JP4180057B2 - Wire saw - Google Patents
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Description
本発明は、石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なう際に用いられるワイヤソーに関する。 The present invention relates to a wire saw that is used when cutting stone, concrete, building materials, and the like.
石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なうに際して、超砥粒層を固着した円筒状のビーズが、スチールワイヤなどに数珠状に連なって多数個固定されたワイヤソーが用いられている。このようなワイヤソーは、ワイヤの端をつないでエンドレス状とし、張力を与えてプーリ駆動することにより、上記の被削材の切断などに使用される。 When cutting stone, concrete, building materials, or the like, a wire saw is used in which a large number of cylindrical beads, to which a superabrasive layer is fixed, are connected in a rosary shape to a steel wire or the like. Such a wire saw is used for cutting the above-mentioned work material by connecting the ends of the wire into an endless shape and applying a tension to drive the pulley.
従来のワイヤソーにおいては、ビーズの形状は円柱形であり、ワイヤの端を撚ってつなぐことによって、これらのビーズが自転するようにして、ビーズの特定の面ばかりが摩耗することのないようにしている。
しかし、実際には円柱形のビーズを効果的に自転させることは難しく、切断加工中における被削材とのビーズの接触面は不確定であり、ビーズ表面のある部分が接触面となって研削に寄与すると、その面が削れることによって研削面として安定してしまい、特定の面ばかりが摩耗する偏摩耗を生じてしまう。その結果、ビーズに偏摩耗を生じて短寿命となる。
ビーズの偏摩耗を防止することを目的としたワイヤソーが、特許文献1に記載されている。
In conventional wire saws, the bead shape is cylindrical, and twisting the ends of the wire will allow these beads to rotate so that only certain surfaces of the beads do not wear. ing.
However, in practice, it is difficult to rotate the cylindrical beads effectively, and the contact surface of the beads with the work material during the cutting process is indeterminate, and a part of the bead surface is ground as a contact surface. If it contributes, it will become stable as a grinding surface because the surface will be shaved, and the partial wear which only a specific surface wears will arise. As a result, the beads are unevenly worn and have a short life.
A wire saw for preventing uneven wear of beads is described in
このワイヤソーは、超砥粒ビーズの間に、これより大粒径の超砥粒を用いたビーズを配置することによってビーズの偏摩耗を抑制しようとするものであるが、一旦偏摩耗を起こしたビーズは、被削材との接触面においてさらに摩耗が進行するため、偏摩耗を十分に抑制することができない。
ビーズに偏摩耗が生じると、切り込み方向に対して不安定となり、加工面が波打つようになる。また、ビーズの研削面が有効に使用されないため、ワイヤソーの寿命が著しく低下する。
This wire saw is intended to suppress uneven wear of beads by placing beads using superabrasive grains having a larger particle size between the superabrasive beads, but once caused uneven wear. Since the beads further wear on the contact surface with the work material, uneven wear cannot be sufficiently suppressed.
When uneven wear occurs on the beads, the beads become unstable with respect to the cutting direction, and the machined surface becomes wavy. In addition, since the ground surface of the beads is not used effectively, the life of the wire saw is significantly reduced.
ビーズの偏摩耗を防止するために、ワイヤソーの撚り回数を変化させたり、加工機械のプーリ軸を互いに傾けたりする等の手段をとることも可能であるが、ワイヤソーの撚り回数を変化させるとワイヤソーの機械への取付けが困難となる。また、加工機械のプーリ軸を互いに傾けると、ライナ(ワイヤソーを受ける部分)の寿命が短くなる等の問題がある。 In order to prevent uneven wear of the beads, it is possible to take measures such as changing the number of twists of the wire saw or tilting the pulley shaft of the processing machine, but if the number of times of twisting of the wire saw is changed, the wire saw It becomes difficult to install the machine on the machine. Further, if the pulley shafts of the processing machine are tilted with respect to each other, there is a problem that the life of the liner (the part that receives the wire saw) is shortened.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wire saw having excellent grinding ability by preventing uneven wear of beads and effectively utilizing the grinding surface of beads. .
以上の課題を解決するために、本発明のワイヤソーは、円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形である円柱形ビーズがワイヤの長手方向に間隔を置いて配置され、前記円柱形ビーズが任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズが配置されていることを特徴とする。
円柱形ビーズが任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズが配置されていることによって、楕円形ビーズにより強制的に円柱形ビーズの自転が促進され、円柱形ビーズの特定の面だけが被削材に接触することによる偏摩耗を防止することができる。
In order to solve the above problems, the wire saw of the present invention is formed by attaching a superabrasive grain layer to the surface of a cylindrical base metal, and cylindrical beads having a circular cross section are spaced apart in the longitudinal direction of the wire. Each time an arbitrary number of the cylindrical beads are arranged, elliptical beads having an elliptical cross section are arranged.
Each time an arbitrary number of cylindrical beads are arranged, elliptical beads with an elliptical cross section are arranged to forcibly accelerate the rotation of the cylindrical beads, thereby identifying the cylindrical beads. It is possible to prevent uneven wear due to contact of only the surface with the work material.
本発明においては、前記楕円形ビーズは、その長軸の方向を順次変化させて、ワイヤの長手方向に間隔を置いて配置されていることを特徴とする。
楕円形ビーズが、その長軸の方向を順次変化させて配置されているため、楕円形ビーズが被削材に接触するたびに、この楕円形ビーズより後に被削材に接触する円柱形ビーズの接触面がずれる。そのため、円柱形ビーズは、被削材との接触面が偏ることがない。
In the present invention, the elliptical beads are arranged at intervals in the longitudinal direction of the wire by sequentially changing the direction of the long axis.
Since the elliptical beads are arranged by sequentially changing the direction of the long axis, each time the elliptical beads contact the work material, the cylindrical beads that contact the work material after the elliptical beads are arranged. The contact surface is misaligned. Therefore, the cylindrical bead does not have a biased contact surface with the work material.
本発明においては、前記楕円形ビーズが被削材と接触する支点から前記楕円形ビーズに対して引いた垂線と、前記楕円形ビーズの長軸とのなす角度が、10°以上60°以下の範囲で順次変化するように配置されていることを特徴とする。
上記の角度が10°未満であると、楕円形ビーズが被削材と接触する支点から楕円形ビーズ対して引いた垂線と、楕円形ビーズの重心の位置とが近すぎて、円柱形ビーズに対して強制的に自転を起こさせる機能が低下する。また、60°を超えても同様に、楕円形ビーズが被削材と接触する支点から楕円形ビーズ対して引いた垂線と、楕円形ビーズの重心の位置とが近すぎて、円柱形ビーズに対して強制的に自転を起こさせる機能が低下する。
In the present invention, an angle formed between a perpendicular drawn to the elliptical bead from a fulcrum where the elliptical bead contacts the work material and a major axis of the elliptical bead is 10 ° or more and 60 ° or less. It arrange | positions so that it may change sequentially in the range, It is characterized by the above-mentioned.
If the angle is less than 10 °, the perpendicular drawn to the elliptical bead from the fulcrum where the elliptical bead contacts the work material and the position of the center of gravity of the elliptical bead are too close to the cylindrical bead. On the other hand, the function of forcibly causing rotation is reduced. Similarly, even when the angle exceeds 60 °, the perpendicular drawn from the fulcrum where the elliptical bead contacts the work material to the elliptical bead and the position of the center of gravity of the elliptical bead are too close to the cylindrical bead. On the other hand, the function of forcibly causing rotation is reduced.
本発明においては、前記楕円形ビーズ1個に対して、前記円柱形ビーズが3個以上30個以下の割合で配置されていることを特徴とする。
楕円形ビーズ1個に対して、円柱形ビーズが3個未満で配置されていると、楕円形ビーズによる自転促進の効果は十分に得られるが、円柱形ビーズが占める割合が少ないために、作用面積が低下して寿命が激減する。また、自転効果が高すぎてワイヤソー全体が不安定な状態となり、振動が発生しやすくなる。その一方、楕円形ビーズ1個に対して、円柱形ビーズが30個を超えて配置されているときは、円柱形ビーズが占める割合が多いため作用面積が多く、摩耗量は減少するものの、楕円形ビーズが占める割合が少ないために、自転作用が十分に得られず、偏摩耗が発生し、寿命が低下する。
In the present invention, the cylindrical beads are arranged in a ratio of 3 to 30 per one of the elliptical beads.
If less than three cylindrical beads are arranged for one elliptical bead, the effect of promoting rotation by the elliptical bead can be sufficiently obtained, but since the proportion occupied by the cylindrical bead is small, it acts. The area is reduced and the service life is drastically reduced. Further, the rotation effect is too high, and the entire wire saw becomes unstable, and vibration is likely to occur. On the other hand, when more than 30 cylindrical beads are arranged with respect to one elliptical bead, the working area is large because the proportion of the cylindrical beads is large and the wear amount is reduced. Since the proportion occupied by the shaped beads is small, sufficient rotation cannot be obtained, uneven wear occurs, and the life is shortened.
本発明によると、円柱形ビーズの自転が促進され、円柱形ビーズの特定の面だけが被削材に接触することによる偏摩耗を防止することができ、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを実現することができる。 According to the present invention, the rotation of the cylindrical beads is promoted, and it is possible to prevent uneven wear due to only a specific surface of the cylindrical beads coming into contact with the work material. A wire saw having excellent grinding ability can be realized by effectively using the grinding surface.
以下に、本発明のワイヤソーをその実施の形態に基づいて説明する。
図1に、本発明の実施の形態に係るワイヤソーを示す。
図1に示すように、ワイヤソー1においては、円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形である円柱形ビーズ2が、ワイヤ3の長手方向に対して間隔をおいて配列されている。この円柱形ビーズ2が任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズ4が配置されている。
Below, the wire saw of this invention is demonstrated based on the embodiment.
FIG. 1 shows a wire saw according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, in the wire saw 1, a
楕円形ビーズ4は、その長軸の方向を順次変化させて、ワイヤ3の長手方向に間隔を置いて配置されており、その詳細を図2に示す。
楕円形ビーズ4を図1に示すワイヤ3の左側から右側に向かって順次配置するものとすると、第1番目の楕円形ビーズ4は、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4に対して引いた垂線5と、楕円形ビーズ4の楕円の長軸とが一致するように配置する。次に、第2番目の楕円形ビーズ4は、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4に対して引いた垂線5と、楕円形ビーズ4の長軸とが、所定の角度θをなすように配置する。次に、第3番目の楕円形ビーズ4は、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4対して引いた垂線と、楕円形ビーズ4の長軸とが、所定の角度2θをなすように配置する。このように、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4対して引いた垂線と、楕円形ビーズ4の長軸とが、3θ、4θとなるように、長軸の方向を順次変化させて配置する。
The
If the
上記のように楕円形ビーズ4を配置すると、楕円形ビーズ4が被削材と接触するたびに、この楕円形ビーズより後に被削材に接触する円柱形ビーズ2は強制的に回転させられることとなる。そのため、この楕円形ビーズ4より後に被削材に接触する円柱形ビーズ2の被削材との接触面が、この楕円形ビーズ4より前に被削材に接触する円柱形ビーズ2の接触面に対してずれる。このような円柱形ビーズ2の接触面のずれが順次生じるため、円柱形ビーズ2の研削に作用する面が特定の面に偏ることなく、まんべんなく研削面を使うことができるため、円柱形ビーズ2の偏摩耗を防止することができる。
When the
このように、本発明のワイヤソーにおいては、楕円形ビーズ4に、円柱形ビーズ2の自転を促進させる機能を持たせ、この楕円形ビーズ4を適宜の間隔に配置して、円柱形ビーズ2の研削面をまんべんなく使用できるようにしたことに大きな特徴がある。
図2に示す、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4対して引いた垂線と、楕円形ビーズ4の長軸とのなす角度であるθは、10°以上60°以下としている。この範囲をはずれると、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4対して引いた垂線と、楕円形ビーズ4の重心の位置とが近すぎて、円柱形ビーズ2に対して強制的に自転を起こさせる機能が低下するからである。
As described above, in the wire saw of the present invention, the
As shown in FIG. 2, θ, which is an angle formed by a perpendicular drawn to the
以下に、具体的な作製例と試験例を示す。
図1、図2に示す構成の、楕円形ビーズ4を配置したワイヤソーを作製し、切断試験を行った。試験条件を表1に示す。
Specific production examples and test examples are shown below.
A wire saw having the configuration shown in FIG. 1 and FIG. 2 in which the
この試験結果を、図3に示す円柱形ビーズ2の、試験後(10m2切断後)における、アスペクト比(最小外径d、最大外径Dを用いてd/D×100(%)で表される量)で評価し、その結果を図4に示す。
This test result is expressed as an aspect ratio (d / D × 100 (%) using the minimum outer diameter d and the maximum outer diameter D) of the
図4は、楕円形ビーズ4が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ4対して引いた垂線と、楕円形ビーズ4の長軸とのなす角度であるθを変化させて、楕円形ビーズ4を配置したときの試験結果であり、θが10°以上60°以下であるときに、アスペクト比が良好な値を示している。すなわち、楕円形ビーズ4によって円柱形ビーズ2の自転が有効に促進され、円柱形ビーズ2の偏摩耗がほとんど無い状態が実現されている。また、楕円形ビーズ4を配置していないものは、楕円形ビーズ4を配置したものと比べてアスペクト比が低下しており、偏摩耗が進行していることがわかる。
FIG. 4 shows an elliptical bead obtained by changing the angle θ formed between a perpendicular drawn to the
図5に、円柱形ビーズ2に対する楕円形ビーズ4の配置の割合を変化させてワイヤソーを作製し、ワイヤソーの寿命と円柱形ビーズ2の自転の状況について調査した結果を示す。図5において寿命指数は、1個の楕円形ビーズ4に対して、円柱形ビーズ2を15個配置したときの寿命を100として表している。また、自転指数は、1個の楕円形ビーズ4に対して、円柱形ビーズ2を1個配置したときの自転量を100として表している。
1個の楕円形ビーズ4に対して、円柱形ビーズ2を1個ずつ配置したときは、自転の効果は十分に得られるが、円柱形ビーズ2が占める割合が少ないために、作用面積が低下して寿命が激減する。また、自転効果が高すぎてワイヤソー全体が不安定な状態となり、振動が発生しやすくなる。その一方、1個の楕円形ビーズ4に対して、円柱形ビーズ2を50個ずつ配置したときは、円柱形ビーズ2が占める割合が多いため作用面積が多く、摩耗量は減少するものの、楕円形ビーズ4が占める割合が少ないために、自転作用が十分に得られず、偏摩耗が発生し、寿命が低下する。また、楕円形ビーズ4を配置していないものは、自転指数が低く、偏摩耗が発生しやすい。
これに対し、1個の楕円形ビーズ4に対して、円柱形ビーズ2を3個以上30個以下の範囲で配置したときには、寿命指数、自転指数ともに良好である。
FIG. 5 shows the result of investigating the life of the wire saw and the state of rotation of the
When one
On the other hand, when the
本発明は、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーとして利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a wire saw that prevents uneven wear of beads and has an excellent grinding ability by effectively using the ground surface of the beads.
1 ワイヤソー
2 円柱形ビーズ
3 ワイヤ
4 楕円形ビーズ
5 垂線
1 Wire saw 2
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