JP2012187647A

JP2012187647A - 砥石工具及びその製造方法

Info

Publication number: JP2012187647A
Application number: JP2011051010A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Arisawa; 秀彰有澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-10-04

Abstract

【課題】偏摩耗を抑制すると共に、高精度で、且つ、効率良く研削することができる砥石工具及びその製造方法を提供する。
【解決手段】台金１１の表面１１ａに点在させたディンプル１１ｂ内に、各先端高さが揃えられた砥粒２２を、硬化した熱硬化性樹脂２１により固定した状態で、表面１１ａ上にめっき層２３を形成して、砥粒２２を固着させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワーク表面を良好な表面粗さに研削することができる砥石工具及びその製造方法に関する。

研削加工は、砥石工具を高速で回転させながら、この砥石工具に対して、一定量の切り込みと送りとを与えることにより、ワークの成形や仕上げを行う加工である。また、研削加工に用いられる砥石工具としては、電気めっきの原理を利用した電着法により、台金上に、砥粒を一層に固着させたものが、一般的に知られている。そして、このような、従来の砥石工具の製造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００４−３５８６４０号公報

上記従来の砥石工具の製造方法においては、台金の表面に、窪み部を規則的に形成し、この窪み部を用いて、砥石をめっき層によって固着することにより、砥粒密度を調整して、砥石の目詰まりを防止するようにしている。しかしながら、このような、従来の製造方法では、固着した砥粒の先端高さ（突き出し量）を調整できないため、砥粒自体の粒径のばらつきや、砥粒形状の不均一等により、各砥粒の先端高さが不揃いとなってしまう。

そして、上述したような砥石工具を用いてワークを研削すると、当該砥石工具の研削部位によって、各砥粒の切り込み量や擦過頻度が異なってしまい、ワークの表面粗さが低下するだけでなく、砥石工具が偏摩耗してしまうおそれがある。更に、先端高さが低い砥粒は研削に関与しないため、このような砥粒が多く存在すると、研削効率が大幅に低下するおそれがある。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、偏摩耗を抑制すると共に、高精度で、且つ、効率良く研削することができる砥石工具及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る砥石工具は、
台金の表面に点在させたディンプル内に、各先端高さが揃えられた砥粒を、硬化した熱硬化性樹脂により固定した状態で、前記表面上にめっき層を形成して、前記砥粒を固着させた
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る砥石工具は、
前記ディンプルは、前記砥粒が、前記表面における前記台金の移動方向と直交する幅方向の全域に亘って作用するように、配置される
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る砥石工具の製造方法は、
台金の表面に、ディンプルを点在させ、
前記ディンプル内に、砥粒を熱硬化性樹脂を介して仮固定し、
前記砥粒の先端を押圧手段により押圧して、各砥粒の先端高さを揃え、
前記砥粒の先端を押圧手段により押圧した状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させて、前記砥粒を固定し、
前記砥粒の先端への前記押圧手段による押圧を解除し、
前記表面上にめっき層を形成して、前記砥粒を固着させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る砥石工具の製造方法は、
前記台金の外周面となる前記表面に、前記ディンプルを点在させ、
前記押圧手段は、前記表面の径方向外側から、各砥粒の先端を同時に押圧する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る砥石工具によれば、各砥粒を、先端高さを揃えた状態で固着させることにより、全ての砥粒を、一様に研削に関与させることができるので、偏摩耗を抑えることができると共に、高精度で、且つ、効率良く研削することができる。

また、本発明に係る砥石工具の製造方法によれば、ディンプル内に熱硬化性樹脂を介して仮固定された各砥粒の先端を、押圧手段により押圧することにより、各砥粒の先端高さが揃った砥石工具を容易に製造することができる。

本発明の一実施例に係る砥石工具の側面図である。（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施例に係る砥石工具の製造方法を順に示した断面図である。ディンプルの配置を示した図である。押圧型を構成する分割押圧型の概略図であって、（ａ）は分割押圧型の平面図、（ｂ）は分割押圧型の正面図である。押圧型内による台金への押圧状態を示した図であって、（ａ）は押圧型の正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

以下、本発明に係る砥石工具及びその製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

先ず、図１に示した砥石工具１は、本発明に係る砥石工具の製造方法を用いて製造されたものであって、台金１１における先端側大径部の外周面に、研削面１２を有している。そして、詳細は後述するが、その研削面１２は、電気めっきの原理を利用した電着法により、砥粒２２が台金１１上に点在された構成となっている。即ち、砥石工具１は、その軸心周りに回転することにより、研削加工を可能としている。

次に、砥石工具１の製造方法について、図２乃至図５を用いて具体的に説明する。

先ず、図２（ａ）に示すように、台金１１の表面（先端側大径部の外周面）１１ａに、複数のディンプル１１ｂを規則的に形成する。

具体的には、図３に示すように、ディンプル１１ｂは、表面１１ａの幅方向（研削面１２の幅方向）において、所定のピッチＰ１で形成されると共に、表面１１ａの周方向（研削面１２の周方向）において、所定のピッチＰ２で形成されている。更に、ディンプル１１ｂは、上記ピッチＰ１，Ｐ２に配置された上で、表面１１ａの幅方向全域に亘って、隙間なく配置されている。

次いで、図２（ｂ）に示すように、台金１１の表面１１ａに、熱硬化性樹脂２１を塗布する。このとき、熱硬化性樹脂２１を、ディンプル１１ｂ内を満たすように塗布する。なお、熱硬化性樹脂２１は、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等である。

そして、図２（ｃ）に示すように、塗布した熱硬化性樹脂２１を表面１１ａから拭き取る。このとき、表面１１ａに塗布された熱硬化性樹脂２１を全て拭き取ると共に、ディンプル１１ｂ内に塗布された熱硬化性樹脂２１のうち、表面１１ａ側の熱硬化性樹脂２１のみを拭き取るようにする。これにより、ディンプル１１ｂ内に塗布された熱硬化性樹脂２１は、表面１１ａよりも凹んだ状態、即ち、低い位置で残存する。

次いで、図２（ｄ）に示すように、砥粒２２を、ディンプル１１ｂの粘着力を利用して、ディンプル１１ｂ内に仮固定する。

そして、図２（ｅ）に示すように、ディンプル１１ｂ内に仮固定された各砥粒２２の先端を、押圧型（押圧手段）３０の押圧面３０ａにより、当該ディンプル１１ｂの底面に向けて押圧する。これにより、各砥粒２２の先端高さ（突き出し量）が均一となる。

具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、押圧型３０は、同じ形状をなす３つの分割押圧型３１から構成されており、これらの分割押圧型３１は、その横断面が略扇形をなすように形成されている。また、分割押圧型３１の扇形先端部には、台金１１の外周面と密着可能な円弧面３１ａが、円弧状に凹むように形成されており、この円弧面３１ａは、その一端側に、更に凹んだ分割押圧面３１ｂを有している。

従って、図５（ａ），（ｂ）に示すように、台金１１に対して、各分割押圧型３１の円弧面３１ａを、台金１１の径方向外側から密着させることにより、当該台金１１が押圧型３０内に配置される。このような状態から、隣接した分割押圧型３１同士を、ボルト３２によって締め付けることにより、各分割押圧面３１ｂが面一となって押圧面３０ａを形成し、この押圧面３０ａによって、各砥粒２２の先端が所定の押圧力により同時に押圧される。これにより、各砥粒２２は、先端高さが同じ高さに保持される。

このとき、砥粒２２の粒径半分部分が、ディンプル１１ｂ内に残存する熱硬化性樹脂２１内に押し込まれる。また、残存する熱硬化性樹脂２１が表面１１ａ以下となるように残存しているため、砥粒２２が押し込まれても、熱硬化性樹脂２１は、ディンプル１１ｂ内から表面１１ａ上に溢れることはない。

次いで、図２（ｆ）に示すように、押圧面３０ａによって各砥粒２２の先端高さを揃えた状態で、押圧型３０を炉（図示省略）の中に入れる。このように、台金１１を組み込んだ押圧型３０ごと、所定の時間及び温度で加熱することにより、熱硬化性樹脂２１を硬化させる。

そして、図２（ｇ）に示すように、押圧型３０を炉から取り出した後、当該押圧型３０を分解して（押圧力を解除して）、台金１１を取り外す。これにより、各砥粒２２は、ディンプル１１ｂ内に、熱硬化した熱硬化性樹脂２１によって、先端高さが高精度に揃った状態で固定される。

次いで、図２（ｈ）に示すように、台金１１の表面１１に対して、無電解ニッケルめっきを施すことにより、当該表面１１ａ上にめっき層２３を形成する。これにより、砥粒２２が固着され、台金１１に研削面１２が形成される。

このとき、砥粒２２を、熱硬化性樹脂２１よって固定するだけでなく、めっき層２３によっても固定することにより、当該砥粒２２に対する保持力を向上させることができる。

また、ディンプル１１ｂが、ピッチＰ１，Ｐ２で規則的に配置されているため、このディンプル１１ｂに対応して固着された砥粒２２も、ピッチＰ１，Ｐ２で規則的に配置される。更に、砥粒２２を表面１１ａの幅方向全域に亘って隙間なく配置することにより、研削加工時に砥石工具１がその軸心周りに回転したときに、研削面１２の幅方向全域において、砥粒２２が作用するようになっている。この結果、良好な表面粗さで、且つ、効率良く研削することができる。

従って、本発明に係る砥石工具１によれば、各砥粒２２を、先端高さを揃えた状態で固着させることにより、全ての砥粒を、一様に研削に関与させることができるので、各砥粒２２の研削量を均一にすることができる。これにより、偏摩耗を抑えることができると共に、高精度で、且つ、効率良く研削することができる。

また、本発明に係る砥石工具１の製造方法によれば、ディンプル１１ｂ内に熱硬化性樹脂２１を介して仮固定された各砥粒の先端を、押圧型３０の押圧面３０ａによって押圧することにより、各砥粒２２の先端高さが揃った砥石工具１を、容易に製造することができる。

本発明は、砥粒の間隔及び先端高さを調整して、切れ味を良好にすることにより、研削性の向上を図るようにした砥石工具及びその製造方法に適用可能である。

１砥石工具
１１台金
１１ａ表面
１１ｂディンプル
１２研削面
２１熱硬化性樹脂
２２砥粒
２３めっき層
３０押圧型
３０ａ押圧面
３１分割押圧型
３１ａ円弧面
３１ｂ分割押圧面
３２ボルト

Claims

台金の表面に点在させたディンプル内に、各先端高さが揃えられた砥粒を、硬化した熱硬化性樹脂により固定した状態で、前記表面上にめっき層を形成して、前記砥粒を固着させた
ことを特徴とする砥石工具。
請求項１に記載の砥石工具において、
前記ディンプルは、前記砥粒が、前記表面における前記台金の移動方向と直交する幅方向の全域に亘って作用するように、配置される
ことを特徴とする砥石工具。
台金の表面に、ディンプルを点在させ、
前記ディンプル内に、砥粒を熱硬化性樹脂を介して仮固定し、
前記砥粒の先端を押圧手段により押圧して、各砥粒の先端高さを揃え、
前記砥粒の先端を押圧手段により押圧した状態で、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させて、前記砥粒を固定し、
前記砥粒の先端への前記押圧手段による押圧を解除し、
前記表面上にめっき層を形成して、前記砥粒を固着させる
ことを特徴とする砥石工具の製造方法。
請求項３に記載の砥石工具の製造方法において、
前記台金の外周面となる前記表面に、前記ディンプルを点在させ、
前記押圧手段は、前記表面の径方向外側から、各砥粒の先端を同時に押圧する
ことを特徴とする砥石工具の製造方法。