JP2021065982A - Diamond dresser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作物の総形研削加工を行う研削砥石の砥石面のドレッシング作業やフォーミング作業に使用されるダイヤモンドドレッサに関する。 The present invention relates to a diamond dresser used for dressing work and forming work on the grindstone surface of a grinding wheel that grinds the entire shape of a workpiece.
ダイヤモンドドレッサは、従来、研削砥石の切れ味を修正する作業に使用されてきたが、近年は、研削砥石による高効率加工及び高精度加工の需要が高まり、工作物の加工形状に倣って砥石の研削面形状を成形して総形研削砥石を製作するフォーミング作業にも使用されている。 The diamond dresser has been used for the work of correcting the sharpness of the grinding wheel, but in recent years, the demand for high-efficiency machining and high-precision machining by the grinding wheel has increased, and the grinding wheel is ground according to the machining shape of the workpiece. It is also used in forming work to form a surface shape to produce a total grinding wheel.
総形研削砥石のドレッシング作業においては、従来、天然粒状ダイヤモンドまたは人造柱状ダイヤモンドを用いたダイヤモンドドレッサが使用されている。天然粒状ダイヤモンドを用いたダイヤモンドドレッサは、ドレッシング作業に起因する摩耗によりドレッシング作用面積が変化するという問題があり、人造柱状ダイヤモンドを用いたダイヤモンドドレッサは、ボンド層干渉や加工点への冷却液供給の点において問題があり、それぞれ加工の安定性、研削精度に課題がある状態で使用されているのが実状である。 In the dressing work of the total grinding wheel, a diamond dresser using natural granular diamond or artificial columnar diamond has been conventionally used. Diamond dressers using natural granular diamonds have the problem that the dressing area changes due to wear caused by dressing work, and diamond dressers using artificial columnar diamonds interfere with the bond layer and supply coolant to the processing point. There are problems in terms of points, and the actual situation is that they are used in a state where there are problems with processing stability and grinding accuracy, respectively.
近年は総形砥石による研削加工において高精度が要求され、これに伴い研削精度に影響を与える総形砥石のドレッシング作業においても高精度で安定性に優れたダイヤモンドドレッサが求められている。特に、ベアリング部品の内輪軌道面や外輪軌道面の研削加工においては、高精度化の要求が、より顕著であり、現在のダイヤモンドドレッサの様々な課題を解決できる技術が求められている。 In recent years, high precision is required in the grinding process using the total shape grindstone, and along with this, a diamond dresser having high accuracy and excellent stability is also required in the dressing work of the total shape grindstone which affects the grinding accuracy. In particular, in the grinding of the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface of bearing parts, the demand for higher accuracy is more remarkable, and a technique capable of solving various problems of the current diamond dresser is required.
市場に普及しているドレッサの一つとして、人造角柱ダイヤモンドを使用したダイヤモンドドレッサ(以下、「角柱ドレッサ」と略記することがある)がある。この角柱ドレッサは、ドレッシング作用面が一定で安定して継続使用するができるので、広く使用されている。(例えば、特許文献1,2参照)。
As one of the dressers widely used in the market, there is a diamond dresser using an artificial prismatic diamond (hereinafter, may be abbreviated as "prism dresser"). This prismatic dresser is widely used because it has a constant dressing surface and can be used continuously in a stable manner. (See, for example,
また、砥石総形形状に倣ってドレッシングする際に、ダイヤモンドドレッサのボンド層や支持体部分が砥石と干渉することを防ぐための手段として、ボンド層に逃がし形状を設けたドレッサや、ボンド層の干渉部分を除去して柱状ダイヤモンドの側面の一部を露出させたドレッサなどが提案されている(例えば、特許文献3,4参照)。
Further, as a means for preventing the bond layer and the support portion of the diamond dresser from interfering with the grindstone when dressing according to the total shape of the grindstone, a dresser having a relief shape in the bond layer or a bond layer A dresser or the like in which an interfering portion is removed to expose a part of a side surface of a columnar diamond has been proposed (see, for example,
さらに、柱状ダイヤモンドの側面の一部を露出させることで、冷却液によるダイヤモンドの冷却促進を図ったドレッサも提案されている(例えば、特許文献4,5参照)。
Further, a dresser has been proposed in which cooling of the diamond by a coolant is promoted by exposing a part of the side surface of the columnar diamond (see, for example,
一方、ダイヤモンドを支持体に強固に固着する方法として活性ロー材を用いることは公知であるが、形状的に柱状ダイヤモンドよりも残留応力を許容できる粒状ダイヤモンドを活性ロー材で固着したドレッサが提案されている(例えば、特許文献6参照)。 On the other hand, although it is known to use an active raw material as a method for firmly fixing diamond to a support, a dresser in which granular diamond that can tolerate residual stress more than columnar diamond in shape is fixed with an active raw material has been proposed. (See, for example, Patent Document 6).
特許文献1,2に記載されている角柱ドレッサは角柱ダイヤモンドを焼結金属に埋設する方法で製造されているため、ダイヤモンドのドレッシング作用面と、焼結金属面及び支持体の一部が面一形状であるのが一般的である。
Since the prismatic dresser described in
ところが、特許文献1,2に記載されたダイヤモンドドレッサは、前述した砥石研削面の形成が必要な砥石、例えば、ベアリング部品の内輪軌道面や外輪軌道面の加工用砥石のドレッシングに使用した場合、ダイヤモンドのみでなく、焼結金属及び支持体部分も砥石と干渉するため、砥石の切れ味の鈍化や、高精度の成形加工を安定して行えないなどの問題がある。
However, when the diamond dresser described in
また、ダイヤモンドは高温環境下で劣化する性質があるので、ダイヤモンドドレッサでのドレッシング作業やフォーミング作業を行う場合には、加工点に冷却液を供給し、加工熱により蓄熱するダイヤモンドを冷却することが必要であるが、総形砥石は、その形状により、冷却液を加工点に十分供給することができず、熱的影響によりダイヤモンドが劣化し、摩耗が促進され、安定した加工ができないことがある。 In addition, since diamond has the property of deteriorating in a high temperature environment, when performing dressing work or forming work with a diamond dresser, it is possible to supply a cooling liquid to the processing point and cool the diamond that stores heat by the processing heat. Although it is necessary, due to its shape, the total shape grindstone may not be able to supply sufficient coolant to the machining point, and the diamond may deteriorate due to the thermal effect, wear may be promoted, and stable machining may not be possible. ..
特許文献3,4に記載されたドレッサは、ドレッシング時に作用するダイヤモンドの先端部分をテーパ状に成形してダイヤモンドの突出し部を創生することで、使用初期は干渉なく使用できるものの、突出し部が摩耗消滅した時点で、ボンド層と砥石とが干渉する設計となっているため、適宜、ダイヤモンド部の形状修正が必要であり、工具寿命上の問題がある。
The dresser described in
総形砥石のドレッシングは、その砥石形状によりドレスポイントに冷却液を供給することが困難な作業である。特に、柱状ダイヤモンドのドレッシング面のみを露出させ、その他の部分はボンド層内に埋設されたダイヤモンドドレッサにおいては、冷却液がボンド層または支持体部分に供給され、柱状ダイヤモンドは間接的に冷却される構造であるため、十分な冷却効果が得られず、ダイヤモンドの熱劣化により摩耗が促進され、ドレッシング作業時の安定性に問題がある。 Dressing a full-form grindstone is a task in which it is difficult to supply a coolant to the dressing point due to the shape of the grindstone. In particular, in a diamond dresser in which only the dressing surface of the columnar diamond is exposed and the other portion is embedded in the bond layer, the coolant is supplied to the bond layer or the support portion, and the columnar diamond is indirectly cooled. Due to the structure, a sufficient cooling effect cannot be obtained, wear is promoted due to thermal deterioration of diamond, and there is a problem in stability during dressing work.
この問題に対処するため、特許文献4,5においては、柱状ダイヤモンドの側面の一部を露出させることで冷却液によるダイヤモンドの冷却を促進させる技術が提案されているが、冷却効果は十分でない。
In order to deal with this problem,
前述したボンド層と砥石との干渉の問題、ダイヤモンドの冷却不足の問題について検討を行った結果、天然粒状ダイヤモンドを使用したダイヤモンドドレッサのように、ドレッシング作用部近傍のダイヤモンドをボンド層表面より突出した構造とすれば、突出したダイヤモンドのみがドレッシング作用を発揮し、冷却液をダイヤモンドに直接供給することができ、前記二つの問題を同時に解決することができるとの期待が生じた。 As a result of investigating the above-mentioned problem of interference between the bond layer and the grindstone and the problem of insufficient cooling of diamond, diamond near the dressing action part protruded from the surface of the bond layer like a diamond dresser using natural granular diamond. With the structure, it was expected that only the protruding diamond would exert a dressing effect, the coolant could be directly supplied to the diamond, and the above two problems could be solved at the same time.
しかしながら、柱状ダイヤモンドは、その形状に起因して、ボンド層で保持する際の接触面積が小さく、ボンド層による保持力が不足する傾向があり、使用中にダイヤモンドが脱落し易くなるので、一般には、ダイヤモンドの長手方向の寸法の全てをボンド層に埋設している。よって、柱状ダイヤモンドの一部を突出させるためには、一般的な焼結法によるダイヤモンドの固着技術では困難であり、少ない埋設部分でダイヤモンドを十分に保持できる技術が必要である。 However, due to the shape of the columnar diamond, the contact area when the diamond is held by the bond layer is small, the holding force by the bond layer tends to be insufficient, and the diamond tends to fall off during use. , All of the longitudinal dimensions of the diamond are embedded in the bond layer. Therefore, in order to project a part of the columnar diamond, it is difficult to fix the diamond by a general sintering method, and a technique capable of sufficiently holding the diamond with a small number of buried portions is required.
これに対応するため、焼結法による固着技術よりも強固なダイヤモンド保持力を有する固着方法として活性ロー材を用いる固着方法が公知であるが、固着工程中にダイヤモンドに熱応力が生じ、これが残留応力となるため、製造工程中あるいは使用中の負荷によりダイヤモンドの折れや欠けが発生し易いという問題が生じ、実用上、難がある。 In order to deal with this, a fixing method using an active brazing material is known as a fixing method having a stronger diamond holding force than the fixing technique by the sintering method, but thermal stress is generated in the diamond during the fixing process, and this remains. Since it becomes stress, there is a problem that diamonds are likely to be broken or chipped due to a load during the manufacturing process or during use, which is practically difficult.
一方、特許文献6には、形状的に柱状ダイヤモンドよりも残留応力を許容できる粒状ダイヤモンドを活性ロー材で固着したダイヤモンドドレッサが記載されているが、このダイヤモンドドレッサは、ダイヤモンド、仮止め材、活性ロー材、緩衝材、メタルボンド及び支持体で構成されているため、製造方法が複雑であり、得られる効果もダイヤモンドの折れや欠けが少なくなる程度にとどまり、製品として、実用上、満足できるレベルに達していないのが実状である。 On the other hand, Patent Document 6 describes a diamond dresser in which granular diamonds that can tolerate residual stress more than columnar diamonds in shape are fixed with an active raw material. The diamond dressers are diamonds, temporary fixing materials, and active materials. Since it is composed of brazing material, cushioning material, metal bond and support, the manufacturing method is complicated, and the obtained effect is limited to the extent that diamond breakage and chipping are reduced, which is a practically satisfactory level as a product. The reality is that it has not reached.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、総形砥石のドレッシング作業やフォーミング作業において、総形砥石とボンド層との干渉や冷却不足が発生し難く、柱状ダイヤモンドの折れや欠けも発生し難いダイヤモンドドレッサを提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that in the dressing work and forming work of the total shape grindstone, interference between the total shape grindstone and the bond layer and insufficient cooling are unlikely to occur, and the columnar diamond is unlikely to be broken or chipped. It is to provide a diamond dresser.
本発明に係るダイヤモンドドレッサは、軸心方向の先端面に凹部を有する支持体と、前記凹部内に活性ロー材を含むボンド層によって固着された柱状ダイヤモンドと、を備え、
前記柱状ダイヤモンドの先端部が前記支持体の先端面から全周にわたって突出した状態で固着され、
前記ボンド層と前記柱状ダイヤモンドとの境界に、前記活性ロー材に含まれる金属元素であって前記柱状ダイヤモンドと炭化物を形成する金属元素が集中した熱応力緩和層を備えたことを特徴とする。
The diamond dresser according to the present invention includes a support having a recess on the tip surface in the axial direction, and a columnar diamond fixed in the recess by a bond layer containing an active brazing material.
The tip of the columnar diamond is fixed so as to project from the tip surface of the support over the entire circumference.
The boundary between the bond layer and the columnar diamond is provided with a thermal stress relaxation layer in which the metal element contained in the active raw material and the metal element forming the columnar diamond and the carbide is concentrated.
このような構成とすれば、柱状ダイヤモンドのドレッシング作用面がボンド層の表面より突出した状態となるので、ドレッシング作業中、ボンド層や支持体の一部が総形砥石に干渉するのを防止することができる。 With such a configuration, the dressing action surface of the columnar diamond is in a state of protruding from the surface of the bond layer, so that it is possible to prevent a part of the bond layer and the support from interfering with the total grindstone during the dressing operation. be able to.
また、ドレッシング面を含む柱状ダイヤモンドの先端部(突出部分)に冷却液を直接供給することができるため冷却不足が発生し難い。 Further, since the cooling liquid can be directly supplied to the tip portion (protruding portion) of the columnar diamond including the dressing surface, insufficient cooling is unlikely to occur.
さらに、柱状ダイヤモンドとボンド層との境界に介在する熱応力層の熱膨張係数を活性ロー材並びにダイヤモンドの熱膨張係数の中間値程度とすれば、具体的には、
活性ロー材の熱膨張係数>熱応力緩和層の熱膨張係数>柱状ダイヤモンドの熱膨張係数
とすれば、この熱応力緩和層の存在により、当該ダイヤモンドドレッサの製造工程における焼結作業中に発生する熱応力に起因する柱状ダイヤモンド中の残留応力を軽減、緩和できるため、柱状ダイヤモンドの折れや欠けも発生し難くなる。
Further, if the coefficient of thermal expansion of the thermal stress layer interposed at the boundary between the columnar diamond and the bond layer is set to about an intermediate value of the coefficient of thermal expansion of the active raw material and diamond, specifically
If the coefficient of thermal expansion of the active raw material> the coefficient of thermal expansion of the thermal stress relaxation layer> the coefficient of thermal expansion of the columnar diamond, the presence of this thermal stress relaxation layer causes it to occur during the sintering operation in the manufacturing process of the diamond dresser. Since the residual stress in the columnar diamond due to thermal stress can be reduced and relaxed, the columnar diamond is less likely to be broken or chipped.
前記ダイヤモンドドレッサにおいては、前記活性ロー材が、Ti(チタン),V(バナジウム),Cr(クロム),Zr(ジルコニウム),Nb(ニオブ),Mо(モリブデン),Hf(ハウニウム),Ta(タンタル),W(タングステン)のうちの1以上を含むものであることが望ましい。 In the diamond dresser, the active brazing material is Ti (titanium), V (vanadium), Cr (chromium), Zr (zirconium), Nb (niobium), Mо (molybdenum), Hf (hafnium), Ta (tantalum). ), W (tungsten), it is desirable that it contains one or more.
前記ダイヤモンドドレッサにおいては、前記活性ロー材が、Ag−Cu−Ti−In系、Ag−Cu−Ti系、Au−Ni−Cr系の何れかであることが望ましい。 In the diamond dresser, it is desirable that the active brazing material is any of Ag-Cu-Ti-In type, Ag-Cu-Ti type, and Au-Ni-Cr type.
前記ダイヤモンドドレッサにおいては、前記柱状ダイヤモンドの形状は、角柱状若しくは円柱状であることが望ましい。 In the diamond dresser, it is desirable that the shape of the columnar diamond is prismatic or columnar.
前記ダイヤモンドドレッサにおいては、前記柱状ダイヤモンドの先端部の形状は、平面状、円錐状若しくは角錐状とすることもできる。 In the diamond dresser, the shape of the tip of the columnar diamond may be flat, conical or pyramidal.
前記ダイヤモンドドレッサにおいては、前記柱状ダイヤモンドは、単結晶構造若しくは多結晶構造のものを用いることができる。 In the diamond dresser, the columnar diamond may have a single crystal structure or a polycrystalline structure.
本発明により、総形砥石のドレッシング作業やフォーミング作業において、総形砥石とボンド層との干渉や冷却不足が発生し難く、柱状ダイヤモンドの折れや欠けも発生し難いダイヤモンドドレッサを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a diamond dresser in which interference between the total shape grindstone and the bond layer and insufficient cooling are unlikely to occur in dressing work and forming work of the total shape grindstone, and breakage and chipping of columnar diamonds are unlikely to occur. ..
以下、図1〜図6に基づいて、本発明の実施形態であるダイヤモンドドレッサ10,20について説明する。
Hereinafter, the
初めに、図1〜図4に基づいてダイヤモンドドレッサ10について説明する。図1〜図4に示すように、ダイヤモンドドレッサ10は、先端部1aが円錐台形状をなす円柱状の支持体1と、柱状ダイヤモンド2と、ボンド層3とを備えている。支持体1の軸心C方向の先端面1bには凹部1cが形成され、柱状ダイヤモンド2が、Ag−Cu−Ti−In系の活性ロー材を含むボンド層3によって凹部1c内に固着されている。なお、活性ロー材はAg−Cu−Ti−In系に限定しないので、Ag−Cu−Ti系あるいはAu−Ni−Cr系の活性ロー材を使用することもできる。
First, the
柱状ダイヤモンド2は、その先端部2aが平面状をなす四角柱状であり、そのサイズは0.6mm×0.6mm×3.0mmであり、先端部2aの外周面2bが支持体1の先端面1bから全周にわたって突出した状態で固着されている。柱状ダイヤモンド2の突出寸法(支持体1の先端面1bから柱状ダイヤモンド2の先端部2aまでの長さ)Pは0.3mm以上であることが望ましい。なお、前述した柱状ダイヤモンド2のサイズは一例を示すものであり、これに限定されないが、例えば、四角柱形状の場合、先端部の角柱面サイズ□0.2mm〜2.0mm程度、長さ1.0mm〜3.0mm程度が好適である。
The
柱状ダイヤモンド2の形状は四角柱形状であるが、これに限定しないので、その他の多角柱状若しくは円柱状とすることもできる。柱状ダイヤモンド2の先端部2aの形状は平面状であるが、これに限定しないので、円錐状若しくは角錐状とすることもできる。柱状ダイヤモンド2の結晶構造は単結晶構造若しくは多結晶構造の何れであっても良い。
The shape of the
支持体1の先端部1aは、柱状ダイヤモンド2が固着された直径2mmの先端面1bを残して、90度の逃げ角Eが形成されている。ボンド層3と柱状ダイヤモンド2との境界に、活性ロー材中に含まれる金属元素であって柱状ダイヤモンド2と炭化物を形成する金属元素が集中した熱応力緩和層4を備えている。
The
ダイヤモンドドレッサ10においては、柱状ダイヤモンド2のドレッシング作用面(先端部2a)がボンド層3の表面より突出した状態となっていることにより、ドレッシング作業中、ボンド層3や支持体1の一部が砥石や総形砥石に干渉するのを防止することが可能となるため、ダイヤモンドドレッサ10でドレッシングした後の砥石や総形砥石の切れ味や成形精度が向上する。
In the
また、ドレッシング時やフォーミング時の加工点を含む柱状ダイヤモンド2の先端部2a(突出部分)に冷却液を直接供給することができるため、冷却不足に起因する柱状ダイヤモンド2の劣化が軽減され、柱状ダイヤモンド2の耐用性が向上する。
Further, since the cooling liquid can be directly supplied to the
さらに、活性ロー材中に含まれる金属元素であって柱状ダイヤモンド2と炭化物を形成する金属元素(本実施形態ではTi)が集中した熱応力緩和層4の熱膨張係数と、活性ロー材の熱膨張係数並びに柱状ダイヤモンド2の熱膨張係数については、活性ロー材の熱膨張係数>熱応力緩和層4の熱膨張係数>柱状ダイヤモンド2の熱膨張係数、という大小関係が成立している。このような熱応力緩和層4の存在により、ダイヤモンドドレッサ10の製造工程における焼結作業中に発生する熱応力に起因する柱状ダイヤモンド2中の残留応力が軽減、緩和できるため、柱状ダイヤモンド2の折れや欠けも発生し難くなる。
Further, the coefficient of thermal expansion of the thermal
次に、図5,図6に基づいてダイヤモンドドレッサ20について説明する。図5,図6に示すように、ダイヤモンドドレッサ20は、先端部1aが円錐台形状をなす円柱状の支持体1と、柱状ダイヤモンド5と、ボンド層3とを備えている。支持体1の軸心C方向の先端面1bには凹部1cが形成され、柱状ダイヤモンド5が、Ag−Cu−Ti−In系の活性ロー材を含むボンド層3によって凹部1c内に固着されている。
Next, the
柱状ダイヤモンド5は、その先端部5aが円錐形をなす四角柱状であり、そのサイズは0.6mm×0.6mm×3.0mmであり、先端部5a及びこれに連なる四角柱状部の先端部5a寄りの部分の外周面5bが支持体1の先端面1bから全周にわたって突出した状態で固着されている。柱状ダイヤモンド5の突出寸法(支持体1の先端面1bから柱状ダイヤモンド5の先端部5aの頂点までの長さ)Pは0.3mm以上であることが望ましい。
The
支持体1の先端部1aは、柱状ダイヤモンド2が固着された直径2mmの先端面1bを残して、90度の逃げ角Eが形成されている。ボンド層3と柱状ダイヤモンド5との境界に、活性ロー材中の金属元素と柱状ダイヤモンド5中の炭素との化合物を含む熱応力緩和層4を備えている。柱状ダイヤモンド5の先端部5aの頂角Fは130度としているが、これに限定するものではない。
The
ダイヤモンドドレッサ20においては、柱状ダイヤモンド5のドレッシング作用面(先端部5a)がボンド層3の表面より突出した状態となっていることにより、ドレッシング作業中、ボンド層3や支持体1の一部が砥石や総形砥石に干渉するのを防止することが可能となるため、ダイヤモンドドレッサ20でドレッシングした後の砥石や総形砥石の切れ味や成形精度が向上する。
In the
また、ドレッシング時やフォーミング時の加工点を含む柱状ダイヤモンド5の先端部5a(突出部分)に冷却液を直接供給することができるため、冷却不足に起因する柱状ダイヤモンド5の劣化が軽減され、柱状ダイヤモンド5の耐用性が向上する。
Further, since the cooling liquid can be directly supplied to the
さらに、活性ロー材中に含まれる金属元素であって柱状ダイヤモンド5と炭化物を形成する金属元素(本実施形態においてはTi)が集中した熱応力緩和層4の熱膨張係数が、活性ロー材並びに柱状ダイヤモンド5の熱膨張係数の中間値程度であることにより、ダイヤモンドドレッサ20の製造工程における焼結作業中に発生する熱応力に起因する柱状ダイヤモンド5中の残留応力が、この熱応力緩和層4の存在によって軽減、緩和されるため、柱状ダイヤモンド5の折れや欠けも発生し難い。
Further, the coefficient of thermal expansion of the thermal
ここで、ダイヤモンドドレッサ20の製造方法について説明する。ダイヤモンドドレッサ20の製造方法は限定しないが、例えば、以下の工程により製造することができる。
Here, a method for manufacturing the
(1)円柱状の支持体原材料(図示せず)の軸心方向の先端面(先端面1bとなる面)に形成された凹部1c内に、Ag−Cu−Ti−In系の活性ロー材とバインダとの混合物(ペースト状)と柱状ダイヤモンドとを装入する。
(2)凹部1c内への柱状ダイヤモンド、活性ロー材及びバインダの装入が完了した支持体原材料を真空加熱炉において焼結する。焼結温度は600℃〜1000℃程度が好適であり、保持時間は20分〜120分程度が好適である。
(3)焼結終了後、真空加熱炉内の温度が常温まで低下したら、支持体原材料を真空加熱炉から取り出し、その先端面を、柱状ダイヤモンドの固着部分(凹部1c)の周囲の直径2mmの部分(先端面1b)を残して研削し、90度の逃げ角Eを形成する。
(4)この後、支持体1の先端面1bから突出した柱状ダイヤモンドの先端部を、頂角F=130度の円錐形状に加工すると、ダイヤモンドドレッサ20が完成する。
(1) Ag-Cu-Ti-In-based active raw material in the
(2) The support raw material in which the columnar diamond, the active brazing material and the binder have been charged into the
(3) When the temperature inside the vacuum heating furnace drops to room temperature after the completion of sintering, the support raw material is taken out from the vacuum heating furnace, and the tip surface thereof has a diameter of 2 mm around the fixed portion (
(4) After that, the
前述した工程により製造したダイヤモンドドレッサ20と従来のダイヤモンドドレッサ(以下、従来品と略記することがある)について、以下の条件に基づいて砥石のドレッシング作業を行い、ダイヤモンドドレッサ20と従来品との比較実験を行った。
The
なお、従来品の仕様は以下の通りである。
ダイヤモンドドレッサの品種:単石ドレッサ
柱状ダイヤモンドの形状:角柱状
柱状ダイヤモンドのサイズ:0.6mm×0.6mm×3.0mm(0.6mm×0.6mmがドレッシング面)
柱状ダイヤモンドの固着方法: 金属焼結法
柱状ダイヤモンドの先端部の形状:頂角=130度の円錐形状
柱状ダイヤモンドの結晶:多結晶
The specifications of the conventional product are as follows.
Diamond dresser variety: Single stone dresser Columnar diamond shape: Square columnar columnar diamond size: 0.6 mm x 0.6 mm x 3.0 mm (0.6 mm x 0.6 mm is the dressing surface)
Columnar diamond fixing method: Metal sintering method Columnar diamond tip shape: Conical shape with apex angle = 130 degrees Columnar diamond crystal: Polycrystal
(a)ダイヤモンドドレッサ20の仕様
柱状ダイヤモンド5のサイズ:0.6mm×0.6mm×3.0mm(0.6mm×0.6mmがドレッシング面)
柱状ダイヤモンド5の先端部5aの形状:頂角F=130度の円錐形状
柱状ダイヤモンド5の結晶:多結晶(単結晶でも可)
柱状ダイヤモンド5の突出寸法(支持体1の先端面1bから柱状ダイヤモンド5の先端部5aの頂点までの長さ)P:0.50mm
(A) Specifications of
Shape of
Projection dimension of columnar diamond 5 (length from the
(b)ドレッシング対象である砥石の仕様
砥石種類:CXZ #60
砥石寸法:φ405×75T×127H
砥石形状:アンギュラ形状 角部90度 角部先端R0.5
(B) Specifications of the grindstone to be dressed Grindstone type: CXZ # 60
Whetstone dimensions: φ405 x 75T x 127H
Whetstone shape: Angular shape 90 degrees corner tip R0.5
(c)ドレッシング条件
切り込み量:φ20μm
ドレスリード:0.1mm/r.o.w
砥石周速:45m/sec
(C) Dressing condition Cut amount: φ20 μm
Dress lead: 0.1 mm / r. o. w
Grindstone peripheral speed: 45 m / sec
(d)研削条件
研削方式:湿式円筒プランジ研削
砥石周速:45m/sec
(D) Grinding conditions Grinding method: Wet cylindrical plunge grinding Grinding stone Peripheral speed: 45 m / sec
(e)評価項目
ドレス作業時の摩耗体積
研削作業時の消費電力
ワークR部真円度
ドレス作業時のダイヤ原石(柱状ダイヤモンド5)の温度
(E) Evaluation item Abrasion volume during dressing work Power consumption during grinding work Work R roundness Roundness of rough diamond (columnar diamond 5) during dressing work
ドレス作業時の摩耗体積を比較すると、従来品より40%低減することができた。
研削作業時の消費電力を比較すると、従来品より5%低減することができた。
ワークR部真円度については、従来品は狙い値より大きめのR寸法で仕上がる傾向があるのに対し、ダイヤモンドドレッサ20は、より設定値に近いワークの仕上がりとなり、また、バラつきも低減された。
ドレス作業時のダイヤ原石(柱状ダイヤモンド5)の温度について比較すると、従来品より30%低減することができた。
Comparing the wear volume during dressing work, it was possible to reduce the wear volume by 40% compared to the conventional product.
Comparing the power consumption during grinding work, it was possible to reduce the power consumption by 5% compared to the conventional product.
Regarding the roundness of the work R part, the conventional product tends to be finished with an R dimension larger than the target value, whereas the
Comparing the temperature of rough diamond (columnar diamond 5) during dressing work, it was possible to reduce it by 30% compared to the conventional product.
なお、図1〜図6に基づいて説明したダイヤモンドドレッサ10,20は、本発明に係るダイヤモンドドレッサを例示するものであり、本発明に係るダイヤモンドドレッサは、前述したダイヤモンドドレッサ10,20に限定されない。
The
本発明に係るダイヤモンドドレッサは、工作物の総形研削加工を行う研削砥石の砥石面のドレッシング作業やフォーミング作業用のツールとして様々な産業分野において広く利用することができる。 The diamond dresser according to the present invention can be widely used in various industrial fields as a tool for dressing work and forming work on the grindstone surface of a grinding wheel for performing total shape grinding of a workpiece.
1 支持体
1a,2a,5a 先端部
1b 先端面
1c 凹部
2,5 柱状ダイヤモンド
2b 外周面
3 ボンド層
4 熱応力緩和層
10,20 ダイヤモンドドレッサ
C 軸心
E 逃げ角
F 頂角
P 突出寸法
1
本発明に係るダイヤモンドドレッサは、軸心方向の先端面に凹部を有する支持体と、前記凹部内に活性ロー材を含むボンド層によって固着された柱状ダイヤモンドと、を備え、
前記柱状ダイヤモンドの先端部が前記支持体の先端面から全周にわたって突出した状態で固着され、
前記ボンド層と前記柱状ダイヤモンドとの境界に、前記活性ロー材に含まれる金属元素であって前記柱状ダイヤモンドと炭化物を形成する金属元素が集中した熱応力緩和層を備え、
前記活性ロー材の熱膨張係数>前記熱応力緩和層の熱膨張係数>前記柱状ダイヤモンドの熱膨張係数であることを特徴とする。
The diamond dresser according to the present invention includes a support having a recess on the tip surface in the axial direction, and a columnar diamond fixed in the recess by a bond layer containing an active brazing material.
The tip of the columnar diamond is fixed so as to project from the tip surface of the support over the entire circumference.
At the boundary between the bond layer and the columnar diamond, a thermal stress relaxation layer in which the metal element contained in the active raw material and forming the columnar diamond and the carbide is concentrated is provided .
The coefficient of thermal expansion of the active raw material> the coefficient of thermal expansion of the thermal stress relaxation layer> the coefficient of thermal expansion of the columnar diamond .
Claims (6)
前記柱状ダイヤモンドの先端部が前記支持体の先端面から全周にわたって突出した状態で固着され、
前記ボンド層と前記柱状ダイヤモンドとの境界に、前記活性ロー材に含まれる金属元素であって前記柱状ダイヤモンドと炭化物を形成する金属元素が集中した熱応力緩和層を備えたダイヤモンドドレッサ。 A support having a recess on the tip surface in the axial direction and a columnar diamond fixed in the recess by a bond layer containing an active brazing material are provided.
The tip of the columnar diamond is fixed so as to project from the tip surface of the support over the entire circumference.
A diamond dresser provided with a thermal stress relaxation layer in which a metal element contained in the active raw material and a metal element forming a carbide is concentrated on the boundary between the bond layer and the columnar diamond.
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