JP2019034348A - マルチ超砥粒ホイール - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
図1は、実施の形態1に従った超砥粒ホイールを備えたマルチ超砥粒ホイールの断面図である。図2は、図1中のIIで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
図3は、実施の形態2に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図3で示すように、実施の形態2に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12において、第一部分としての先端部122が平坦形状である点で、実施の形態1に従った超砥粒ホイールと異なる。
図4は、実施の形態3に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図4で示すように、実施の形態3に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12において、平坦な第一部分としての先端部122の幅が実施の形態2の超砥粒層12の幅よりも広い。先端部122の厚みはtであり、超砥粒層12の厚みはTである。傾斜面121が中心線12aに対してなす角度はθである。
図5は、実施の形態4に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図5で示すように、実施の形態4に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12において、第一部分としての先端部122はR形状である点で、実施の形態2および3に従った超砥粒ホイールと異なる。超砥粒層12の外周面が第二部分としての曲面部123で形成されている。
図6は、実施の形態5に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図6で示すように、実施の形態5に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12では、傾斜面121と曲面部123が組み合わされて外周面が構成されている点で、実施の形態4に従った超砥粒ホイールと異なる。超砥粒層12において中心線12aから遠い部分に第二部分としての傾斜面121が設けられている。中心線12aから近い部分に曲面部123が設けられる。先端部122は平坦である。
図7は、実施の形態6に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図7で示すように、実施の形態6に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12では、実施の形態6に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12と比較して、先端部122の幅が狭くなっている。
図8は、実施の形態7に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図8で示すように、実施の形態7に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12では、傾斜面121と曲面部123との組み合わせにおいて超砥粒層12のラジアル面が形成されている。第二部分としての傾斜面121は断面において直線形状である。傾斜面121に連続的に曲面部123が連なる。曲面部123と傾斜面121との境界部分において、傾きが連続的に変化してもよい。
図9は、実施の形態8に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図9で示すように、実施の形態8に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12では、傾斜面121と曲面部123との組み合わせにおいて超砥粒層12のラジアル面が形成されており、傾斜面121と曲面部123との境界部分において傾きが不連続に変化する。
図10は、実施の形態9に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。図10で示すように、実施の形態9に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12では、第一部分としての先端部122が断面において直線状であり、その先端部122に第二部分としての曲面部123が連続して設けられている。先端部122と曲面部123との境界部分において、表面の傾きが不連続に変化している。
図11は、比較例に従った超砥粒ホイールの超砥粒層の断面図である。比較例に従った超砥粒ホイールの超砥粒層12では超砥粒層の厚み方向に沿って、超砥粒層12の厚み方向の一方端から他方端まで平坦な先端部122が延びている。
図12は、実施の形態1に従った超砥粒ホイールを備えた実施の形態10に従ったマルチ超砥粒ホイールの断面図である。実施の形態1のマルチ超砥粒ホイールでは、片持ち構造であったのに対して、実施の形態10のマルチ超砥粒ホイール1は両持ち構造である。シャフト31が複数の超砥粒ホイール10を貫通するように設けられている。シャフト31の両側にベアリング(図示せず)が設けられる。
(試料番号1−8)
質量比率でWCが90%、Coが10%である超硬合金を直径94mm、穴径30mm、厚み0.3mmを有するように加工して硬質基板とした。この硬質基板を金型にセットした。結合材としてのフェノール樹脂粉末と、平均粒径100μmのダイヤモンド砥粒とを、ダイヤモンドの体積比率が25%(ダイヤモンド砥粒25%、フェノール樹脂75%)になるように混合した。硬質基板がセットされた金型に混合物を充填した後、硬質基板および混合物を加圧し、温度180℃で2時間、加熱硬化させて、冷却後に金型から抜き出した。硬質基板の外周面には超砥粒層が形成された。
質量比率でWCが90%、Coが10%である超硬合金を直径119mm、穴径30mm、厚み0.4mmを有するように加工して硬質基板とした。この硬質基板を金型にセットした。結合材としてのフェノール樹脂粉末と、平均粒径120μmのダイヤモンド砥粒とを、ダイヤモンドの体積比率が20%(ダイヤモンド砥粒20%、フェノール樹脂80%)になるように混合した。硬質基板がセットされた金型に混合物を充填した後、硬質基板および混合物を加圧し、温度180℃で2時間、加熱硬化させて、冷却後に金型から抜き出した。硬質基板の外周面には超砥粒層が形成された。
質量比率でWCが90%、Coが10%である超硬合金を直径144mm、穴径40mm、厚み0.4mmを有するように加工して硬質基板とした。この硬質基板を金型にセットした。結合材としてのブロンズ系のメタルボンド(銅90質量%−錫10質量%)と、平均粒径160μmのダイヤモンド砥粒とを、ダイヤモンドの体積比率が25%(ダイヤモンド砥粒25%、メタルボンド75%)になるように混合した。硬質基板がセットされた金型に混合物を充填した後、硬質基板および混合物を加圧し、温度700℃で1時間、炉で焼結して、冷却後に金型から抜き出した。硬質基板の外周面には超砥粒層が形成された。
質量比率でWCが85%、Coが15%である超硬合金を直径100mm、穴径30mm、厚み0.4mmを有するように加工して硬質基板とした。この硬質基板に平均粒径50μmのダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで固定した。硬質基板の側面と超砥粒層の側面との逃げは、片側側面において、図19で示すように0.05mm、とした。なお、硬質基板はダイヤモンド砥粒の平均粒径の大きさ分を、完成寸法から補正して小さく加工しておいた。
Claims (8)
- ヤング率が300GPa以上の硬質基板と、
前記硬質基板の外周に設けられた超砥粒層とを備えた超砥粒ホイールであって、
前記超砥粒ホイールの回転軸を含み回転軸に平行な面で前記超砥粒層を切断したときに現れる前記超砥粒層の断面形状は線対称であり、前記断面の工作物に作用する領域において、前記超砥粒ホイールの外径が最大の第一部分と、前記第一部分より前記超砥粒ホイールの外径が小さい第二部分とが設けられ、前記第一部分が対称軸上に存在する、超砥粒ホイール。 - 前記超砥粒ホイールの外径はφ50−200mm、前記超砥粒層の厚み0.2mm以上で、前記超砥粒層は、ダイヤモンドおよびCBNの少なくともいずれかを含む、請求項1記載の超砥粒ホイール。
- 前記硬質基板は、超硬合金またはサーメットのいずれかで構成される、請求項1または2に記載の超砥粒ホイール。
- 前記超砥粒層の前記断面形状において前記第一部分の厚みtは、前記超砥粒層の厚みTの70%以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の超砥粒ホイール。
- 前記硬質基板が前記超砥粒層に埋め込まれており、前記硬質基板が埋め込まれていない前記超砥粒層の部分の径方向長さXに対して、前記硬質基板が埋め込まれている前記超砥粒層の部分の径方向長さDはXの5%−40%である、請求項1から4のいずれか1項に記載の超砥粒ホイール。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の複数の前記超砥粒ホイールと、複数の前記超砥粒ホイールの間に設けられるスペーサとを備え、前記スペーサの比重は、前記硬質基板の比重より小さい、マルチ超砥粒ホイール。
- 前記スペーサの外周コーナー部丸みは、R0.05mm以下である、請求項6に記載のマルチ超砥粒ホイール。
- 前記硬質基板において前記スペーサと接触する面の表面粗さ(Rz)が5μm以下であり、前記スペーサにおいて前記硬質基板と接触する面の表面粗さ(Rz)が5μm以下である、請求項6または7に記載のマルチ超砥粒ホイール。
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