JP3004186B2 - 研削砥石の総形成形用ドレッサとこれを用いた研削砥石の総形成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研削砥石の総形成形用
ドレッサと、これを用いた研削砥石の総形成形方法に関
する。

【０００２】なお、本発明において、「ドレッサ砥粒面」
とはダイヤモンド砥粒を敷き詰めて形成する又はダイヤ
モンド薄膜で形成する台金上の面を指し、「ドレッサ作
業縁」とは被成形面に当接させて実際の成形作業に供す
るドレッサにおける部位(本発明ではドレッサ砥粒面の
端縁)を指す。

【０００３】

【従来の技術】旧来、研削砥石の成形作業は、台金に単
石ダイヤモンドを埋込んだドレッサ(単石ダイヤモンド
ドレッサ)が使用されていた。近年、図８に見られるよ
うに、成形精度を向上させるため、ダイヤモンド砥粒55
を積層した面状のドレッサ砥粒面56をそのままドレッサ
作業面57とするドレッサ58や、柱状に整形したダイヤモ
ンド角柱を一列に配列し、このダイヤモンド角柱の端面
をドレッサ作業面とするドレッサ(角柱ドレッサ)等も現
われてきている。

【０００４】特に成形精度が要求される研削砥石の総形
成形においては、ダイヤモンド砥粒を含む多層のドレッ
サ砥粒面の端縁をドレッサ作業面とする薄いドレッサ
(ドレッサとしての厚みも0.2〜２mm程度)を用い、総形
形状を分割した部分形状に合わせて前記ドレッサ作業面
を順次プランジで研削砥石に切込んで成形したり、ダイ
ヤモンドホイール又はダイヤモンドスティック(予め総
形形状の凹凸を転写した総形形状に対する台金の面上
に、ダイヤモンド砥粒からなる面状ドレッサ作業面を形
成したドレッサ)を用いて、一度に総形成形していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】単石ダイヤモンドの先
端をドレッサ作業面とした場合、研削砥石の成形に伴う
単石ダイヤモンドの摩耗が成形精度の劣化に直結し、成
形精度の安定を図ることが難しい。また、ダイヤモンド
砥粒からなる面状ドレッサ作業面の場合には、ダイヤモ
ンド砥粒の摩耗により成形能力が低下する。これらの問
題は、ドレッサの寿命が短いことを意味し、ドレッサの
交換間隔を短くする結果、運用コストを高くしてしま
う。

【０００６】前記問題は、総形成形において顕著に現わ
れる。荒成形においては、成形用ドレッサの摩耗が多層
のドレッサ砥粒面の端縁からなる所定幅のドレッサ作業
面にわたって不均一となり、初期の成形精度を維持し難
く、研削砥石を精密に成形することができない。また、
一括のドレッサとして総形成形に用いるダイヤモンドホ
イールは、製造コストが高い割りに短寿命であり、また
形状変更が容易でないことから硬直した生産システムに
陥る欠点があった。

【０００７】角柱ドレッサは特に寿命の改善を目的とし
て開発されたもので、例えば0.2mm角、長さ数mm程度の
ダイヤモンド角柱をダイヤモンドの単結晶から結晶方向
を揃えて切出して、台金に整列、配置している。前記加
工を伴うダイヤモンド角柱の製造は難しく、コストもか
かる。特に、成形精度を上げるため、ダイヤモンド角柱
の断面を小さくする場合、ダイヤモンド角柱が微細にな
って加工がより困難かつ高価になる。ドレッサ自体を大
きなものにする場合にも、ダイヤモンド角柱の前記同様
な加工又はコスト上の問題が生じる。また、断面極小の
ダイヤモンド角柱を加工、製造するのは、実質的に不可
能という問題もある。

【０００８】そこで、ドレッサ作業面における多少の摩
耗が成形精度や目立て性能に悪影響を及ぼさず、超砥粒
ホイールを含む研削砥石に対して、とりわけ総形成形に
おいて高い成形精度が発揮できる安価な研削砥石のドレ
ッサを開発し、このドレッサを用いた研削砥石の成形方
法を確立すべく検討することにした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】その結果、開発したもの
が、台金の鋭角なエッジを含む面上にダイヤモンド砥粒
をランダムかつ分散配置して単層のドレッサ砥粒面を形
成し、このドレッサ砥粒面の端縁をドレッサ作業縁とし
て、このドレッサ作業縁を台金の鋭角なエッジからドレ
ッサ砥粒面の拡がり方向へわずかに突出させた研削砥石
の総形成形用ドレッサ(以下単にドレッサと略する)であ
る。台金の鋭角なエッジを含む面上にダイヤモンド薄膜
を生成してドレッサ砥粒面としてもよい。本発明のドレ
ッサは、特に総形成形に適しているが、むろん通常の研
削砥石の成形に用いてもよいし、成形作業のほか目立て
作業にも利用できる。

【００１０】ドレッサ砥粒面は、単層に並べた多数のダ
イヤモンド砥粒を金属又はセラミックスで台金へ固着し
て形成したり、ＣＶＤ(化学蒸着)によりダイヤモンド薄
膜として形成したりする。ドレッサ砥粒面の形状は、方
形の平面のほか、円形や楕円形、多角形の平面や三次元
曲面も含む。台金の形状は、鋭角なエッジを含む面を有
するもの(例えば、平面と傾斜面又は傾斜面同士で挟ま
れた角度が鋭角)であれば、角形、円筒形や円錐形(ドー
ナツ形状のものを含む)等でもよく、ドレッサ砥粒面は
２個の台金で挾み込む形状のものとしてもよい。

【００１１】研削砥石の総形成形においては、ダイヤモ
ンド砥粒又はダイヤモンド薄膜で台金の鋭角なエッジを
含む面上にドレッサ砥粒面を構成し、このドレッサ砥粒
面の端縁をドレッサ作業縁として、台金の鋭角なエッジ
からドレッサ砥粒面の拡がり方向へわずかに突出させた
ドレッサ作業縁を研削砥石の被成形面、すなわち研削砥
石の総形形状に倣い方式で当接させて行なう(以下本発
明のドレッサを用いた研削砥石の総形成形の方法を、成
形方法の語で代表する)。

【００１２】

【作用】本発明のドレッサは、台金の鋭角なエッジから
ドレッサ砥粒面の拡がり方向へわずかに突出するドレッ
サ砥粒面の端縁、すなわちダイヤモンド砥粒の単層の並
び又はダイヤモンド薄膜の端縁を、鋭利なドレッサ作業
縁として研削砥石の被成形面に当接させることで、高い
成形精度の総形成形が行なえる。ドレッサ砥粒面はドレ
ッサ作業縁の摩耗方向に略同厚で広がっているから、ド
レッサ砥粒面がなくなるまで研削砥石の被成形面に当接
するドレッサ作業縁は初期形状(端縁の幅＝ダイヤモン
ド砥粒径又はダイヤモンド薄膜の厚み)を保つことがで
き、高い成形精度の長期間維持が可能となる。

【００１３】なお、研削砥石の成形又は目立てを行なう
際には、台金も被成形面に接触することになる。しか
し、台金はダイヤモンド砥粒又はダイヤモンド薄膜に比
べて非常に軟らかく、ダイヤモンド砥粒又はダイヤモン
ド薄膜からなるドレッサ作業縁よりも先行して削り取ら
れるため、常にドレッサ作業縁が台金のエッジからドレ
ッサ砥粒面の拡がり方向へわずかに突出する格好とな
り、台金による成形精度への影響は少ない。

【００１４】ドレッサ作業縁の摩耗は、ドレッサ作業縁
の単位面積当りのダイヤモンド砥粒の密度を高めたり、
結合剤の厚みを増す又は結合剤の結合度を高めるなど、
ドレッサ砥粒面の形成を工夫することでより少なくする
ことができる。更に、ドレッサ砥粒面を台金で挾み込む
など、ドレッサの剛性を向上させてより高い成形精度を
実現することで、高い成形精度を維持しながら長寿命化
を図ることができる。

【００１５】ダイヤモンド砥粒の粒度は、任意のものを
目的に合わせて選択できる。(1)粒度を大きくすると、
例えば、曲率半径の小さな被成形面を含む総形成形にお
いては成形精度を低下させるもののツルーイング比(成
形における研削砥石の除去量を、ドレッサ砥粒面の減耗
量で除算した値)を上げることができる。(2)逆に粒度を
小さくすると、ツルーイング比は(1)の場合よりも下が
るものの、総形成形における成形精度を向上させること
ができる。なお、ドレッシング作業縁の摩耗量は、ドレ
ッサ砥粒面を形成する台金の大きさによっても加減する
ことができる。以上のドレッサ砥粒面は、電着、電鋳、
電解メッキや無電解メッキ等により、比較的安価に形成
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のドレッサと、このドレッサを
用いた研削砥石の成形方法について、図を参照しながら
実施例の説明をする。図１は、角形の台金１の上面を傾
斜させて鋭角なエッジ２を形成し、このエッジ２を含む
台金側面に単層のダイヤモンド砥粒３によるドレッサ砥
粒面４を形成したドレッサ５の平形成形における使用状
態を表した正面図である。ドレッサ砥粒面４のエッジ２
にからドレッサ砥粒面４の拡がり方向へわずかに突出す
る端縁がドレッサ作業縁６となる。

【００１７】ドレッサ５は、図１に見られるように、ダ
イヤモンド砥粒３が単層に並ぶドレッサ作業縁６を被成
形面８に当接させて研削砥石７の成形を行なう。図１に
おいて、ドレッサ砥粒面４におけるダイヤモンド砥粒３
を拡大、図示しているが、実際のダイヤモンド砥粒は球
形ではなく角のある不定形状である。ドレッサ砥粒面の
厚みは前記ダイヤモンド砥粒径に依存し、1000〜0.5μm
程度、通常500〜50μm程度で、粒度の異なるダイヤモン
ド砥粒を任意に一種類選択するか、複数種類組合せるか
で決定される。

【００１８】ドレッサ作業縁６は、台金１のエッジ２か
らドレッサ砥粒面４の拡がり方向へわずかに突出するド
レッサ砥粒面４の端縁である。図１に見られるように、
ドレッサ作業縁６におけるダイヤモンド砥粒３は、台金
１に比して非常に硬く、被成形面８との接触により台金
１が先行して削り取られることで、エッジ２からドレッ
サ砥粒面４の拡がり方向へわずかに突出する。台金は、
鋳造、切削や研削等で成形される金属製品だから、研削
砥石の成形又は目立て時には、ダイヤモンド砥粒からな
るドレッサ作業縁に先行して適度に除去されるのであ
る。

【００１９】本発明の成形用ドレッサは、汎用のドレッ
サに見られる傾斜側面を有する円環状の台金からなるド
レッサにも適用することができる。図２は、円環状の台
金25の傾斜側面26が形成する鋭角なエッジ27を含む平面
28に、ダイヤモンド砥粒29の単層からなるドレッサ砥粒
面30を形成したドレッサ31を用いて、波形の総形形状32
を持つ研削砥石33の総形成形を行なっている状態を示す
断面図である。図２においては、ドレッサ31を水平回転
軸へ取付けて垂直回転させながら、研削砥石33の倣い成
形をさせている。

【００２０】従来では、図２に見られるような総形成形
を行なう場合、ドレッサ作業面が総形形状を転写した断
面形状(本例では、波形の被成形面のアウトライン)とな
るように、ドレッサを総形に成形していた。しかし、研
削砥石の成形に伴う摩耗により前記ドレッサ作業面の初
期形状(総形形状を転写した断面形状)は崩れていき、長
期間、成形精度を維持しておくことは難しかった。

【００２１】本発明のドレッサ31は、ドレッサ砥粒面30
の端縁をドレッサ作業縁34とし、このドレッサ作業縁34
を総形形状32に当接させるので、総形成形はダイヤモン
ド砥粒径又はダイヤモンド薄膜の厚みを幅とするドレッ
サ作業縁34による倣い方式による成形になり、成形精度
の劣化についてはドレッサ作業縁34の摩耗による影響だ
けを考えればよい。そして、研削砥石の成形精度に影響
を与えるのは、総形成形における最後の１パスによるド
レッサ作業縁34の摩耗だけであり、これまでの説明から
分かる通り、前記１パスによるドレッサ作業縁34の摩耗
は極微量であるから、ドレッサ作業縁34が成形精度に影
響を及ぼすことは殆どないのである。

【００２２】図３は、図２相当のドレッサ31を垂直回転
させながら円環状の研削砥石35の側面に倣い成形させ、
水平面36に連続する斜面37から1/4円弧38を描いて再び
水平面36に至る総形成形を表した断面図の(ａ)成形前と
(ｂ)成形後とで、図４は、この総形成形の成形精度の測
定結果である。成形条件は、研削砥石35にコンセントレ
ーション200のCBNホイールという非常に硬く、成形の困
難なものを選択して、斜面37の斜度を30度、1/4円弧38
の半径を２mmとしている。

【００２３】図４の測定結果からわかるように、成形後
の測定した斜面37の開度は150.0401度であるから実際の
斜度は29.9599度で誤差は0.14％以下、同1/4円弧38の半
径は2.0019mmで誤差は0.1％以下と、非常に高い成形精
度が確認できた。本発明のドレッサは、ドレッサ作業縁
の摩耗を経ても、なおこの高い成形精度を維持できる特
長を備え、従来のドレッサに比べて高い費用対効果を示
すのである。

【００２４】ドレッサによる総形成形はＮＣ制御の２軸
で倣い成形される。図５は、図２相当の台金39の傾斜側
面40へドレッサ砥粒面41を形成したドレッサ42であり、
円環状の研削砥石43の被成形面を円弧状に丸める成形を
行なう状態を表した断面図である。ドレッサ42の(Ａ)の
側で被成形面(ａ)を、ドレッサ42の(Ｂ)の側で被成形面
(ｂ)を成形を行なう。ドレッサ42は、垂直回転軸へ取付
け、水平回転させる。この例では、円環状の研削砥石43
の被成形面(ａ)(ｂ)へドレッサ作業縁44を当接させて円
弧状に成形するため、台金39の傾斜側面40へドレッサ砥
粒面41を形成し、台金39の鋭角なエッジ45よりドレッサ
砥粒面４の拡がり方向へダイヤモンド砥粒46のドレッサ
作業縁44をわずかに突出させている。

【００２５】図６は、図２相当のドレッサ31を用いて円
環状の研削砥石47の被成形面を直線状に成形を行なう状
態を表した断面図である。ドレッサ31の(Ａ)の側で被成
形面(ａ)(ｂ)共に成形を行なう。ドレッサ31は、水平回
転軸へ取付けて、垂直回転させる。この例は、円環状の
研削砥石47の被成形面(ａ)(ｂ)へドレッサ作業縁34を当
接させ、直線状に成形するために、台金25のエッジ27を
含む平面28へドレッサ砥粒面30を形成し、台金25の鋭角
なエッジ27よりドレッサ砥粒面４の拡がり方向へダイヤ
モンド砥粒29のドレッサ作業縁34をわずかに突出させて
いる。

【００２６】ドレッサによる成形作業においては、研削
砥石の形状によりドレッサ作業縁を形成する台金の形状
が制約を受ける場合があるため、例えば上記例(図５及
び図６参照)のドレッサにおいて、傾斜側面の角度が異
なる数種類のドレッサを用意するとよい。また、図７に
見られるように、平らな側面48,49を有する円環状の台
金50,51でドレッサ砥粒面52を挾み込むことで、より細
幅のドレッサ作業縁53を有するドレッサ54を用意するこ
ともできる。台金は、一体成形によってもよい。本発明
のドレッサは、比較的安価な電着という手段を用いてダ
イヤモンド砥粒によるドレッサ砥粒面を成形できるの
で、このように複数のドレッサを製造、用意してもコス
トがかさまないのである。

【００２７】更に、ダイヤモンド砥粒の粒度やドレッサ
砥粒面の密度を変えた様々なドレッサを用意し、研削砥
石又は被成形面の形状にあわせて適宜交換し、常に研削
成形に最適なドレッサを用いることで、より成形精度が
高く、また作業効率のよいドレッシング作業が行なえる
ようになる。また、従来困難とされていた超砥粒ホイー
ル(ダイヤモンドホイールやCBNホイール)の成形又は目
立ても可能となり、様々な研削砥石の平形成形、総形成
形が、自由かつ精度よく、しかも安価に行なえるように
なることで、より柔軟な生産システムを構築できるよう
になる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の研削砥石成形用ドレッサは、成
形精度が高く、かつドレッサ作業縁の摩耗を経ても前記
成形精度を長期間維持することができるため、運用面に
おけるドレッサの費用対効果を大きく向上させることが
できる。これは、研削砥石の性能を高め、かつ安価に供
給できる効果を生む。

【００２９】また、成形能力や成形精度が、ドレッサ砥
粒面におけるダイヤモンド砥粒の種類、粒度や密度によ
って容易に調節でき、例えば超砥粒ホイール(ダイヤモ
ンドホイール、CBNホイール)についても、高い成形精度
で成形が可能となり、特に総形成形においてはこれまで
にない高い成形精度を実現できる。

【００３０】一方、本発明のドレッサは、台金は鋳造、
切削や研削加工された金属製品であり、当然安価にでき
るほか、ドレッサ砥粒面の成形は電着、電鋳や無電解メ
ッキ等の様々な手段で実施でき、しかも電着は比較的安
価な手段であるので、ドレッサ全体として製造コストを
低減できる。この結果、ドレッシング作業にあわせた数
種類のドレッサを用意し、適宜ドレッサを交換する柔軟
な生産システムの構築が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】角形台金の側面へドレッサ砥粒面を形成したド
レッサの使用状態を表す正面図である。

【図２】円環状のドレッサによる総形成形の状態を表す
断面図である。

【図３】図２相当のドレッサによる総形成形前(ａ)、総
形成形後(ｂ)の断面図である。

【図４】図３における総形成形の成形精度を表した測定
結果である。

【図５】円環状のドレッサで被成形面を円弧状に成形す
る状態を示す断面図である。

【図６】円環状のドレッサで被成形面を直線状に切欠く
状態を示す断面図である。

【図７】円環状の台金でドレッサ砥粒面を挾んだドレッ
サの断面図である。

【図８】従来の円環状のドレッサの使用状態を表した正
面図である。

【符号の説明】

１ 台金 ２ エッジ ３ ダイヤモンド砥粒 ４ ドレッサ砥粒面 ５ ドレッサ ６ ドレッサ作業縁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 藤良 香川県綾歌郡飯山町東小川1975−66 (56)参考文献 特開 昭63−74566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 53/12,53/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台金の鋭角なエッジを含む面上にダイヤ
   モンド砥粒をランダムかつ分散配置して単層のドレッサ
   砥粒面を形成し、該ドレッサ砥粒面の端縁をドレッサ作
   業縁として、該ドレッサ作業縁を台金の鋭角なエッジか
   らドレッサ砥粒面の拡がり方向へわずかに突出させてな
   る研削砥石の総形成形用ドレッサ。
2. 【請求項２】 台金の鋭角なエッジを含む面上にダイヤ
   モンド薄膜を生成してドレッサ砥粒面を形成し、該ドレ
   ッサ砥粒面の端縁をドレッサ作業縁として、該ドレッサ
   作業縁を台金の鋭角なエッジからドレッサ砥粒面の拡が
   り方向へわずかに突出させてなる研削砥石の総形成形用
   ドレッサ。
3. 【請求項３】 ドレッサを用いた研削砥石の総形成形に
   際し、ダイヤモンド砥粒又はダイヤモンド薄膜で台金の
   鋭角なエッジを含む面上にドレッサ砥粒面を形成し、該
   ドレッサ砥粒面の端縁をドレッサ作業縁として、該ドレ
   ッサ作業縁を台金の鋭角なエッジからドレッサ砥粒面の
   拡がり方向へわずかに突出させて、該ドレッサ作業縁を
   研削砥石の被成形面に当接させる研削砥石の総形成形方
   法。