JP4132591B2

JP4132591B2 - 超砥粒工具の製造方法

Info

Publication number: JP4132591B2
Application number: JP2000194037A
Authority: JP
Inventors: 秀雄森林; 健二福島
Original assignee: ALMT Corp
Current assignee: ALMT Corp
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: JP2002011659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶チッ化硼素）を用いた超砥粒工具及びその製造方法に関するものである。特にその中でも、ＷＡ、ＧＣ等の在来砥石及びビトリファイドボンド超砥粒砥石、レジンボンド超砥粒等の高精度・高能率なドレッシングに用いられるダイヤモンドロータリードレッサ（以下、ＲＤ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＲＤの一例として、例えば、特開昭５９−４７１６２号公報に開示されるものがある。ダイヤモンド砥粒が結合材により台金に一層だけ固着され、ダイヤモンド層の表面形状は円筒状に形成されたタイプである。このタイプのＲＤは主として、砥石の表面をトラバースさせてドレッシングするのに用いる。実際のドレッシングにおいては、ＲＤと砥石の接触面積が少なく、またドレッシング条件を広範囲に変化させることができるので、ＲＤの切れ味が問題となることは少ない。
別のタイプのＲＤの一例としては、特公平１−２２１１５号公報に開示される総型形状のＲＤが知られている。この総型ＲＤの場合は、砥石軸とＲＤ軸が平行に配置され、ＲＤは切り込みだけがなされるプランジドレッシングが行われる。プランジドレッシングの場合は、ＲＤと砥石の接触面積が大きいため、スムーズなドレッシングをするためにはＲＤの切れ味が重要な要素となる。しかもＲＤの表面粗さがそのまま砥石に転写されるためＲＤの完成精度がドレッシング精度に及ぼす影響が極めて大きい。ＲＤの切れ味を向上させる方法としては、例えば、次の（１）〜（４）の４つ方法が用いられている。
（１）ダイヤモンド砥粒の固着されない部分（ダイヤフリーゾーン）をすじ状に設け、作用砥粒数を減少させる方法。切れ味向上に最も効果的な方法のひとつである。
（２）ダイヤモンド砥粒に予めガラスビーズ、セラミックスビーズ、樹脂ビーズ等を一定の割合で混合しておき、この混合物を台金に固着することによってダイヤモンド集中度を下げ、作用砥粒数を減少させる方法。
（３）ダイヤモンド砥粒をハンドセット法等により、ダイヤモンド集中度を最適化する方法。
（４）ＲＤのダイヤモンド砥粒の露出端に溝を入れて、シャープな切れ刃を設ける方法。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の（１）〜（４）の方法は、それぞれ切れ味の向上に有効な方法であるが以下のような問題点があった。
（１）については、ダイヤフリーゾーンが溝となって、断続ドレッシングとなり、ドレッシング作業中に振動が発生し易く、その振動が砥石に転写され、成形された砥石の表面粗さが粗くなる問題があった。また、ドレッシング音が大きくなる問題もあった。
（２）については、上記の（１）の欠点を解消するため発明された方法で、ＲＤのダイヤモンド層全体を、均一に切れ味を向上させることができ、しかも総型ＲＤにも適用が可能な優れた方法であるが、ＲＤの仕様によって、その都度ガラスビーズの混合割合を変更しなければならないため、それぞれ専用のメッキ槽が必要になる等の問題があった。
（３）については、人間がダイヤモンド砥粒を一個づつセッティングしなければならないため、長時間の工数が必要になり、生産性が低く、しかもコストアップになる等の問題があった。
（４）については、ＲＤ完成後に処理が可能であり、しかも、溝の入れ方によって切れ味を任意に制御することができる最も優れた方法である。また、長期間の使用により切れ味の低下したＲＤに溝を入れることにより、切れ味を回復させることも可能であり、適用範囲が極めて広範囲である特長を有する。このように極めて有用な方法であるが、高価なレーザービーム照射装置が必要で、設備に費用がかかるのが唯一の問題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、超砥粒層の表面に複数の突起が設けられていることを特徴とするものである。
突起を設けることで、作用砥粒数を減少させて砥石への食いつきを向上させ、また、十分な容量のチップポケットを確保して切り屑の排出をスムーズにして極めて高能率かつ高精度のドレッシングを可能にするものである。好ましくは、突起は研削作用面全体にわたって略均一に設けることが好ましい。
【０００５】
また、突起の概略形状は、球面状、円錐状、角柱状、円柱状であることを特徴とするものである。突起の形状は上記のものに限定されるわけではなく、不規則形状であっても良い。また、これらのものから選択された複数の形状のもので構成されても良い。
【０００６】
更に、突起の突き出し高さが、０．０１ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とするものである。突き出し高さを、０．０１ｍｍ〜５ｍｍに限定した理由は、突起の突き出し高さが、０．０１ｍｍ未満では十分なチップポケトが確保できないため所期の効果が得られず、また５ｍｍを超えてもそれ以上の効果を期待できないからである。好ましくは、突起の突き出し高さが、０．０２ｍｍ〜３ｍｍであり、最も好ましいのは０．０５〜２ｍｍである。
【０００７】
上記の構成は、すべての超砥粒工具、レジンボンドホイール、メタルボンドホイール、電着ホイール、ビトリファイドボンドホイール等に適用が可能であるが、特に、ＲＤに適用することが好ましい。以下に説明する母型を使った反転めっき法を応用することにより、容易に、しかも低コストで本発明が適用できるからである。
【０００８】
そして、上記の超砥粒工具を製造する方法を提案するものであって、その工程が、母型内周壁に球状物を仮固定し、めっき層を形成する工程と、球状物を除去し、その表面にダイヤモンド砥粒をめっき層により固定する工程と、母型の中心に台金をセッティングし、低融点金属によりダイヤモンド層と台金を接合する工程と、母型を除去する工程とからなることを特徴とするものである。
詳しく説明すると、母型１を製作し、これをめっき槽に入れ、ガラスボール２を母型にニッケルめっき３で仮に固着する。ガラスボールの他には、セラミックスボール又は樹脂ボール等の非金属製ボールを用いることができる。この時のニッケルめっきの厚みが突起の突き出し高さになる。次に、ガラスボールを除去し、めっき槽に入れてダイヤモンド砥粒４を母型内周壁に固着する。次に、台金５を母型の中心にいれ、低融点合金６でダイヤモンド層と台金を接合する。次に、母型を旋削して除去し、台金を仕上げ、ダイヤモンド層をツルーイング・ドレシングしてＲＤが完成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
発明実施の形態は実施例の項で説明する。
【００１０】
【実施例】
（実施例１）
鋼製の母型（外径１５０ｍｍ、内径１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を製作し、これにマスキングを施し、めっき槽に入れて、母型内周壁の全面にΦ１ｍｍのアルミナセラミックス製ボールをニッケルめっきで仮固着し、その後ニッケルめっきの厚みが０．１ｍｍとなるまでニッケルめっきを継続した。次に、めっき槽から母型を取り出し、アルミナセラミックス製ボールを全て除去し、ニッケルめっき層を加工して厚みを０．０７ｍｍとした。次に、ダイヤ付け用めっき槽に入れて、ダイヤモンド砥粒（＃４０／＃５０）をニッケルめっきで母型内周壁に固着後、さらに２ｍｍ肉盛りめっきを行いダイヤモンド層を形成した。次に、台金を母型の中心にセッティングし低融点合金を用いて、台金とダイヤモンド層を接合した。そして、台金を旋盤加工により仕上げて、ダイヤモンド層をツルーイング・ドレッシングして本発明のＲＤを完成させた。
【００１１】
（実施例２）
鋼製の母型（外径１５０ｍｍ、内径１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を製作し、これにマスキングを施し、めっき槽に入れて、母型内周壁の全面にΦ１．５ｍｍのアルミナセラミックス製ボールをニッケルめっきで仮固着し、その後ニッケルめっきの厚みが０．１５ｍｍとなるまでニッケルめっきを継続した。次に、めっき槽から母型を取り出し、アルミナセラミックス製ボールを全て除去し、ニッケルめっき層を加工して厚みを０．１３ｍｍとした。次に、ダイヤ付け用めっき槽に入れて、ダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで母型内周壁に固着後、さらに２ｍｍ肉盛りめっきを行いダイヤモンド層を形成した。次に、台金を母型の中心にセッティングし低融点合金を用いて、台金とダイヤモンド層を接合した。そして、台金を旋盤加工により仕上げて、ダイヤモンド層をツルーイング・ドレッシングして本発明のＲＤを完成させた。
【００１２】
（実施例３）
鋼製の母型（外径１５０ｍｍ、内径１００ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を製作し、これにマスキングを施し、めっき槽に入れて、母型内周壁の全面にΦ２．０ｍｍのアルミナセラミックス製ボールをニッケルめっきで仮固着し、その後ニッケルめっきの厚みが０．２ｍｍとなるまでニッケルめっきを継続した。次に、めっき槽から母型を取り出し、アルミナセラミックス製ボールを全て除去し、ニッケルめっき層を加工して厚みを０．１８ｍｍとした。次に、ダイヤ付け用めっき槽に入れて、ダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで母型内周壁に固着後、さらに２ｍｍ肉盛りめっきを行いダイヤモンド層を形成した。次に、台金を母型の中心にセッティングし低融点合金を用いて、台金とダイヤモンド層を接合した。そして、台金を旋盤加工により仕上げて、ダイヤモンド層をツルーイング・ドレッシングして本発明のＲＤを完成させた。
本発明の効果を確認するために、従来例として、突起無しで、同一サイズ、同一ダイヤモンド粒度のＲＤと比較検討した。ドレッシング条件、研削条件、その結果を表１〜３に示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【表３】

【発明の効果】
以上、説明したように本発明のＲＤは、切れ味に優れ、長期間にわたって高精度かつ高能率のドレッシングを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の部分断面図を示す。
【図２】母型の部分断面図を示す。
【図３】球状物をセッティングした部分断面図を示す。
【図４】メッキで球状物を仮固着した部分断面図を示す。
【図５】球状物を除去した部分断面図を示す。
【図６】超砥粒をセッティングした部分断面図を示す。
【図７】超砥粒を固着した部分断面図を示す。
【図８】台金を接合した部分断面図を示す。
【図９】母型を除去した部分断面図を示す。
【符号の説明】
Ｐ超砥粒工具
Ｔ突起の突き出し高さ
１母型
２球状物
３めっき層
４超砥粒
５台金
６低融点合金

Claims

超砥粒層の表面に、複数の突起が設けられている超砥粒工具の製造方法であって、
母型内周壁に球状物を仮固定し、めっき層を形成する工程と、
球状物を除去し、その表面にダイヤモンド砥粒をめっき層により固定する工程と、
母型の中心に台金をセッティングし、低融点金属によりダイヤモンド層と台金を接合する工程と、
母型を除去する工程とからなることを特徴とする、超砥粒工具の製造方法。
前記突起の概略形状が、球面状、円錐状、角柱状、円柱状であることを特徴とする、請求項１記載の超砥粒工具の製造方法。
前記突起の突き出し高さが、０．０１〜５ｍｍであることを特徴とする、請求項１又は２記載の超砥粒工具の製造方法。
前記超砥粒工具は、ダイヤモンドロータリードレッサであることを特徴とする、請求項１、２又は３記載の超砥粒工具の製造方法。