JP4397193B2 - Electrodeposition band saw - Google Patents

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Description

本発明は、電着バンドソーに関し、さらに詳しくは、刃先部を連続型とセグメント型を組み合わせた形状とすることができ、被削材に対する加工ダメージが小さく、良好な面粗さが得られ、かつ外周部の欠けが抑制されると共に、切り粉の排出や研削液の供給がスムーズで、良好な切れ味が得られるなどの優れた性能を有する電着バンドソーに関するものである。   The present invention relates to an electrodeposited band saw, more specifically, the cutting edge portion can be a shape combining a continuous type and a segment type, processing damage to the work material is small, good surface roughness is obtained, and The present invention relates to an electrodeposited band saw having excellent performance such as chipping of the outer peripheral portion being suppressed, smooth discharge of chips and supply of a grinding fluid, and good sharpness.

従来、シリコンインゴットなどの切断加工、あるいは石英ガラス、光学ガラス、セラミックス、水晶、フェライト、貴金属、カーボンなどの溝入れ加工や切断加工には超砥粒バンドソーが広く用いられている。特に近年カーボンなどの硬質材料の切断用途が増加している。
この超砥粒バンドソーは、エンドレス状態に接合された高張力鋼帯(スチールベルト)の一方の側縁部に、超砥粒を粉末金属と共に焼結したチップを所定の間隔で固着させるメタルバンドソー、あるいは所定位置に超砥粒を電着により固着させてなる電着バンドソーがある。走行はプーリにより行い、通常2個のプーリの引張りにより、ソーに張力が付与される。走行速度は被削材の性質に応じて加減され、また、ソーの長さを変えることにより、被削材の大きさに対応できるのが特徴である。
前記バンドソーの中で、電着バンドソーは、比較的容易に刃厚を薄くすることができ、かつ精度のよい大径切断が可能であるので、現在、シリコンインゴットの端部切断に広く利用されており、また、25〜30cmの大径インゴットの専用スライシングマシンも検討され、注目を浴びつつある。さらに、細幅バンドソーは電着が主流であり、板ガラス、ステンドガラス、建材など、曲線切りの用途で広く用いられている。
この電着バンドソーにおいては、平板状金属エンドレスベルトからなる台金の一方の側縁部に沿って、通常、断面コ字状の砥粒層が形成されており、また、刃先部の形状としては、被削材の種類、要求切断条件、使用するマシンの構造などに応じて、(a)連続型、(b)セグメント型、(c)歯切り型及び(d)鋸刃型などが用いられているが、これらの中で、図1(a)に示す連続型及び図1(b)に示すセグメント型が、一般によく用いられている。
しかしながら、上記連続型は、被削材に対する加工ダメージが小さく、面粗さは良好であるものの、切り粉の排出や研削液の供給をスムーズに行うことができず、良好な切れ味を実現させることが難しいという欠点を有している。一方、上記セグメント型は、切り粉の排出や研削液の供給をスムーズに行うことができ、良好な切れ味を実現できるものの、被削材に対する加工ダメージが大きいため、面粗さが悪く、また外周部が欠けやすいなどの欠点を有している。
Conventionally, superabrasive band saws are widely used for cutting processing such as silicon ingots or grooving processing and cutting processing of quartz glass, optical glass, ceramics, crystal, ferrite, noble metal, carbon and the like. In particular, cutting applications for hard materials such as carbon have been increasing in recent years.
This superabrasive band saw is a metal band saw in which a chip obtained by sintering superabrasive grains together with powder metal is fixed to a side edge of a high-tensile steel strip (steel belt) joined in an endless state at a predetermined interval. Alternatively, there is an electrodeposition band saw in which superabrasive grains are fixed at predetermined positions by electrodeposition. Traveling is performed by pulleys, and tension is usually applied to the saw by pulling two pulleys. The traveling speed is adjusted according to the nature of the work material, and the length of the saw can be changed to accommodate the size of the work material.
Among the band saws, electrodeposited band saws can be thinned relatively easily and can be cut with large diameters with high accuracy, so they are currently widely used for cutting the ends of silicon ingots. In addition, special slicing machines for large diameter ingots of 25 to 30 cm have been studied and are drawing attention. In addition, thin band saws are mainly used for electrodeposition, and are widely used for curving applications such as flat glass, stained glass, and building materials.
In this electrodeposition band saw, an abrasive grain layer having a U-shaped cross section is usually formed along one side edge of a base metal endless belt, and the shape of the cutting edge is as follows. Depending on the type of work material, the required cutting conditions, the structure of the machine used, (a) continuous type, (b) segment type, (c) gear cutting type and (d) saw blade type are used. However, among these, the continuous type shown in FIG. 1 (a) and the segment type shown in FIG. 1 (b) are generally used.
However, although the above-mentioned continuous type has little processing damage to the work material and has good surface roughness, it cannot smoothly discharge chips and supply grinding fluid, and realizes a good sharpness. Has the disadvantage of being difficult. On the other hand, the above-mentioned segment type can smoothly discharge chips and supply the grinding fluid, and can achieve a good sharpness, but the processing damage to the work material is large, so the surface roughness is poor, and the outer periphery There are drawbacks such as easy chipping.

本発明は、このような電着バンドソーにおける刃先部の形状が連続型のものやセグメント型のものが有する欠点を克服し、被削材に対する加工ダメージが小さく、良好な面粗さが得られ、かつ外周部の欠けが抑制されると共に、切り粉の排出や研削液の供給がスムーズで、良好な切れ味が得られるなどの優れた性能を有する電着バンドソーを提供することを目的としてなされたものである。   The present invention overcomes the disadvantages of the shape of the cutting edge in such an electrodeposited band saw that the continuous type and the segment type have a small processing damage to the work material, and a good surface roughness is obtained, And it was made for the purpose of providing an electrodeposition band saw which has excellent performance such as chipping of the outer peripheral part being suppressed, smooth discharge of chips and supply of grinding fluid, and good sharpness can be obtained. It is.

本発明者は、前記の優れた性能を有する電着バンドソーを開発すべく、鋭意研究を重ねた結果、エンドレスベルトの一方の側縁部に沿って、作用部に電着により超砥粒層を該エンドレスベルトの全周にわたって連続的に形成させると共に、この超砥粒層から、該エンドレスベルトの両面に幅方向に向けて所定の間隔をあけて延出させることにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)平板状金属エンドレスベルトの一方の側縁部に沿って、作用部に電着により超砥粒層を形成してなる電着バンドソーにおいて、該超砥粒層が、上記エンドレスベルトの全周にわたって連続的に形成されていると共に、この連続的に形成された超砥粒層から、上記エンドレスベルトの両面に幅方向に向けて所定の間隔をおいて延出されていることを特徴とする電着バンドソー、及び
(2)エンドレスベルトの両面に幅方向に向けて所定の間隔をおいて延出されている超砥粒層の形状が、エンドレスベルトの面に対して垂直方向から見て、ほぼ半円形状である第1項記載の電着バンドソー、
を提供するものである。
As a result of intensive studies to develop an electrodeposition band saw having the above-described excellent performance, the present inventor has formed a superabrasive layer by electrodeposition on the working portion along one side edge of the endless belt. The object can be achieved by continuously forming the entire circumference of the endless belt and extending the superabrasive grain layer from both sides of the endless belt in the width direction at predetermined intervals. Based on this finding, the present invention has been completed.
That is, the present invention
(1) In an electrodeposited band saw in which a superabrasive grain layer is formed by electrodeposition along one side edge portion of a flat metal endless belt, the superabrasive grain layer is formed on the entire endless belt. It is formed continuously over the circumference, and is extended from the continuously formed superabrasive grain layer at both sides of the endless belt at a predetermined interval in the width direction. And (2) the shape of the superabrasive grain layer extending at a predetermined interval in the width direction on both surfaces of the endless belt when viewed from the direction perpendicular to the surface of the endless belt. the first claim of electrocoating band saw is approximately semicircular,
Is to provide.

本発明によれば、被削材に対する加工ダメージが小さく、良好な面粗さが得られ、かつ外周部の欠けが抑制されると共に、切り粉の排出や研削液の供給がスムーズで、良好な切れ味が得られるなどの優れた性能を有する電着バンドソーを提供することができる。
本発明の電着バンドソーは、刃先部を連続型の超砥粒層とセグメント型の超砥粒層とを組み合わせた形状にすることができることから、(1)被削材に対する加工ダメージが小さく、良好な面粗さが得られ、かつ外周部の欠けが抑制される、(2)切り粉の排出や研削液の供給がスムーズであって、良好な切れ味が得られる、という2種の利点を両立させることができる。
According to the present invention, the processing damage to the work material is small, good surface roughness is obtained, chipping of the outer peripheral portion is suppressed, chip discharge and grinding fluid supply are smooth, and good It is possible to provide an electrodeposition band saw having excellent performance such as sharpness.
Since the electrodeposition band saw of the present invention can make the cutting edge part into a shape combining a continuous superabrasive grain layer and a segment superabrasive grain layer, (1) processing damage to the work material is small, Two kinds of advantages are obtained: good surface roughness is obtained and chipping of the outer peripheral portion is suppressed, and (2) the discharge of swarf and the supply of grinding fluid are smooth and good sharpness is obtained. Both can be achieved.

本発明の電着バンドソーにおいて使用される平板状金属エンドレスベルトの材質としては特に制限はなく、従来電着バンドソーにおいて使用されているもの、例えば炭素鋼、高速度鋼、ステンレス鋼などが用いられる。また、該平板状金属エンドレスベルトの幅としては、用途に応じて適宜選定されるが、一般的には5〜80mm程度、好ましくは10〜60mmの範囲である。さらに、厚さは、通常0.15〜1.5mm、好ましくは0.2〜1.0mmの範囲である。
本発明の電着バンドソーは、このような平板状金属エンドレスベルトの一方の側縁部に沿って、作用部に電着により超砥粒層が、上記エンドレスベルトの全周にわたって連続的に形成されていると共に、この連続的に形成された超砥粒層から、上記エンドレスベルトの両面に幅方向に向けて所定の間隔をおいて延出されている構造を有している。
図2(a)及び図2(b)は、それぞれ本発明の電着バンドソーにおける刃先部の形状の1例を示す刃先から見た部分上面図及び部分側面図である。電着バンドソー10は、平板状金属エンドレスベルト1の一方の側縁部に沿って、作用部に電着により超砥粒層2bが、該エンドレスベルト1の全周にわたって連続的に形成されていると共に、この連続的に形成された超砥粒層2bから、該エンドレスベルト1の両面に幅方向に向けて、超砥粒層2aが所定の間隔をおいて(セグメント型超砥粒層)形成されてなる構造を有している。
The material of the flat metal endless belt used in the electrodeposited band saw of the present invention is not particularly limited, and those conventionally used in electrodeposited band saws such as carbon steel, high speed steel, and stainless steel are used. The width of the flat metal endless belt is appropriately selected according to the application, but is generally about 5 to 80 mm, preferably 10 to 60 mm. Furthermore, the thickness is usually in the range of 0.15 to 1.5 mm, preferably 0.2 to 1.0 mm.
In the electrodeposited band saw of the present invention, a superabrasive grain layer is continuously formed over the entire circumference of the endless belt along one side edge of such a flat metal endless belt by electrodeposition on the working part. In addition, the superabrasive grain layer formed continuously has a structure extending on both surfaces of the endless belt at a predetermined interval in the width direction.
FIG. 2A and FIG. 2B are a partial top view and a partial side view, respectively, seen from the blade edge showing an example of the shape of the blade edge part in the electrodeposition band saw of the present invention. In the electrodeposited band saw 10, a superabrasive grain layer 2 b is continuously formed along the one side edge of the flat metal endless belt 1 by electrodeposition on the working portion over the entire circumference of the endless belt 1. At the same time, the superabrasive grain layer 2a is formed from the continuously formed superabrasive grain layer 2b on both sides of the endless belt 1 in the width direction at a predetermined interval (segment type superabrasive grain layer). It has the structure formed.

上記セグメント型超砥粒層2aは、形状がほぼ半円形状を有しており、図2(b)において、該半円形状の半径は、通常1.0〜5.0mm、好ましくは1.5〜2.5mm程度であり、また各超砥粒層2aの間隔は、通常1〜50mm、好ましくは3〜15mm程度である。さらに、該超砥粒層2aの厚さは、通常0.05〜1.0mm、好ましくは0.1〜0.5mm程度である。一方、該エンドレスベルト1の全周にわたって連続的に形成された超砥粒層2bの高さは、通常0.05〜0.7mm、好ましくは0.1〜0.5mm程度である。
本発明の電着バンドソーにおいて、刃先部の超砥粒層の形成に用いられる超砥粒としては、従来電着バンドソーに使用されているダイヤモンド砥粒及びcBN(立方晶窒化ホウ素)砥粒などを挙げることができる。この超砥粒の粒度については特に制限はなく、用途に応じて適宜選定することができるが、一般的には、JIS B 4130に規定する粒度で、#325/400〜#20/30の範囲、好ましくは#270/325〜#40/50の範囲の超砥粒が用いられる。
本発明の電着バンドソーの製造方法としては、前記構造の電着バンドソーが得られる方法であればよく、特に制限はない。
The segment type superabrasive layer 2a has a substantially semicircular shape. In FIG. 2B, the radius of the semicircular shape is usually 1.0 to 5.0 mm, preferably 1. The interval between the superabrasive grain layers 2a is usually 1 to 50 mm, preferably about 3 to 15 mm. Furthermore, the thickness of the superabrasive grain layer 2a is usually 0.05 to 1.0 mm, preferably about 0.1 to 0.5 mm. On the other hand, the height of the superabrasive grain layer 2b continuously formed over the entire circumference of the endless belt 1 is usually about 0.05 to 0.7 mm, preferably about 0.1 to 0.5 mm.
In the electrodeposited band saw of the present invention, as the superabrasive grains used for forming the superabrasive layer of the cutting edge, diamond abrasive grains and cBN (cubic boron nitride) abrasive grains conventionally used in electrodeposited band saws are used. Can be mentioned. The grain size of the superabrasive grain is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the application. In general, however, the grain size is defined by JIS B 4130, and ranges from # 325/400 to # 20/30. Preferably, superabrasive grains in the range of # 270/325 to # 40/50 are used.
The method for producing the electrodeposited band saw of the present invention is not particularly limited as long as it is a method by which an electrodeposited band saw having the above structure can be obtained.

電着により超砥粒層を形成させる方法としては、(1)一般の電気メッキ法により、単層の超砥粒層を形成させる方法、及び(2)電鋳法により、多層状の超砥粒層を形成させる方法を用いることができる。
まず、前記(1)の一般の電気メッキ法について説明する。
この方法においては、まず、絶縁性のマスキング材で被覆された台金をメッキ浴に浸漬し、砥粒固定部に砥粒を載置し、台金に陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続して、電気メッキを行って砥粒を仮固定する。該台金をふたたびメッキ浴に浸漬し、台金に陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続して、砥粒固定部のメッキを行い、砥粒を固着して超砥粒層を形成する。メッキする金属は、砥粒を固定することができるものであれば特に制限はなく、例えば、ニッケル、クロムなどを使用することができるが、ニッケルを特に好適に使用することができる。このようにして超砥粒層を形成したのち、マスキング材を剥離して除去する。
As a method for forming a superabrasive layer by electrodeposition, (1) a method for forming a single superabrasive layer by a general electroplating method, and (2) a multilayer superabrasive by an electroforming method. A method of forming a grain layer can be used.
First, the general electroplating method (1) will be described.
In this method, first, a base metal covered with an insulating masking material is immersed in a plating bath, abrasive grains are placed on the abrasive grain fixing portion, a cathode is connected to the base metal, and an anode is connected to the plating solution. Connect and perform electroplating to temporarily fix the abrasive grains. The base metal is again immersed in the plating bath, the cathode is connected to the base metal, the anode is connected to the plating solution, the abrasive fixed portion is plated, and the abrasive grains are fixed to form a superabrasive layer. . The metal to be plated is not particularly limited as long as it can fix the abrasive grains. For example, nickel, chromium or the like can be used, but nickel can be particularly preferably used. After forming the superabrasive layer in this way, the masking material is peeled off and removed.

次に、前記(2)の電鋳法について説明する。
この方法においては、上記(1)の場合と同様に、まず絶縁性のマスキング材で被覆された台金を用意する。次いで、銅、クロム、ニッケルなどの金属イオンを含み、かつ超砥粒を分散した電鋳浴中において、該台金に陰極を接続すると共に、電鋳溶液に陽極を接続して通電することにより、台金の砥粒固定部に超砥粒と金属の電着を行い、所定の厚さまで砥粒層を成長させて、多層状の超砥粒層を形成させる。その後、マスキング材を剥離して除去する。
メッキの金属としては、ニッケルが好ましい。なお、超砥粒層の厚さは電流密度と電着時間によって調整される。
Next, the electroforming method (2) will be described.
In this method, as in the case of (1) above, a base metal coated with an insulating masking material is first prepared. Next, in the electroforming bath containing metal ions such as copper, chromium, nickel and the like and dispersed with superabrasive grains, the cathode is connected to the base metal, and the anode is connected to the electroforming solution and energized. Then, superabrasive grains and metal are electrodeposited on the abrasive grain fixing portion of the base metal, and the abrasive grain layer is grown to a predetermined thickness to form a multilayer superabrasive grain layer. Thereafter, the masking material is peeled off and removed.
Nickel is preferred as the plating metal. Note that the thickness of the superabrasive layer is adjusted by the current density and the electrodeposition time.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
(1)電着バンドソーの製作
帯鋼として、厚さ0.9mm、幅25mm、長さ4340mmのステンレス鋼を用い、両端を溶接してエンドレスベルトからなる台金を作製した。
図2(a)、(b)で示されるような砥粒層形成部分に、粒度120/140のダイヤモンド砥粒をニッケル電着法により固着させ、厚さ0.2mmの砥粒層を形成させた。
本実施例で製造した電着バンドソーを用いて、硬質カーボン/光学ガラスの切断加工を行ったところ、連続タイプよりも切れ味が向上し、セグメントタイプよりもワーク欠けの発生が抑えられた。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Example 1
(1) Production of electrodeposited band saw Stainless steel having a thickness of 0.9 mm, a width of 25 mm, and a length of 4340 mm was used as a steel strip, and both ends were welded to produce a base metal made of an endless belt.
A diamond grain having a particle size of 120/140 is fixed to the abrasive layer forming portion as shown in FIGS. 2A and 2B by a nickel electrodeposition method to form an abrasive layer having a thickness of 0.2 mm. It was.
When the electrodeposition band saw manufactured in this example was used to cut hard carbon / optical glass, the sharpness was improved as compared with the continuous type, and the occurrence of work chipping was suppressed as compared with the segment type.

一般の電着バンドソーにおける刃先部の形状の例を示す部分正面図であり、連続型を示す。It is a partial front view which shows the example of the shape of the blade edge | tip part in a general electrodeposition band saw, and shows a continuous type. 一般の電着バンドソーにおける刃先部の形状の例を示す部分正面図であり、セグメント型を示す。It is a partial front view which shows the example of the shape of the blade edge | tip part in a general electrodeposition band saw, and shows a segment type | mold. 本発明の電着バンドソーにおける刃先部の形状の1例を示す刃先から見た部分上面図である。It is the partial top view seen from the blade edge which shows an example of the shape of the blade edge | tip part in the electrodeposition band saw of this invention. 本発明の電着バンドソーにおける刃先部の形状の1例を示す部分側面図である。It is a partial side view which shows an example of the shape of the blade edge | tip part in the electrodeposition band saw of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 平板状金属エンドレスベルト
2a 幅方向に延出されたセグメント型の超砥粒層
2b 連続的に形成された超砥粒層
10 電着バンドソー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flat metal endless belt 2a Segment type superabrasive grain layer extended in the width direction 2b Superabrasive grain layer formed continuously 10 Electrodeposition band saw

Claims (2)

平板状金属エンドレスベルトの一方の側縁部に沿って、作用部に電着により超砥粒層を形成してなる電着バンドソーにおいて、該超砥粒層が、上記エンドレスベルトの全周にわたって連続的に形成されていると共に、この連続的に形成された超砥粒層から、上記エンドレスベルトの両面に幅方向に向けて所定の間隔をおいて延出されていることを特徴とする電着バンドソー。   In an electrodeposited band saw in which a superabrasive layer is formed by electrodeposition along one side edge of a flat metal endless belt, the superabrasive layer is continuous over the entire circumference of the endless belt. The electrodeposition is characterized in that the electrodeposition is formed from the continuously formed superabrasive grain layer at a predetermined interval in the width direction on both surfaces of the endless belt. Band saw. エンドレスベルトの両面に幅方向に向けて所定の間隔をおいて延出されている超砥粒層の形状が、エンドレスベルトの面に対して垂直方向から見て、ほぼ半円形状である請求項1記載の電着バンドソー。
The shape of the superabrasive grain layer extending at a predetermined interval in the width direction on both surfaces of the endless belt is substantially semicircular when viewed from the direction perpendicular to the surface of the endless belt. The electrodeposition band saw according to 1.
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