown in Table 3.
表3に示すように、比較対照品1は他のツルーイング工具と比較してツルーイングインターバルは極端に短くはなく、ホイールのツルーイング作用面は安定した砥面状態に調整されたものと思われる。円筒状ツルーイング部は、砥粒が1層に並んだ厚み構造となっていることから、ツルーイング抵抗が低くツルーイング作用面のcBN砥粒が平坦化せず良好な砥面が得られたが、ツルーイング工具の先端面に出現する砥粒数が少ないため、耐摩耗性が劣り、低寿命となっている。 As shown in Table 3, it is considered that the comparative product 1 is not extremely short in the truing interval as compared with other truing tools, and the truing working surface of the wheel is adjusted to a stable abrasive surface state. The cylindrical truing part has a thickness structure in which the abrasive grains are arranged in one layer, so that the truing resistance is low and the cBN abrasive grains on the truing working surface are not flattened, and a good abrasive surface is obtained. Since the number of abrasive grains appearing on the tip surface of the tool is small, the wear resistance is inferior and the life is short.
また、比較対照品2では、円筒状ツルーイング部は砥粒が2層に並んだ厚み構造となっていることから、耐摩耗性が高く、比較的高寿命が得られたが、先端面に出現する砥粒数が多過ぎ、かつ先端面の刃先厚みも厚いため、ツルーイング抵抗が高く、ツルーイング作用面のcBN砥粒が平坦化する傾向にある。そのため、ツルーイングインターバルが短くなっている。 Moreover, in the comparative product 2, the cylindrical truing portion has a thickness structure in which abrasive grains are arranged in two layers, so that it has high wear resistance and a relatively long life, but it appears on the tip surface. Since the number of abrasive grains to be processed is too large and the cutting edge thickness of the tip surface is thick, the truing resistance is high and the cBN abrasive grains on the truing working surface tend to be flattened. Therefore, the truing interval is shortened.
比較対照品1、2と比較して、発明品1、2はツルーイングインターバルが長く、寿命も点でも有効性が確認された。比較対照品1、2の砥粒層構造は下層の砥粒層とこの下層砥粒層の上に下層の砥粒よりも突き出して下層の砥粒の隙間に上層の砥粒が配置された構造となっていることから、比較対照品1と比較して先端面に出現する砥粒数が多く、その一方で比較対照品2ほど過度に多くはなく、適度な砥粒数となっている。更に先端面の刃先厚みも比較対照品1と大差がないことから、ツルーイング抵抗が低く、ツルーイング作用面のcBN砥粒が平坦化せず良好な砥面が得られ、ツルーイングインターバルが長いことが確認された。 Compared with the comparative products 1 and 2, the inventive products 1 and 2 have a longer truing interval, and their effectiveness was confirmed in terms of life and point. The abrasive layer structure of the comparative products 1 and 2 is a structure in which the lower abrasive layer and the lower abrasive grain protrude above the lower abrasive layer and the upper abrasive grains are arranged in the gap between the lower abrasive grains. Therefore, the number of abrasive grains appearing on the front end surface is larger than that of the comparative product 1, while it is not excessively large as compared with the comparative product 2, and is an appropriate number of abrasive grains. Furthermore, since the tip edge thickness is not much different from that of the comparative product 1, the truing resistance is low, the cBN abrasive grains on the truing working surface are not flattened, a good abrasive surface is obtained, and the truing interval is long. It was done.
また、耐摩耗性も高く寿命的にも長いことが確認されており、特に発明品2については砥粒を固定しているメッキ金属中に平均粒径が5μmのダイヤモンド砥粒を含有していることから、メッキ金属の耐摩耗性が高く、砥粒の保持力が高くなるため、寿命が長くなっている。 In addition, it has been confirmed that the wear resistance is high and the life is long. Especially, the invention product 2 contains diamond abrasive grains having an average grain diameter of 5 μm in the plating metal fixing the abrasive grains. Accordingly, the wear resistance of the plated metal is high and the holding power of the abrasive grains is high, so that the life is long.
次に、図5に基づいてメッキ層の厚みの最適範囲について説明する。
図5(a)は、下層24の厚みが砥粒21の粒径の20%未満の場合を示しており、下層24の厚みが不足して砥粒21が安定して固定されず、下層24に付着する砥粒21の数が少なくなるなどのバラツキが発生しやすい。
Next, the optimum range of the plating layer thickness will be described with reference to FIG.
FIG. 5A shows a case where the thickness of the
図5(b)は、下層24の厚みが砥粒21の粒径の30%を超える場合を示しており、上層26に固定される砥粒21の位置が、下層24に固定される砥粒21の位置よりもかなり上側になり、下層24に固定される砥粒21に対する突き出しが大きくなるため、砥粒層自体の厚みが厚くなる。そのため、先端面の接触面積が増加し切れ味が損なわれやすい。
FIG. 5B shows a case where the thickness of the
図5(c)は、上層26の厚みが砥粒21の粒径の80%未満の場合を示しており、上層26に固定される砥粒21のメッキ層からの突き出しが大きくなり、砥粒21の保持力が低下することから、ツルーイング時に砥粒が脱落しやすくなる。
FIG. 5C shows a case where the thickness of the
図5(d)は、上層26の厚みが砥粒21の粒径の120%を超える場合を示しており、砥粒層の厚みが厚くなることから、ツルーイング時に先端面の接触面積が大きくなり、切れ味が損なわれやすい。
FIG. 5 (d) shows a case where the thickness of the
以下に、本発明におけるメッキ層の厚みが最適な範囲であることを実証するデータについて説明する。
下層24のメッキ厚みを変化させたときの砥粒付着状態を調査した結果を表4に示す。
Hereinafter, data demonstrating that the thickness of the plating layer in the present invention is in the optimum range will be described.
Table 4 shows the results of investigating the state of abrasive grain adhesion when the plating thickness of the
表4においては、砥粒の粒径に対する下層24のメッキ厚みの割合が25%のときを100とした指数で表している。これをグラフ化したものを図6に示す。砥粒の粒径に対するメッキ厚みが20%以上では砥粒が安定して均一に付着しているのに対して、20%未満であると、砥粒の付着数が急速に少なくなり、その付着状態にムラが発生している。
In Table 4, it represents with the index | exponent which set to 100 the time of the ratio of the plating thickness of the
下層24のメッキ厚みを変化させ、図4に示す構造の台金を用いて実施例1の方法で作製したツルーイング工具を用いて、切れ味(消費電力)を調査した結果を表5に示す。試験条件は上述したツルーイング性能試験1の条件と同一である。また、これをグラフ化したものを図7に示す。
Table 5 shows the results of examining the sharpness (power consumption) using the truing tool produced by the method of Example 1 using the base metal having the structure shown in FIG. 4 while changing the plating thickness of the
下層24のメッキ厚みが増加すると、その結果として上層26も含めた砥粒層22の厚みが増加して、切れ味が低下する傾向がある。砥粒の粒径に対する下層24のメッキ厚みの割合が30%以下の範囲では切れ味の顕著な低下は見られないが、これを超えたところで顕著に増加している。
As the plating thickness of the
また、このように、砥粒層22全体の厚みだけによって切れ味が決定されるのではなく、下層24のメッキ厚みによって切れ味が決定される理由として以下のものがある。すなわち、下層24の厚みが増加することによって、単純に上層26の砥粒付着の位置が高くなることにより、砥粒層22の厚みが厚くなるだけではなく、下層24のメッキ厚みが厚くなることで下層24の砥粒密度が高くなり、これにより下層24の砥粒の隙間に、上層26に固定される砥粒が安定して配置されず、下層24の砥粒の上に固定される砥粒が存在することとなる。そのため、この下層24の砥粒の上に固定された砥粒の存在によって、砥粒層22の厚みが更に厚くなる。
本発明においては、このようなメカニズムによって切れ味の良否が決定されており、試験結果から判断すると、砥粒の粒径に対する下層24のメッキ厚みの割合が30%以下であると、上述したような、下層24の砥粒の隙間に固定されずに、下層24の砥粒の上に固定される、上層26の砥粒の存在を防止することができる。従って、砥粒の粒径に対する下層24のメッキ厚みの割合の上限を30%としたことは、上記の理由により大きな意味を持つ。
In addition, as described above, the sharpness is not determined only by the thickness of the entire
In the present invention, the quality of the sharpness is determined by such a mechanism. Judging from the test results, the ratio of the plating thickness of the
以上の2つの試験結果から、下層24のメッキ厚みを、砥粒の粒径の20%以上30%以下とすることにより、砥粒の固定を確実にすることができるとともに、切れ味を良好に保つことができる。
From the above two test results, by setting the plating thickness of the
次に、上層26のメッキ厚みを変化させたときの寿命を調査した結果を表6に示す。
Next, Table 6 shows the results of investigating the lifetime when the plating thickness of the
試験に用いたツルーイング工具は、図4に示す構造の台金を用いて実施例1の方法で作製したものであり、試験条件は上述したツルーイング性能確認試験2と同一である。また、これをグラフ化したものを図8に示す。上層26のメッキ厚みが砥粒の粒径の80%未満になると、明確に寿命が低下する。これは上層26のメッキ厚みが少ないことから、上層26の砥粒の保持力が十分ではなく、ツルーイング抵抗やツルーイング時の砥石切粉によるボンド摩耗により、早期に砥粒脱落が起こるためである。
The truing tool used for the test was prepared by the method of Example 1 using a base metal having the structure shown in FIG. 4, and the test conditions were the same as those of the truing performance confirmation test 2 described above. A graph of this is shown in FIG. When the plating thickness of the
上層26のメッキ厚みを変化させたときの切れ味(消費電力)を調査した結果を表7に示す。
Table 7 shows the result of investigating the sharpness (power consumption) when the plating thickness of the
試験に用いたツルーイング工具は、図4に示す構造の台金を用いて実施例1の方法で作製したものであり、試験条件は上述したツルーイング試験1の条件と同一である。また、これをグラフ化したものを図9に示す。試験結果によると、上層26のメッキ厚みが増加すると消費電力も高くなる傾向にある。また、上層26のメッキ厚みが120%を超えると、消費電力の増加が顕著となる。この切れ味の鈍化は、上層26のメッキ厚みが厚くなることで下層24を含めた砥粒層22の接触面積が大きくなり、ツルーイング時の抵抗となっているためである。
The truing tool used for the test was prepared by the method of Example 1 using a base metal having the structure shown in FIG. 4, and the test conditions were the same as those of the truing test 1 described above. A graph of this is shown in FIG. According to the test results, the power consumption tends to increase as the plating thickness of the
また、一般的なツルーイングにおいては、メッキ厚みを、砥粒を覆うことができる厚みまでに設定することで、砥粒保持力を確保できる。それ以上にメッキ厚みを厚くしても、ツルーイング抵抗上昇等の弊害となってしまう。
以上の2つの試験結果から、上層26のメッキ厚みを、砥粒の粒径の80%以上120%以下とすることにより、寿命が向上するとともに、切れ味を良好に保つことができる。
Moreover, in general truing, by setting the plating thickness to a thickness that can cover the abrasive grains, it is possible to ensure the abrasive grain holding force. Increasing the plating thickness beyond that will cause adverse effects such as an increase in truing resistance.
From the above two test results, by setting the plating thickness of the
本発明は、切れ味を損なわずに、寿命を向上させることが可能なツルーイング工具として利用することができる。 The present invention can be used as a truing tool capable of improving the life without impairing sharpness.
10 ツルーイング工具
11 円柱状台金
12 円筒状ツルーイング部
13 先端面
21 砥粒
22 砥粒層
23 メッキ層
24 下層
25 メッキ層
26 上層
31 台金用意工程
32 電着工程
33 台金内周部削除工程
40 裏打層
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