JP4613438B2

JP4613438B2 - ワーク切断方法

Info

Publication number: JP4613438B2
Application number: JP2001118405A
Authority: JP
Inventors: 一石田; 真一和田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2021-04-17
Also published as: JP2002307284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワーク切断方法に関し、より特定的には、磁石などの磁性部材を切断するために用いられる、ワーク切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のワークを切断するために、図６に示すようなＺフィード型外周刃切断機であるワーク切断装置１が提案されている。
ワーク切断装置１では、ベッド２上に立設されたコラム３に一対のレール４ａおよび４ｂが設けられ、レール４ａおよび４ｂにスライダ５が摺動可能に装着される。スライダ５の前面には支持部６ａおよび６ｂが設けられ、支持部６ａと６ｂとによって回転軸７が回転可能に支持される。回転軸７には複数の切断刃ブロック８が装着される。各切断刃ブロック８は複数の切断刃９を含む。
【０００３】
また、ベッド２上の切断刃ブロック８の真下には、断面Ｖ字状の凹部１０を有するテーブル１１が配置され、凹部１０上に貼付板１２が配置され、さらに貼付板１２上に複数のワーク１３がたとえば接着剤によって固定される。
そして、切断刃９を回転させながら下降させ、ワーク１３が切断される。このとき、ワーク１３に対して、クーラント供給部１４によって斜め上方から、クーラント供給路１５を通じて下方から（貼付板１２の凹部１０に設けられた供給口（図示せず）から上向きに）それぞれクーラントが吐出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなワーク切断装置１では、ワーク形状によっては、貼付板１２に対するワーク１３の接着面に接着剤が均一に塗布されないため、接着剤が十分に塗布されていないワーク１３やワーク１３を切断して得られるワークピースが切断刃回転時の切断刃９の変形または切断加工の負荷によって飛んで欠けることがあり、ワークピースの歩留まりの悪化を招いていた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、ワークピースの歩留まりを向上できる、ワーク切断方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載のワーク切断方法は、切断すべきワークを加熱する加熱工程、加熱されたワークに固形状または液状の接着剤を付与した後、粉末状の接着剤を付与する付与工程、固形状または液状の接着剤および粉末状の接着剤が付与されたワークを貼付板に接着する接着工程、ワークが接着された状態の貼付板を切断装置に取り付け、ワークを切断装置によって切断する切断工程、およびワークを切断して得られたワークピースを貼付板から取り外す取り外し工程を備え、貼付板に対するワークの接着面の断面形状が凸状または丸みを帯びている。
請求項２に記載のワーク切断方法は、請求項１に記載のワーク切断方法において、固形状または液状の接着剤および粉末状の接着剤は熱硬化性樹脂を含み、付与工程、接着工程、切断工程および取り外し工程において固形状または液状の接着剤および粉末状の接着剤は熱硬化しない温度内で用いられ、取り外し工程においてワークピースおよび貼付板はｐＨ９〜１１のアルカリ溶剤に浸漬されることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載のワーク切断方法は、請求項１または２に記載のワーク切断方法において、ワークが断面弓形形状であることを特徴とする。
請求項４に記載のワーク切断方法は、請求項１から３のいずれかに記載のワーク切断方法において、ワークが希土類磁石であることを特徴とする。
請求項５に記載のワーク切断方法は、請求項１に記載のワーク切断方法において、固形状または液状の接着剤および粉末状の接着剤は熱硬化性樹脂を含み、付与工程および接着工程において固形状または液状の接着剤および粉末状の接着剤は熱硬化しない温度内で用いられることを特徴とする。
請求項６に記載のワーク切断方法は、請求項１に記載のワーク切断方法において、貼付板に溝が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載のワーク切断方法では、加熱したワークに粉末状の接着剤を付与することによって、貼付板に対するワークの接着面に接着剤を均一に付与できるとともに、貼付後に粉末状の接着剤が溶けだしワーク接着部の周辺に盛り上がった接着膜を形成できる。したがって、ワークを貼付板にがたつきなく接着できるとともに高い接着強度を得ることができるので、切断時の加工負荷によるワークのぶれや飛び、ワークを切断して得られるワークピースの飛びを抑制できる。その結果、ワークピースの歩留まりを向上できる。なお、貼付板に対するワークの接着面の断面形状が凸状または丸みを帯びている場合には、貼付板に対するワークの接着面積が小さくなり切断加工終了間際にワークピースの飛びが発生することがある。しかし、請求項１に記載のワーク切断方法では、ワークと貼付板とを厚い接着膜で接着できるので、このようなワークであっても強い接着力を得ることができワークを良好に切断できる。
【０００８】
請求項２に記載のワーク切断方法では、熱硬化性樹脂を含む接着剤を熱硬化させることなくホットメルト用接着剤として用いる。すなわち、粉末状の接着剤をワークへ付与する付与工程以降、接着剤を熱硬化する温度にまで加熱することなく所定温度以下で処理する。すると、接着時には貼付板およびワークの余熱によって接着剤は溶けだしワーク接着部の周辺に厚い接着膜を形成する。その後、ワークの温度低下に伴って、接着剤は過度に硬化することなく切断時に貼付板からワークが外れないことを保証できる程度にまで適度に硬化して、強い接着力が得られる。したがって、切断時においてワークを安定して切断できるとともに、切断後の取り外し工程においても、ｐＨ９〜１１程度のアルカリ溶剤によって接着剤をワークピースから容易に剥がすことができる。
【０００９】
たとえばワークが断面弓形形状であると、貼付板に対するワークの接着面積が小さくなり十分な接着力を得ることができず切断加工終了間際にワークピースの飛びが発生することがある。しかし、請求項３に記載のワーク切断方法では、ワークと貼付板とを厚い接着膜で接着できるので、このようなワークであっても強い接着力を得ることができワークを良好に切断できる。
【００１０】
さらに、ワークが硬くて脆い希土類磁石の場合には、切断作業終了間際に接着むらによる接着強度不足によってワークピースが飛んでしまい切断時に他のワークピースや切断刃にチッピングが発生することがある。そのため、ワークピースの歩留まりが悪化し切断刃の寿命が短くなるという問題点があった。しかし、請求項４に記載のワーク切断方法では、脆性のワークであっても貼付板上にがたつきなくかつ高い接着強度で固定できるので、切断時にワークや切断刃のチッピングをおこすことなくワークを良好に切断でき、ワークピースの歩留まりを改善できかつ切断刃の寿命を長くできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態のワーク切断方法について説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、貼付板１２およびワーク１３がたとえば１５０℃で１５分間加熱される。
つぎに、貼付板１２およびワーク１３に固形状の接着剤がワーク１３に、加熱されたワーク１３の余熱によって溶かされながら塗布され、さらに、図１（ｂ）に示すように、ワーク１３の接着面に粉末状の接着剤１６が塗される。
【００１２】
ここで、貼付板１２はたとえばカーボンからなり、ワーク１３としては、断面弓形形状をしたボイスコイルモータ用Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石が用いられる。
粉末状の接着剤１６および固形状の接着剤には、熱硬化性樹脂を含み仮止用として好適なホットメルトタイプでありかつ強い接着力を有する接着剤、それぞれたとえば日化精工社製アドフィックスパウダ（商品名：ＡＤＦＩＸ−ＰＨ）および同社製アドフィックスが用いられる。これらの樹脂は熱硬化を始める温度より低い１００℃〜１５０℃程度で溶融し始める。したがって、固形状の接着剤は貼付板１２およびワーク１３の余熱によって溶かされて液状になる。なお、固形状ではなく液状の同種接着剤が貼付板１２およびワーク１３に塗布されてもよい。
【００１３】
ついで、図１（ｃ）に示すように、粉末状の接着剤１６が塗された複数のワーク１３が、接着剤が塗布された貼付板１２上に接着される。このとき、貼付板１２およびワーク１３はともに余熱を有しているので、粉末状の接着剤１６が溶け出してワーク１３の側面に沿って下降していき、貼付板１２とワーク１３との接着部に溜まる。したがって、接着膜２０ａ（図３参照）が厚くなり、貼付板１２とワーク１３との接着力が強くなる。なお、貼付板１２およびワーク１３の温度低下に伴って接着膜２０ａは硬化していくが、取り外し時の接着剤の剥離性を重視するため切断時に貼付板１２からワーク１３が外れないことを保証できる程度にまで、接着膜２０ａは硬化すれば足りる。この点からも上述の熱硬化性樹脂を含む仮止用ホットメルトタイプの接着剤が適する。
そして、図１（ｄ）に示すように、ワーク１３が接着された状態の貼付板１２が切断装置の所定位置に取り付けられ、切断装置の回転する切断刃によってワーク１３が切断加工される。
ここでは、切断装置としてたとえば周知の外周刃切断機が用いられる。
【００１４】
その後、図１（ｅ）に示すように、ワーク１３を切断加工して得られたワークピース１３ａが接着されたままの貼付板１２が、槽１７内の溶剤１８に浸漬され、接着剤が剥離されてワークピース１３ａが貼付板１２から取り外される。
ここで用いられる溶剤１８としては、加工後の発錆を防ぐためのたとえば油等の防錆剤が水に添加された、ｐＨが９〜１１のアルカリ濃度のアルカリ溶剤（たとえば１０％溶液）が用いられる。
【００１５】
このようなワーク切断方法によれば、粉末状の接着剤１６を用いることによって、貼付板１２に対するワーク１３の接着面に接着剤を均一に付与でき、ワーク接着部の周辺に盛り上がった厚い接着膜２０ａを形成できる。したがって、ワーク１３を貼付板１２にがたつきなく接着できるとともに高い接着強度を得ることができるので、切断時の加工負荷によるワーク１３のぶれや飛び、ワーク１３を切断して得られるワークピース１３ａの飛びを抑制できる。その結果、ワークピース１３ａの歩留まりを向上できる。
【００１６】
このワーク切断方法は、溝１９（図２および図３参照）が形成された貼付板１２を繰り返し使用する場合に特に有効となる。
すなわち、一般に、外周刃切断機で切断加工を行うと、図２に示すように貼付板１２に溝１９が形成される。このように溝１９が形成された貼付板１２に繰り返しワーク１３を貼り付ける場合、ワーク１３を貼付板１２の溝１９以外の部分に接着膜２０によって貼り付けなければならないので、通常、貼付板１２とワーク１３との接触面積が狭くなりワーク１３の接着力が弱くなってしまい、切断時にワーク１３が飛びやすい状況にあった。
【００１７】
しかし、このワーク切断方法によれば、ワーク１３に塗した粉末状の接着剤１６が貼付板１２およびワーク１３の余熱によって溶け出しワーク１３の表面に沿って下降するので、図３に示すように、貼付板１２とワーク１３との間に厚い接着膜２０ａを形成することができる。また、接着剤１６として用いられるホットメルトタイプの樹脂は、経時変化が少なく常時安定した強い接着力を有しているので、貼付板１２とワーク１３との接着力を強くできる。したがって、このワーク切断方法によれば、切断時のワーク１３の飛びを抑制でき、たとえ切断に３０分以上要するＺフィード型外周刃切断機であってもワーク１３を安定して切断できる。
【００１８】
また、接着剤の剥離性とワーク１３の接着性とを考慮して、熱硬化性樹脂を含む接着剤を熱硬化する温度にまで加熱することなく所定温度（たとえば１８０℃）以下で処理することによって、接着剤を必要以上に硬化させることなく切断時に貼付板１２からワーク１３が外れないことを保証できる程度にまで適度に硬化させて用いる。したがって、ワークピース１３ａが接着された状態の貼付板１２を溶剤１８に浸漬させることによって接着剤を容易に剥離でき、貼付板１２からワークピース１３ａを容易に取り外すことができる。特に、表面がざらついた焼結体である希土類磁石をワーク１３として用いる場合であっても接着剤を容易に剥離でき、効果的である。
また、溶剤１８として用いられるアルカリ溶剤のｐＨは９〜１１とそれほど高くない。したがって、溶剤１８の処理には、中和剤を使用せず、防錆剤（たとえば油）を養分とする微生物を含んだ水系の洗浄剤を用いる。この水系の洗浄剤を、多層に分かれた槽に溜め、微生物によって防錆剤を分解（防錆剤が油の場合にはＣＯ₂とＯ₂とに分解）させるので、溶剤１８の処理においても環境汚染の恐れがない。
【００１９】
さらに、ワーク１３が、上述のようにたとえば断面弓形形状である場合や貼付板１２に対するワーク１３の接着面の断面形状が凸状または丸みを帯びている場合には、貼付板１２に対するワーク１３の接着面積が小さくなり十分な接着力を得ることができず、切断加工終了間際にワークピース１３ａの飛びが発生することがある。しかし、このワーク切断方法によれば、加熱されたワーク１３の余熱で粉末状の接着剤１６が溶けて貼付板１２とワーク１３とを厚い接着膜２０ａで接着できるので、強い接着力でワーク１３を保持することができワーク１３を良好に切断できる。
【００２０】
また、ワーク１３として用いられるＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、硬い主相と粘りがあるＲ−ｒｉｃｈ相とを含み、脆い性質を有する。したがって、切断作業終了間際に接着むらによる接着強度不足によってワークピース１３ａが飛んでしまい切断時に他のワークピース１３ａや切断刃にチッピングが発生することがある。しかし、このワーク切断方法によれば、ワーク１３を貼付板１２に強く接着できるので、ワークピース１３ａの飛びやワーク１３同士、ワーク１３と切断刃との接触等によるワーク１３、ワークピース１３ａおよび切断刃のチッピングが発生しなくなる。したがって、ワークピース１３ａの歩留まりを改善できかつ切断刃の寿命を長くできる。
【００２１】
ついで、この発明の一実験例について説明する。
実験条件を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
表１に示すように、切断すべきワーク１３として断面弓形形状をしたＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石、切断装置として図６に示すＺフィード型外周刃切断機であるワーク切断装置１がそれぞれ用いられた。各切断刃ブロック８は、１５枚の切断刃９を有し各切断刃９間にスペーサが介挿されたものであり、切断刃９は、円板状の基板と基板の外周に設けられた刃先とを含み、基板は超硬、刃先は人造ダイヤモンドの砥粒とレジンのボンドとから構成されたものであった。切断刃９の切り込み速度は３０ｍｍ／ｍｉｎ、回転速度は２０００ｍ／ｍｉｎであった。クーラント供給部１４からのクーラントの吐出量は５０リットル／ｍｉｎ〜１００リットル／ｍｉｎ、吐出圧力は２００ｋＰａ〜４００ｋＰａであり、クーラント供給路１５を通じてのクーラントの吐出量は２０リットル／ｍｉｎ〜３０リットル／ｍｉｎ、吐出圧力は２００ｋＰａ〜３００ｋＰａであった。
【００２４】
このような条件下で、ワーク１３に固形状の接着剤を余熱によって溶かして塗布しさらに粉末状の接着剤１６を塗した後ワーク１３を貼付板１２に接着した本件発明と、ワーク１３に固形状の接着剤を余熱によって溶かして塗布しそのままワーク１３を貼付板１２に接着した比較例とのそれぞれについて、切断加工時のワークピース１３ａの飛び数および欠けの発生率を求め、図４に示すような結果が得られた。ここで、粉末状の接着剤１６および固形状の接着剤としては、それぞれ、日化精工社製アドフィックスパウダおよび同社製アドフィックスが用いられた。また、ワークピース１３ａの数は、本件発明では４０７２６個、比較例では８９１６３個であった。
図４からわかるように、本件発明によれば比較例より大幅にワークピース１３ａの飛び数および欠けの発生率を改善できた。
また、この発明は、ワーク切断装置としてワイヤソー装置を用いる場合にも適用できる。
【００２５】
この場合のワーク切断方法を図５を参照して説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、貼付板１２ａおよびワーク２１が加熱される。
ついで、貼付板１２ａおよびワーク２１には固形状の接着剤が塗布され、さらに、図５（ｂ）に示すように、ワーク２１の接着面（外周面）に粉末状の接着剤１６ａが塗される。
ここで、ワーク２１としては、リング状のＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石が用いられる。固形状の接着剤および粉末状の接着剤１６ａとしては、図１の実施形態と同様の接着剤が用いられてもよい。
【００２６】
つぎに、図５（ｃ）に示すように、粉末状の接着剤１６ａが塗された複数のワーク２１が、接着剤が塗布された貼付板１２ａ上に積層的に接着される。このとき、貼付板１２ａおよびワーク２１の余熱によって粉末状の接着剤１６ａが溶け出して貼付板１２ａとワーク２１との接着部やワーク２１同士の接着部に溜まり接着膜が厚くなり、ワーク２１と接着膜との接着面積も広くなる結果、貼付板１２ａとワーク２１との間およびワーク２１同士の接着力が強くなる。
そして、図５（ｄ）に示すように、ワーク２１が接着された状態の貼付板１２ａが切断装置の所定位置に取り付けられ、切断装置の回転するワイヤソーによってワーク２１が切断加工される。
【００２７】
その後、図５（ｅ）に示すように、ワーク２１を切断加工して得られたワークピース２１ａが接着されたままの貼付板１２ａが、槽１７ａ内の溶剤１８ａに浸漬され、接着剤が剥離されてワークピース２１ａが貼付板１２ａから取り外される。溶剤１８ａには溶剤１８と同じものが用いられてもよい。
このようなワーク切断方法によれば、図１に示す場合と同様の効果が得られる。また、切断中のワーク２１の移動・ワークピース２１ａの飛びによるワイヤソーへの負荷がなくなるためワイヤ断線やメインローラの破損を防ぐ効果もある。さらに、加熱したリング状のワーク２１の表面に粉末状の接着剤１６ａを塗すことによって、固形状の接着剤のみをワーク２１の表面に塗布する場合に比べて、ワーク２１を積み上げて接着するために必要な均一の厚みの接着膜を容易に形成できる。
【００２８】
上述のようにこの発明によれば、ワークの形状に拘わらず高い接着強度にてワークを固定できるので、上述したようなワーク切断装置を用いて一度に大量のワークを切断する場合でも、精度よくかつチッピングなどの欠けがなく切断加工することができる。
なお、この発明は上述の実施形態に限定されず、任意のワーク切断装置に適用できる。
また、この発明は、偏平なリング形状、ブロック形状、異形状などのさまざまな形状のワークに適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明によれば、ワークを貼付板にがたつきなく接着できるとともに高い接着強度を得ることができるので、切断時の加工負荷によるワークのぶれや飛び、ワークを切断して得られるワークピースの飛びを抑制できる。その結果、ワークピースの歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す工程図である。
【図２】従来技術における貼付板とワークとの接着状態を示す図解図である。
【図３】この発明による貼付板とワークとの接着状態を示す図解図である。
【図４】実験結果の一例を示すテーブルである。
【図５】この発明の他の実施形態を示す工程図である。
【図６】外周刃切断機の一例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１ワーク切断装置
８切断刃ブロック
９切断刃
１２，１２ａ貼付板
１３，２１ワーク
１３ａ，２１ａワークピース
１６，１６ａ接着剤
１７，１７ａ槽
１８，１８ａ溶剤
２０，２０ａ接着膜

Claims

切断すべきワークを加熱する加熱工程、
加熱された前記ワークに固形状または液状の接着剤を付与した後、粉末状の接着剤を付与する付与工程、
前記固形状または液状の接着剤および前記粉末状の接着剤が付与されたワークを貼付板に接着する接着工程、
前記ワークが接着された状態の前記貼付板を切断装置に取り付け、前記ワークを前記切断装置によって切断する切断工程、および
前記ワークを切断して得られたワークピースを前記貼付板から取り外す取り外し工程を備え、
前記貼付板に対する前記ワークの接着面の断面形状が凸状または丸みを帯びている、ワーク切断方法。
前記固形状または液状の接着剤および前記粉末状の接着剤は熱硬化性樹脂を含み、
前記付与工程、前記接着工程、前記切断工程および前記取り外し工程において前記固形状または液状の接着剤および前記粉末状の接着剤は熱硬化しない温度内で用いられ、
前記取り外し工程において前記ワークピースおよび前記貼付板はｐＨ９〜１１のアルカリ溶剤に浸漬される、請求項１に記載のワーク切断方法。
前記ワークが断面弓形形状である、請求項１または２に記載のワーク切断方法。
前記ワークが希土類磁石である、請求項１から３のいずれかに記載のワーク切断方法。
前記固形状または液状の接着剤および前記粉末状の接着剤は熱硬化性樹脂を含み、前記付与工程および前記接着工程において前記固形状または液状の接着剤および前記粉末状の接着剤は熱硬化しない温度内で用いられる、請求項１に記載のワーク切断方法。
前記貼付板に溝が形成されている、請求項１に記載のワーク切断方法。