JP2010221311A - Dresser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般砥粒、cBN砥粒あるいはダイヤモンド砥粒などを用いて形成された砥石やホイールのツルーイングやドレッシングを行うロータリー方式のドレッサに関する。 The present invention relates to a rotary type dresser that performs truing or dressing of a grindstone or a wheel formed using general abrasive grains, cBN abrasive grains, or diamond abrasive grains.
ドレッサに関しては、従来、様々な技術が開発されているが、本願発明に関連するものとして、特許文献1に記載された「ドレッサ」や特許文献2,3に記載された「ダイヤモンドドレッサ」がある。
As for the dresser, various techniques have been developed in the past. However, the “dresser” described in Patent Document 1 and the “Diamond Dresser” described in
特許文献1記載の「ドレッサ」は、図14に示すように、粒径の異なる多面体形状のダイヤモンド砥粒71及び結合材72などによって砥粒層70が形成され、砥粒層70内のダイヤモンド砥粒71は、その一つの端面71aの位置が所定の基準面73に揃うように配列されている。
As shown in FIG. 14, the “dresser” described in Patent Document 1 includes an
特許文献2記載の「ダイヤモンドドレッサ」は、図16に示すように、矩形断面形状を有する柱状ダイヤモンド81及び結合材82などによって砥粒層80が形成され、柱状ダイヤモンド81の矩形断面を構成する4辺81a,81b,81c,81dのうち、上流側及び下流側の2辺81a,81cが摩擦方向83に対して直角をなすように配列されている。
As shown in FIG. 16, the “diamond dresser” described in
特許文献3記載の「ダイヤモンドドレッサ」は、図17に示すように、矩形断面形状を有する柱状ダイヤモンド91及び結合材92などによって砥粒層90が形成され、柱状ダイヤモンド91の矩形断面の対角線91aが摩擦方向93に対して平行をなすように配列されている。
As shown in FIG. 17, in the “diamond dresser” described in Patent Document 3, an
図14に示す「ドレッサ」においては、砥粒層70内のダイヤモンド砥粒71の一つの端面71aの位置は基準面73に揃っているが、これらのダイヤモンド砥粒71は多面体形状であり、粒径も異なるため、ドレッシング作業に使用して各ダイヤモンド砥粒71が徐々に摩耗していくと、端面71aの位置がずれてしまう。即ち、図15に示すように、ダイヤモンド砥粒71の摩耗が進むにつれて、被研削物(図示せず)と接する研削面74に露出するダイヤモンド砥粒71の端面71aの位置は基準面73から中心線74c方向へずれてしまう。従って、この「ドレッサ」本来の性能が発揮されなくなることがある。
In the “dresser” shown in FIG. 14, the position of one
一方、図16に示す「ダイヤモンドドレッサ」においては、柱状ダイヤモンド81の矩形断面を構成する2辺81a,81cが摩擦方向83に対して直角をなすように配列されているが、残余の2辺81b,81dの位置(摩擦方向83と直角をなす方向の位置)が柱状ダイヤモンド81ごとに異なっているため、ドレスの切れ味が不足し、仕上げが粗くなってしまう。
On the other hand, in the “diamond dresser” shown in FIG. 16, the two
また、図17に示す「ダイヤモンドドレッサ」においては、柱状ダイヤモンド91の矩形断面の対角線91aが摩擦方向93に対して平行をなすように配置されているが、柱状ダイヤモンド91の辺縁部91bの位置(摩擦方向93と直角をなす方向の位置)が柱状ダイヤモンド91ごとに異なっているため、前述と同様、ドレスの切れ味が不足し、仕上げ面が粗くなるのを回避することができない。
Further, in the “diamond dresser” shown in FIG. 17, the
本発明が解決しようとする課題は、安定したドレッシング性能を発揮し、ドレス中の切れ味と仕上げ性能に優れ、粗ドレスと仕上げドレスとを1工程で行うことも可能なドレッサを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a dresser that exhibits stable dressing performance, is excellent in sharpness and finishing performance in a dress, and can perform rough dressing and finishing dress in one step. .
本発明のドレッサは、多角柱形状であってその軸心との交差面の辺の長さが互いに異なる複数のダイヤモンド砥粒を含む回転体形状の砥粒層を備え、前記砥粒層内のトラバース方向の片端側に前記多角柱形状の軸心と平行な端面部若しくは前記多角柱形状の軸心と平行な辺縁部を揃えた状態で前記ダイヤモンド砥粒を配列したことを特徴とする。なお、軸心とは多角柱形状をその長手方向に貫く中心線をいい、トラバース方向とはドレス作業中にドレッサ(若しくは被研削物)が移動する方向をいい、ドレッサが被研削物に最初に当接する部分を始端側といい、ドレッサが被研削物から離れる部分を終端側という。 The dresser of the present invention includes a rotating body-shaped abrasive grain layer including a plurality of diamond abrasive grains having a polygonal column shape and different lengths of sides intersecting with the axis, The diamond abrasive grains are arranged on one end side in the traverse direction in a state where an end face portion parallel to the polygonal column-shaped axis or an edge portion parallel to the polygonal column-shaped axis is aligned. The axis is the center line that penetrates the polygonal column shape in the longitudinal direction. The traverse direction is the direction in which the dresser (or object to be ground) moves during the dressing operation. The part that comes into contact is called the start side, and the part where the dresser separates from the workpiece is called the end side.
このような構成とすれば、砥粒層表面に露出するダイヤモンド砥粒の多角柱形状の軸心が砥粒層の摩耗方向(摩耗していく方向)と平行をなすので、砥粒層の摩耗が進行しても前記端面部及び前記辺縁部のトラバース方向の位置は変化することなく一定に保たれ、安定したドレッシング性能を発揮する。また、各ダイヤモンド砥粒の軸心との交差面の辺の長さが異なっていることにより、前記砥粒層内のトラバース方向の他端側(片端側の反対側)では前記軸心と平行な端面部や辺縁部は不揃いな状態となるため、砥粒層の片端側から他端側の順番で当該砥粒層の表面が被研削物に当接するように当該ドレッサをトラバースさせてドレスを行えば、片端側では切れ味の良いドレスを行うことができ、他端側では仕上げ面を細かくすることができる。このため、ドレス中の切れ味と仕上げ性能に優れ、粗ドレスと仕上げドレスとを1工程で行うことも可能となる。 With this configuration, the polygonal columnar shaft center of the diamond abrasive grains exposed on the surface of the abrasive grain layer is parallel to the wear direction (the direction of wear) of the abrasive grain layer. Even if the travel proceeds, the positions of the end face part and the edge part in the traverse direction are kept constant without changing, and stable dressing performance is exhibited. Further, the length of the side of the plane intersecting the axis of each diamond abrasive grain is different, so that the other end side in the traverse direction in the abrasive grain layer (the opposite side to the one end side) is parallel to the axis. Since the end face and the edge part are uneven, the dresser is traversed so that the surface of the abrasive layer contacts the work piece in order from one end side to the other end side of the abrasive layer. If it carries out, a dress with a good sharpness can be performed on one end side, and the finished surface can be made fine on the other end side. For this reason, the sharpness and finishing performance in the dress are excellent, and the coarse dress and the finished dress can be performed in one step.
ここで、前記砥粒層のトラバース方向の片端側に位置する前記端面部に面取りを施せば、切り込み量を大きくしたときの被研削物に対する砥粒層の食い付きが良くなるため、ドレス時の研削効率が高まる。 Here, if the chamfering is performed on the end surface portion located on one end side in the traverse direction of the abrasive layer, the biting of the abrasive layer with respect to the object to be ground when the cutting amount is increased is improved. Grinding efficiency increases.
また、前記砥粒層のトラバース方向の他端側(前記片端側の反対側)に位置する前記端面部に面取りを施せば、ドレス時のダイヤモンド砥粒の端面部の微小劈開の発生を防ぐことができるため、スクラッチ傷を防止することができ、仕上げ面をさらに細かくすることができる。 Moreover, if chamfering is performed on the end face portion located on the other end side in the traverse direction of the abrasive grain layer (opposite side of the one end side), occurrence of micro-cleavage of the end face portion of the diamond abrasive grain during dressing can be prevented. Therefore, scratches can be prevented and the finished surface can be made finer.
一方、前記砥粒層を構成する複数の前記ダイヤモンド砥粒のうち最小粒径の前記ダイヤモンド砥粒の前記トラバース方向と平行をなす端面部の前記トラバース方向の長さを1としたとき、これより粒径の大きい前記ダイヤモンド砥粒の前記トラバース方向と平行をなす端面部の前記トラバース方向の長さを1.2〜2.0とすることが望ましい。このような構成とすれば、砥粒層内における砥粒間隔(前記端面部のトラバース方向の長さが等しいダイヤモンド砥粒同士の間隔)が広くなり、片端側若しくは他端側におけるダイヤモンド砥粒の端面部及び辺縁部のトラバース方向の位置のバラつきも大きくなるため、粗ドレス側の切れ味が向上する。 On the other hand, when the length in the traverse direction of the end surface portion parallel to the traverse direction of the diamond abrasive grains having the smallest particle size among the plurality of diamond abrasive grains constituting the abrasive layer is set to 1, It is desirable that the length in the traverse direction of the end surface portion of the diamond abrasive grain having a large particle diameter parallel to the traverse direction is 1.2 to 2.0. With such a configuration, the interval between the abrasive grains in the abrasive layer (the interval between the diamond abrasive grains having the same length in the traverse direction of the end face part) is widened, and the diamond abrasive grains on one end side or the other end side are increased. Since the variation in the position in the traverse direction of the end face part and the edge part also increases, the sharpness on the rough dress side is improved.
なお、最小粒径のダイヤモンド砥粒の端面部のトラバース方向の長さに対し、これより粒径の大きいダイヤモンド砥粒の前記端面部のトラバース方向の長さが1.2より小さくなると、ダイヤモンド砥粒の粒径が揃い過ぎて砥粒層内の不揃いな部分の砥粒の間隔が狭くなり、被研削物に対する食いつきが悪化するため、ドレス能率が低下し、2.0より大きくなると、ダイヤモンド砥粒の粒径のバラつきが大きくなり、砥粒層内の砥粒間隔が広くなり過ぎて欠損を生じ易くなるため、ドレス能率が低下し、仕上げ面も悪化する。 When the length in the traverse direction of the end face portion of the diamond abrasive grain having a larger particle size is smaller than 1.2 in comparison with the length in the traverse direction of the end face portion of the diamond grain having the minimum grain size, the diamond abrasive Since the grain size of the grains is too uniform and the gap between the irregular parts in the abrasive grain layer becomes narrow, and the biting on the object to be ground is deteriorated, the dressing efficiency is lowered, and if it is larger than 2.0, the diamond grinding Since the variation in the grain size of the grains becomes large and the gap between the grains in the abrasive grain layer becomes too wide to easily cause defects, the dressing efficiency is lowered and the finished surface is also deteriorated.
本発明により、安定したドレッシング性能を発揮し、ドレス中の切れ味と仕上げ性能に優れ、粗ドレスと仕上げドレスとを1工程で行うことも可能なドレッサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a dresser that exhibits stable dressing performance, is excellent in sharpness and finishing performance in a dress, and can perform a rough dress and a finished dress in one step.
図1〜図8に基づいて、本発明の第1実施形態であるロータリー方式のドレッサ10について説明する。図1〜図4に示すように、ドレッサ10は、円板状の台金11の外周に砥粒層12が拡径方向に突出して設けられ、台金11の中心には、ドレッサ10を回転駆動軸13に取り付けるための軸孔14が開設されている。砥粒層12は軸孔14の軸心14cを中心に回転体形状をなすように形成され、図5,図6に示すように、砥粒層12は、四角柱形状をした粒径の異なる(四角柱形状の軸心15Tとの交差面の辺15sの長さが互いに異なる)複数のダイヤモンド砥粒15及び結合材16などによって形成されている。ここで、軸心15Tとは、四角柱形状のダイヤモンド砥粒15をその長手方向に貫く中心線をいう。
Based on FIGS. 1-8, the rotary-
これらのダイヤモンド砥粒15は、砥粒層12内のトラバース方向Tの片端側である終端側12eに設定した仮想基準面12fに四角柱形状の軸心15Tと平行な一つの端面部15dを揃えた状態で配列され、他端側である始端側12sに位置する軸心15Tと平行な端面部15bは不揃いな状態となっている。ここで、トラバース方向Tとはドレス作業中にドレッサ10が移動する方向をいい、始端側12sとはドレッサ12が被研削物(図示せず)に最初に当接する部分をいい、終端側12eとはドレッサ12が被研削物から離れる部分をいい、仮想基準面12fとは、ドレッサ10の軸心14cと直交する平面をいう。
These diamond
図1,図2に示すように、矢線R方向に回転するドレッサ10をトラバース方向Tへ移動させながらドレス作業を行っていくと、被研削物を擦過する砥粒層12の外周面は図4に示す摩耗方向W(軸心14cに接近する方向)へ摩耗していく。ところが、ドレッサ10においては、図6に示すように、四角柱形状のダイヤモンド砥粒15の軸心15Tが砥粒層12の摩耗方向Wと平行をなしているので、ドレス作業によって砥粒層12の摩耗が進行しても、端面部15dのトラバース方向Tの位置は変化しない。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the dressing operation is performed while the
即ち、図7(a)〜(c)に示すように、ドレス作業により砥粒層12の外周面の位置が摩耗方向Wへ変化しても、図7(a)〜(c)に示すように、端面部15dの位置は仮想基準面12fに揃った状態で変化することなく一定に保たれるため、ドレッサ10は安定したドレッシング性能を発揮する。
That is, as shown in FIGS. 7A to 7C, even if the position of the outer peripheral surface of the
また、図8に示すように、各ダイヤモンド砥粒15x,15y,15zの端面部15aのトラバース方向Tの長さLx,Ly,Lzが異なっているため、砥粒層12内のトラバース方向Tの始端側12sでは、各ダイヤモンド砥粒15x,15y,15zの端面部15bの位置が不揃いな状態となる。このため、砥粒層12の始端側12sから終端側12eの順に被研削物(図示せず)に当接するように当該ドレッサ10をトラバースさせてドレス作業を行えば、始端側12sでは切れ味の良いドレスを行うことができ、終端側12eでは仕上げ面を細かくすることができる。従って、トラバース方向Tへ砥粒層12を移動させながらドレッサ10でドレス作業を行えば、粗ドレスと仕上げドレスとを1工程で行うことができる。
Further, as shown in FIG. 8, since the lengths Lx, Ly, Lz in the traverse direction T of the
さらに、図8に示すように、ドレッサ10においては、砥粒層12を構成する複数のダイヤモンド砥粒15x,15y,15zのうち、最小粒径のダイヤモンド砥粒15xのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLxを1としたとき、これより粒径の大きいダイヤモンド砥粒15y,15zのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLy,Lzをそれぞれ1.2,2.0としている。即ち、Lx=1.0に対し、Ly=1.2,Lz=2.0としている。
Further, as shown in FIG. 8, in the
このように、最小粒径のダイヤモンド砥粒15xのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLx=1としたとき、これより大粒のダイヤモンド砥粒15y,15zのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLy,Lzを1.2〜2.0の範囲内に設定したことにより、図8に示すように、砥粒層12内の砥粒間隔17x,17y,17zをそれぞれ広くとることができ、始端側12sにおけるダイヤモンド砥粒15x,15y,15zの端面部15bのトラバース方向Tの位置のバラつきも大きくなるため、粗ドレス側(始端側12s)の切れ味が優れている。
As described above, when the length Lx = 1 in the traverse direction T of the
なお、Lx=1に対してLy及びLzが1.2より小さくなると、ダイヤモンド砥粒15x,15y,15zのトラバース方向Tの端面部の長さが揃い過ぎて砥粒層12内の砥粒間隔が狭くなり、被研削物(被検作物)に対する食いつきが悪化するため、ドレス能率が低下する。また、Lx=1に対してLy及びLzが2.0より大きくなると、ダイヤモンド砥粒15x,15y,15zのトラバース方向Tの端面部の長さのバラつきが大きくなり、砥粒層12内の砥粒間隔が広くなり過ぎて欠損を生じ易くなるため、ドレス能率が低下し、仕上げ面も悪化する。
When Ly and Lz are smaller than 1.2 with respect to Lx = 1, the lengths of the end surface portions in the traverse direction T of the diamond
本実施形態において、ダイヤモンド砥粒15yのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLy=1.2としているのは、一例であって、これに限定するものではないので、ドレス作業条件などに応じて、Lyは1.2〜2.0の範囲内の任意の値(例えば、1.5や1.8など)に設定することができる。
In the present embodiment, the length Ly = 1.2 in the traverse direction T of the
以上のように、ドレッサ10は、ドレス中の切れ味と仕上げ性能に優れ、これ一つで粗ドレスと仕上げドレスを行うことが可能であり、特に、砥粒層12の始端側12sから終端側12eへトラバースしながらドレスすることにより1工程で粗ドレスと仕上げドレスを行うことができる。また、ドレッサ10の回転駆動軸13を傾けて、砥粒層12の始端側12sが被研削物に多く当接するような状態でドレスを行えば、粗ドレス作業の効率が高まり、逆に、砥粒層12の終端側12eが被研削物に多く当接するような状態でドレスを行えば、仕上げドレス作業の効率が高まる。
As described above, the
次に、図9,図10に基づいて、本発明の第2実施形態であるロータリー方式のドレッサ20について説明する。図9,図10に示すように、ドレッサ20においては、砥粒層22を構成するダイヤモンド砥粒25は、砥粒層22内のトラバース方向Tの終端側22eの仮想基準面22fに四角柱形状の軸心25Tと平行な一つの端面部25dを揃えた状態で配列され、始端側22sの端面部25bは不揃いな状態に配列されている。また、砥粒層22の始端側22sに位置する端面部25bに面取り25fを施し、終端側22eに位置する端面部25dに面取り25eを施している。
Next, based on FIG. 9, FIG. 10, the
砥粒層22のトラバース方向Tの始端側22sに位置する端面部25bに面取り25fを施したことにより、切り込み量を大きくした場合(例えば、20μm以上にした場合)であっても、被研削物に対する砥粒層22の食い付きが良くなるため、ドレス時の研削効率が高まる。また、砥粒層22のトラバース方向Tの終端側22eに位置する端面部25dに面取り25eを施したことにより、ドレス時のダイヤモンド砥粒25の端面部25dの微小劈開の発生を防ぐことができるため、スクラッチ傷を防止することができ、仕上げ面をさらに細かくすることができる。
Even if the cutting amount is increased (for example, 20 μm or more) by chamfering 25 f on the
次に、図11,図12に基づいて、本発明の第3実施形態であるロータリー方式のドレッサ30について説明する。図11,図12に示すように、ドレッサ30においては、砥粒層32を構成する四角柱形状の各ダイヤモンド砥粒35は粒径の異なり(四角柱形状の軸心35Tとの交差面の辺35sの長さが互いに異なり)、砥粒層32内のトラバース方向Tの終端側32eの仮想基準面32fに四角柱形状の軸心35Tと平行な一つの辺縁部35dを揃えた状態で配列され、始端側32sでは軸心35Tと平行な辺縁部35bが不揃いな状態となっている。
Next, a
ドレッサ30をトラバース方向Tへ移動させながらドレス作業を行っていくと、被研削物を擦過する砥粒層32の外周面は図12に示す摩耗方向Wへ摩耗していくが、ドレッサ30においては、四角柱形状のダイヤモンド砥粒35の辺縁部35dが軸心35Tと平行、即ち、砥粒層32の摩耗方向Wと平行をなしているので、ドレス作業によって砥粒層32の摩耗が進行しても、辺縁部35dのトラバース方向Tの位置は変化しない。
When the dressing operation is performed while moving the
即ち、ドレス作業により砥粒層32の外周面の位置が摩耗方向Wへ変化しても、辺縁部35dの位置は仮想基準面32fに揃った状態で変化することなく一定に保たれるため、ドレッサ30は安定したドレッシング性能を発揮する。
That is, even if the position of the outer peripheral surface of the
なお、前述したドレッサ10,20,30はいずれも図1に示す円板状の台金11の外周に砥粒層12,22,32が拡径方向に突出して設けられたストレート形状のドレッサであるが、本発明はこれらに限定するものではないので、例えば、お椀型形状あるいは皿型形状などのドレッサにおいても使用することが可能であり、前述と同様の作用効果を得ることができる。
Each of the
以下、前述した実施形態に係るドレッサの性能を実証するための実験結果について説明する。図1〜図8に示すドレッサ10において、砥粒層12を構成するダイヤモンド砥粒15x,15y,15zのうち、最小粒径のダイヤモンド砥粒15xのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cの長さLx=1.0としたとき、これより粒径の大きいダイヤモンド砥粒15y,15zのトラバース方向Tと平行をなす端面部15a,15cの長さをLy及びLzを1.2〜2.0の範囲内としたとき及び前記範囲外としたときのドレス性能を比較するため、表1に示す条件でドレス作業を行ったところ、図13に示すような検証結果が得られた。
Hereinafter, experimental results for demonstrating the performance of the dresser according to the above-described embodiment will be described. In the
図8,図13に示すように、最小粒径のダイヤモンド砥粒15xの端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLx=1.0としたとき、ダイヤモンド砥粒15xより粒径の大きいダイヤモンド砥粒15y,15zの端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLy及びLzが1.15以下の場合は削除量が少なく、1.2〜2.0の範囲内では削除量が多く、2.05以上になるとダイヤモンド砥粒の欠損が生じてドレス能率が低下するだけでなく、始端側12sによる粗ドレスで生じた被研削物(砥石)のチッピングを終端側12eの仕上げドレスで除去することができないので、仕上げ面が悪化する。
As shown in FIGS. 8 and 13, when the length Lx = 1.0 in the traverse direction T of the
従って、最小粒径のダイヤモンド砥粒15xの端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLxを1.0としたとき、これより粒径の大きいダイヤモンド砥粒15y,15zの端面部15a,15cのトラバース方向Tの長さLy及びLzは1.2〜2.0の範囲内が好適であることが判明した。
Therefore, when the length Lx in the traverse direction T of the
本発明のドレッサは、一般砥粒、cBN砥粒あるいはダイヤモンド砥粒などを刃部材料として用いて形成された砥石やホイールのツルーイング手段やドレッシング手段として広く利用することができる。 The dresser of the present invention can be widely used as a truing means or dressing means for a grindstone or wheel formed using general abrasive grains, cBN abrasive grains or diamond abrasive grains as a blade material.
10,20,30 ドレッサ
11 台金
12,22,32 砥粒層
12s,22s,32s 始端側
12e,22e,32e 終端側
12f 仮想基準面
13 回転駆動軸
14 軸孔
15,15x,15y,15z,25,35 ダイヤモンド砥粒
15a〜15d,25b,25d 端面部
15s,35s 辺
15T,25T,35T 軸心
25e,25f 面取り
35b,35d 辺縁部
16 結合材
17x,17y,17z 砥粒間隔
Lx,Ly,Lz 端面部のトラバース方向の長さ
R 矢線
T トラバース方向
W 摩耗方向
10, 20, 30
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