JP5325154B2 - Grinding tool and method for manufacturing grinding tool - Google Patents

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本発明は、研削工具及び研削工具の製造方法に関する。   The present invention relates to a grinding tool and a method for manufacturing a grinding tool.

従来、炭素繊維強化プラスチック材（ＣＦＲＰ材材）の加工において生じる層間剥離（デラミネーション）を抑制するため、切削力を材料の両表面から内部方向に向かわせることを目的として、切削刃のねじれ方向を途中で変えた螺旋状の切削刃を有するエンドミルが使用されている（下記特許文献１参照）。   Conventionally, in order to suppress delamination that occurs in the processing of carbon fiber reinforced plastic material (CFRP material), the twisting direction of the cutting blade for the purpose of directing the cutting force from both surfaces of the material to the internal direction An end mill having a spiral cutting blade in which is changed in the middle is used (see Patent Document 1 below).

特開２００９−１９６０１５号公報JP 2009-196015 A

しかしながら、上述した従来の螺旋状の切削刃を有するエンドミルでは、加工能率を上げるために切削速度又は送り速度を上昇させると、エンドミルの切削刃に刃欠けが発生し、短期間で寿命を迎えて使用不可能となってしまうため、加工能率を上げることができないという問題がある。   However, in the above-described end mill having the conventional spiral cutting blade, when the cutting speed or the feed speed is increased in order to increase the processing efficiency, the end mill cutting blade has a chipped edge, and the service life is reached in a short period of time. Since it becomes unusable, there exists a problem that processing efficiency cannot be raised.

以上のことから、本発明は、ＣＦＲＰ材の層間剥離（デラミネーション）を抑制し、さらに加工能率を向上させることができる研削工具及び研削工具の製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a grinding tool and a grinding tool manufacturing method that can suppress delamination of the CFRP material and further improve the processing efficiency.

上記の課題を解決するための第１の発明に係る研削工具は、
加工対象物である積層材料の端面を研削する研削工具において、
円筒状の台金と、
前記台金上に形成されたダイヤモンドと、
前記積層材料の研削時に前記積層材料の端面の左側の表面に対応する位置に前記積層材料の端面の内側を向くように前記ダイヤモンドに形成された複数の左側の溝と、
前記積層材料の研削時に前記積層材料の端面の右側の表面に対応する位置に前記積層材料の端面の内側を向くように前記ダイヤモンドに形成された複数の右側の溝と
を備えた
ことを特徴とする。 The grinding tool according to the first invention for solving the above-mentioned problems is
In a grinding tool that grinds the end face of the laminated material that is the workpiece,
A cylindrical base metal,
Diamonds formed on the base metal;
A plurality of left grooves formed in the diamond so as to face the inside of the end face of the laminated material at a position corresponding to the left side surface of the end face of the laminated material during grinding of the laminated material;
A plurality of right grooves formed in the diamond so as to face the inside of the end surface of the laminated material at a position corresponding to the right surface of the end surface of the laminated material when grinding the laminated material; To do.

上記の課題を解決するための第２の発明に係る研削工具は、第１の発明に係る研削工具において、
前記積層材料の研削時に前記積層材料の端面の中心に対応する位置まで前記左側の溝及び前記右側の溝を延在させた
ことを特徴とする。 A grinding tool according to a second invention for solving the above-mentioned problems is a grinding tool according to the first invention,
The left groove and the right groove are extended to a position corresponding to the center of the end face of the laminated material during grinding of the laminated material.

上記の課題を解決するための第３の発明に係る研削工具の製造方法は、
第１の発明に係る研削工具の製造方法において、
前記台金上にＣＶＤにより前記ダイヤモンドを成長させた上で、該ダイヤモンドに前記左側の溝及び前記右側の溝を形成した
ことを特徴とする。 The manufacturing method of the grinding tool which concerns on 3rd invention for solving said subject is as follows.
In the manufacturing method of the grinding tool according to the first invention,
The diamond is grown on the base metal by CVD, and the left groove and the right groove are formed in the diamond.

上記の課題を解決するための第４の発明に係る研削工具の製造方法は、
第１の発明に係る研削工具の製造方法において、
前記台金上にダイヤモンドチップを敷き詰めることにより前記ダイヤモンドを形成した上で、該ダイヤモンドに前記左側の溝及び前記右側の溝を形成した
ことを特徴とする。 The manufacturing method of the grinding tool which concerns on 4th invention for solving said subject is as follows.
In the manufacturing method of the grinding tool according to the first invention,
The diamond is formed by laying a diamond tip on the base metal, and the left groove and the right groove are formed in the diamond.

本発明によれば、ＣＦＲＰ材の層間剥離（デラミネーション）を抑制し、さらに加工能率を向上させることができる研削工具及び研削工具の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the grinding tool which can suppress the delamination (delamination) of CFRP material, and can improve a work efficiency can be provided.

本発明の実施例に係る研削工具の模式図である。It is a schematic diagram of the grinding tool which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る研削工具における図１に破線で示す部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part shown with a broken line in Drawing 1 in a grinding tool concerning an example of the present invention. 本発明の実施例に係る研削工具におけるＡ群及びＢ群の溝５の設置方向を示した図である。It is the figure which showed the installation direction of the groove | channel 5 of A group and B group in the grinding tool which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る研削工具の製造方法における台金上にＣＶＤにより成長させたダイヤモンドを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the diamond grown by CVD on the base metal in the manufacturing method of the grinding tool which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る研削工具の製造方法における台金上にダイヤモンドチップを敷き詰めることにより形成したダイヤモンドを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the diamond formed by laying a diamond tip on the base metal in the manufacturing method of the grinding tool which concerns on the Example of this invention.

以下、本発明に係る研削工具及び研削工具の製造方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, the grinding tool and the manufacturing method of a grinding tool concerning the present invention are explained, referring to drawings.

以下、本発明の実施例に係る研削工具及び研削工具の製造方法について説明する。
はじめに、本実施例に係る研削工具の構成について説明する。
図１は、本実施例に係る研削工具１の模式図である。なお、図１中において、矢印Ｍはダウンカット時の研削工具１の送り方向を示しており、矢印Ｒは研削工具１の回転方向を示している。なお、図１においては、ダウンカット時の研削工具１の送り方向を示したが、研削工具１の送り方向を矢印Ｍの反対方向とすることによりアップカットを行うこともできる。 Hereinafter, a grinding tool and a method for manufacturing a grinding tool according to an embodiment of the present invention will be described.
First, the configuration of the grinding tool according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram of a grinding tool 1 according to the present embodiment. In FIG. 1, an arrow M indicates the feed direction of the grinding tool 1 at the time of downcut, and an arrow R indicates the rotation direction of the grinding tool 1. In FIG. 1, the feed direction of the grinding tool 1 at the time of the down cut is shown, but the up cut can also be performed by setting the feed direction of the grinding tool 1 to the direction opposite to the arrow M.

図１に示すように、本実施例に係る研削工具１は、軸２に同軸に取り付けられる円筒状の台金３と、台金３上に形成されたダイヤモンド４と、ダイヤモンド４に軸方向に対し斜めに形成された溝とを備えている。なお、本実施例においてはＣＦＲＰ材１０を加工対象として説明するが、これ以外の材質の積層材料を加工対象とすることも可能である。   As shown in FIG. 1, a grinding tool 1 according to this embodiment includes a cylindrical base metal 3 that is coaxially attached to a shaft 2, a diamond 4 formed on the base metal 3, and an axial direction on the diamond 4. And a groove formed obliquely. In the present embodiment, the CFRP material 10 is described as a processing target, but a laminated material of a material other than this may be a processing target.

図２は、本実施例に係る研削工具１における図１に破線で示す部分の拡大図である。なお、図２中において、矢印Ｍはダウンカット時の研削工具１の送り方向を示しており、矢印Ｒは研削工具１の回転方向を示している。なお、図２においては、ダウンカット時の研削工具１の送り方向を示したが、研削工具１の送り方向を矢印Ｍの反対方向とすることによりアップカットを行うこともできる。   FIG. 2 is an enlarged view of a portion indicated by a broken line in FIG. 1 in the grinding tool 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, an arrow M indicates the feed direction of the grinding tool 1 at the time of downcut, and an arrow R indicates the rotation direction of the grinding tool 1. In FIG. 2, the feed direction of the grinding tool 1 at the time of the down cut is shown, but the up cut can also be performed by setting the feed direction of the grinding tool 1 to the direction opposite to the arrow M.

図２に示すように、本実施例に係る研削工具１の溝５は、溝５の角部である研削面５ａが加工対象のＣＦＲＰ材１０の端面１０ａの内側を向くように角度を付けて形成されている。言い換えれば、溝５は、研削面５ａがＣＦＲＰ材１０の端面１０ａの中心側を向くように形成されている。   As shown in FIG. 2, the groove 5 of the grinding tool 1 according to the present embodiment is angled so that the grinding surface 5 a that is a corner of the groove 5 faces the inside of the end surface 10 a of the CFRP material 10 to be processed. Is formed. In other words, the groove 5 is formed so that the grinding surface 5 a faces the center side of the end surface 10 a of the CFRP material 10.

なお、本実施例においては、図２中にＡで示す破線の範囲内に設置された右斜め方向の研削力ＦAを生ずる研削面５ａが右斜め方向を向いた溝５をＡ群の溝５とし、図２中にＢで示す破線の範囲内に設置された左斜め方向の研削力ＦBを生ずる研削面５ａが左斜め方向を向いた溝５をＢ群の溝５として説明する。また、本実施例においては、溝５は周方向において１ｍｍ程度の間隔で形成し、溝５の幅は０．４ｍｍ程度とした。また、本実施例における左右は、研削工具１側からＣＦＲＰ材１０を見た場合の左右とする。 In the present embodiment, the groove 5 which grinding surface 5a is directed to the right oblique direction causing the grinding force F A of the installed obliquely rightward within the dashed line indicated by A in Figure 2 of the group A groove The groove 5 in which the grinding surface 5a that produces the grinding force F B in the diagonally left direction and installed in the range indicated by the broken line B in FIG. In this embodiment, the grooves 5 are formed at intervals of about 1 mm in the circumferential direction, and the width of the grooves 5 is about 0.4 mm. Further, the left and right in this embodiment are the left and right when the CFRP material 10 is viewed from the grinding tool 1 side.

図２に示すように、加工対象となるＣＦＲＰ材１０の厚さを考慮して、Ａ群の溝５はＣＦＲＰ材１０の左表面１０Ｌ側を研削するように配置し、Ｂ群の溝５はＣＦＲＰ材１０の右表面１０Ｒ側を研削するように配置する。なお、溝５は、周方向で見たときに軸方向において隙間が空かないように形成することとする。また、Ａ群の溝５とＢ群の溝５の間隔はあけないことが望ましいが、間隔をあける場合にはＡ群の溝５とＢ群の溝５の間に規則的又は不規則に溝を形成することとする。   As shown in FIG. 2, in consideration of the thickness of the CFRP material 10 to be processed, the group A groove 5 is arranged to grind the left surface 10L side of the CFRP material 10, and the group B groove 5 is It arrange | positions so that the right surface 10R side of the CFRP material 10 may be ground. The groove 5 is formed so that there is no gap in the axial direction when viewed in the circumferential direction. In addition, it is desirable that there is no gap between the groove 5 of the A group and the groove 5 of the B group. Will be formed.

図３は、本実施例に係る研削工具１におけるＡ群及びＢ群の溝５の設置方向を示した図である。なお、図３（Ａ）はＡ群の溝５を示しており、図３（Ｂ）はＢ群の溝５を示している。
図３（Ａ）に示すように、Ａ群の溝５は、右斜め方向に研削力ＦAがかかるように設置されている。Ａ群の溝５は、研削力ＦAがＣＦＲＰ材１０の端面１０ａの内側を向くように、図３（Ａ）に一点鎖線ａで示す軸方向と平行な線と溝５の研削面５ａとがなす角θAを「０°＜θA＜４５°」の範囲で設定する。 FIG. 3 is a view showing the installation direction of the grooves 5 of the A group and the B group in the grinding tool 1 according to the present embodiment. 3A shows the groove 5 of the A group, and FIG. 3B shows the groove 5 of the B group.
As shown in FIG. 3 (A), the groove 5 of the A group is installed so that the grinding force F A is applied in the diagonally right direction. The groove 5 of the A group includes a line parallel to the axial direction indicated by a one-dot chain line a in FIG. 3A and a grinding surface 5 a of the groove 5 so that the grinding force F A faces the inside of the end face 10 a of the CFRP material 10. There the angle theta a set in the range of "0 ° <θ a <45 °."

なお、θAは０°に近くなるほど研削力ＦAの周方向を向く成分が強くなり、θAは４５°に近くなるほど研削力ＦAのＣＦＲＰ材１０の端面１０ａの内側を向く成分が強くなる。なお、本実施例においては、研削力ＦAの周方向を向く成分と内側を向く成分のバランスのよい、θA＝４５°となるように設置することとした。 Incidentally, theta A 0 component facing the circumferential direction of the nearer grinding force F A to ° it becomes strong, theta A has a strong component facing the inner end face 10a of the CFRP material 10 nearer the grinding force F A to 45 ° Become. In this embodiment, the components are set so that θ A = 45 °, which is a good balance between the component facing the circumferential direction of the grinding force F A and the component facing the inside.

また、図３（Ｂ）に示すように、Ｂ群の溝５は、左斜め方向に研削力ＦBがかかるように設置されている。Ｂ群の溝５は、研削力ＦBがＣＦＲＰ材１０の端面１０ａの内側を向くように、図３（Ｂ）に一点鎖線ａで示す軸方向と平行な線と溝５の研削面５ａとがなす角θBを「０°＜θB＜４５°」の範囲で設定する。 Further, as shown in FIG. 3 (B), the groove 5 of the group B is installed so that the grinding force F B is applied in the diagonally left direction. Grooves 5 of the B group, as grinding force F B faces the inner end surface 10a of the CFRP member 10, and the grinding surface 5a in the axial direction and a line parallel to the groove 5 shown by a chain line in FIG. 3 (B) a There the angle theta B set in the range of "0 ° <θ B <45 °."

なお、θBは０°に近くなるほど研削力ＦBの周方向を向く成分が強くなり、θBは４５°に近くなるほど研削力ＦBのＣＦＲＰ材１０の端面１０ａの内側を向く成分が強くなる。なお、本実施例においては、研削力ＦBの周方向を向く成分と内側を向く成分のバランスのよい、θB＝４５°となるように設置することとした。 Incidentally, theta B 0 component facing the circumferential direction of the nearer grinding force F B in ° becomes strong, theta B has a strong component facing the inner end face 10a of the CFRP material 10 nearer the grinding force F B to 45 ° Become. In this embodiment, the components are set so that θ B = 45 °, which is a good balance between the component facing the circumferential direction of the grinding force F B and the component facing the inside.

次に、本実施例に係る研削工具の製造方法について説明する。
本実施例に係る研削工具の製造方法においては、はじめに、台金３上にダイヤモンド４を形成する。本実施例においては、以下の２つの方法のいずれかにより台金３上にダイヤモンド４を形成することとした。 Next, the manufacturing method of the grinding tool which concerns on a present Example is demonstrated.
In the method for manufacturing a grinding tool according to this embodiment, first, diamond 4 is formed on base metal 3. In this embodiment, the diamond 4 is formed on the base metal 3 by one of the following two methods.

図４は、本実施例に係る研削工具１の製造方法における台金３上にＣＶＤにより成長させたダイヤモンド４を示した模式図である。
図４に示すように、本実施例に係る研削工具の製造方法においては、台金３上にＣＶＤによりダイヤモンド４を成長させ、溝５を形成するために必要な幅をダイヤモンド４で覆う。本実施例においては、ダイヤモンド４は５００μｍ程度成長させることとする。 FIG. 4 is a schematic diagram showing diamond 4 grown by CVD on the base metal 3 in the method for manufacturing the grinding tool 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, in the method for manufacturing a grinding tool according to the present embodiment, diamond 4 is grown on the base metal 3 by CVD, and the width necessary for forming the groove 5 is covered with diamond 4. In this embodiment, the diamond 4 is grown about 500 μm.

図５は、本実施例に係る研削工具１の製造方法における台金３上にダイヤモンドチップ４ａを敷き詰めることにより形成したダイヤモンド４を示した模式図である。
図５に示すように、本実施例に係る研削工具１の製造方法においては、ミリサイズのダイヤモンドチップ４ａを敷き詰め、溝５を形成するために必要な幅をダイヤモンド４で覆う。本実施例においては、ダイヤモンドチップ４ａは、レジンボンド、メタルボンド、電着等により台金３に接着することとした。 FIG. 5 is a schematic view showing diamond 4 formed by spreading diamond tips 4a on base metal 3 in the method for manufacturing grinding tool 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, in the method for manufacturing the grinding tool 1 according to this embodiment, millimeter-sized diamond tips 4 a are spread and the width necessary for forming the grooves 5 is covered with diamond 4. In this embodiment, the diamond tip 4a is bonded to the base metal 3 by resin bond, metal bond, electrodeposition or the like.

そして、上述した２つの方法のいずれかにより台金３上にダイヤモンド４を形成した後、ダイヤモンド４にレーザーを照射して溝５を形成する。なお、本実施例においては、レーザーにより溝５を形成することとしたが、これ以外の物理的又は化学的な方法により溝５を形成するようにしてもよい。   Then, after the diamond 4 is formed on the base metal 3 by one of the two methods described above, the diamond 5 is irradiated with a laser to form the groove 5. In this embodiment, the grooves 5 are formed by laser, but the grooves 5 may be formed by other physical or chemical methods.

以上説明したように、本実施例に係る研削工具１によれば、従来のエンドミルと同様の原理で研削方向をＣＦＲＰ材１０の左表面１０Ｌ及び右表面１０Ｒから内側に向かわせるように、溝５の研削面５ａを向けるように規則性を持たせて溝５を形成したことにより、ＣＦＲＰ材１０の層間剥離（デラミネーション）を抑制することができる。   As described above, according to the grinding tool 1 according to the present embodiment, the grooves 5 are formed so that the grinding direction is directed inward from the left surface 10L and the right surface 10R of the CFRP material 10 on the same principle as the conventional end mill. By forming the groove 5 with regularity so that the ground surface 5a is directed, delamination of the CFRP material 10 can be suppressed.

さらに、本実施例に係る研削工具１によれば、従来用いられていたエンドミルに比べ、切刃数を増やし、切刃を強化できることとなるため、研削速度を上げることができ、加工能率を向上させることができる。   Furthermore, according to the grinding tool 1 according to the present embodiment, the number of cutting edges can be increased and the cutting edges can be strengthened as compared with the conventionally used end mill, so that the grinding speed can be increased and the processing efficiency is improved. Can be made.

本発明は、例えば、ＣＦＲＰ材の端面を研削する研削工具及び研削工具の製造方法に利用することが可能である。   The present invention can be used for, for example, a grinding tool for grinding an end face of a CFRP material and a method for manufacturing the grinding tool.

１ 研削工具
２ 軸
３ 台金
４ ダイヤモンド
４ａ ダイヤモンドチップ
５ 溝
５ａ 研削面
１０ ＣＦＲＰ材
１０ａ 端面
１０Ｌ 左表面
１０Ｒ 右表面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grinding tool 2 Shaft 3 Base metal 4 Diamond 4a Diamond tip 5 Groove 5a Grinding surface 10 CFRP material 10a End surface 10L Left surface 10R Right surface

Claims (4)

加工対象物である積層材料の端面を研削する研削工具において、
円筒状の台金と、
前記台金上に形成されたダイヤモンドと、
前記積層材料の研削時に前記積層材料の端面の左側の表面に対応する位置に前記積層材料の端面の内側を向くように前記ダイヤモンドに形成された複数の左側の溝と、
前記積層材料の研削時に前記積層材料の端面の右側の表面に対応する位置に前記積層材料の端面の内側を向くように前記ダイヤモンドに形成された複数の右側の溝と
を備えた
ことを特徴とする研削工具。 In a grinding tool that grinds the end face of the laminated material that is the workpiece,
A cylindrical base metal,
Diamonds formed on the base metal;
A plurality of left grooves formed in the diamond so as to face the inside of the end face of the laminated material at a position corresponding to the left side surface of the end face of the laminated material during grinding of the laminated material;
A plurality of right grooves formed in the diamond so as to face the inside of the end surface of the laminated material at a position corresponding to the right surface of the end surface of the laminated material when grinding the laminated material; Grinding tool to do. 前記積層材料の研削時に前記積層材料の端面の中心に対応する位置まで前記左側の溝及び前記右側の溝を延在させた
ことを特徴とする請求項１に記載の研削工具。 2. The grinding tool according to claim 1, wherein the left groove and the right groove are extended to a position corresponding to a center of an end face of the laminated material during grinding of the laminated material. 請求項１に記載の研削工具の製造方法において、
前記台金上にＣＶＤにより前記ダイヤモンドを成長させた上で、該ダイヤモンドに前記左側の溝及び前記右側の溝を形成した
ことを特徴とする研削工具の製造方法。 In the manufacturing method of the grinding tool according to claim 1,
A method for producing a grinding tool, wherein the diamond is grown on the base metal by CVD, and the left groove and the right groove are formed in the diamond. 請求項１に記載の研削工具の製造方法において、
前記台金上にダイヤモンドチップを敷き詰めることにより前記ダイヤモンドを形成した上で、該ダイヤモンドに前記左側の溝及び前記右側の溝を形成した
ことを特徴とする研削工具の製造方法。 In the manufacturing method of the grinding tool according to claim 1,
A method of manufacturing a grinding tool, wherein the diamond is formed by laying a diamond tip on the base metal, and the left groove and the right groove are formed in the diamond.
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