JPH01269506A - セラミックスの切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、目詰りが発生して回転砥石による切断が困難
で、チッピングが発生し易いセラミックスを、能率よく
チッピングを発生させずに切断する方法に関する。

〔従来の技術〕

一般にセラミックスのような硬脆材料の切断では、セラ
ミックスの割れや破損を避けるために微少な切込みを多
数の切刃により与えることができるダイヤモンドの砥粒
を用いた回転砥石（以下ダイヤモンドホイールとよぶ）
が汎用されている。

しかしながらダイヤモンドホイールでセラミックスを切
断する場合、ダイヤモンドホイールの表面に目詰りが発
生し易い、セラミックスにチッピングが発生し易いなど
の課題が残っている。

目詰りはサイアロンや窒化珪素などのセラミックスの切
断時に発生し易く、ダイヤモンドホイールのチップポケ
ットに切屑が堆積し切刃が埋まって加工が不可能となる
現象である。これはダイヤモンドホイールのチップポケ
ット、すなわち砥粒間隔や砥粒の突き出し高さが数十な
いし数百ミクロンでチップソーのミリ単位に比べて極め
て小さいことによる。従って、従来は目詰りを避けるた
め１パスで材料を切断せず、例えば厚さがｌＱｍｍで切
断長さが７５璽■のサイアロンであれば、送り速度を１
Ｏｎ＋／ｍｉｎとしサイアロンの下側に０．３〜０．５
　ａｍの研削代を残し切込みを３〜４ｕｒ／ｐａｓｓと
して合計３　ｐａｓｓで溝加工を行ったのちに、残った
研削代を研削によって除去してセラミックスを切断して
おり、ダイヤモンドホイールに目詰りが発生した時点で
ラインオフし、ＧＣ砥石を用いて目立てを行っていた。

またこのように加工の負荷を小さくしても、加工中に目
詰りが発生する時期を予測できないため加工の状態を監
視する必要がある。ここで、本発明でいう目立てとはチ
ソブポケントに堆積した切り屑の除去と新しい砥粒面を
出す作用をさす。

チッピングは炭化珪素などのセラミックスの切断時に発
生し易く、ダイヤモンドホイールにより引張応力が作用
したときに、セラミックスのエツジが欠ける現象である
。この現象はセラミックスが硬脆材料で引張に弱いため
におこるもので、切断のような加工では回転するダイヤ
モンドホイールがセラミ・ノクスから抜ける箇所すなわ
ちセラミックス切断面の下側部分で発生し易（、その大
きさや発生頻度が予測できない場合が多い。そのため、
寸法精度が悪くなり加工工程の増加や加工能率の低下を
招く。

このような課題を解決する方法として、目立てを切断中
に行い切断中の目詰りを防ぐ方法が報告されている。

一つは日本機械学会誌第８９巻８１５号Ｐ１２５（以下
引例１と称す）に示される方法である。この報告では研
削について述べであるが、回転砥石を変えるだけで切断
にも適用できるものである。

これは第２図に示したように回転砥石１が被加工物３に
当たる部分以外の回転砥石１上の位置で、目立て材とし
てダイヤモンドロール２を回転砥石１に当てて加工と目
立を同時に行う方法である。

一つは工業調査会発行の［機械と工具Ｊ　１９８３年６
月号Ｐ６６　（以下引例２と称す）に示される方法であ
る。すなわち、第３図に示したようにセラミックス１０
の下に目立て材としてＧＣ砥石９を敷き、目立て材への
切込み深さ１１をＧＣ砥石９に与えてダイヤモンドホイ
ール８でセラミックス１０とＧＣ砥石９を同時に切断す
る方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これら上述の方法には各々次のような課題が残
されている。

引例１の方法については、従来の方法の課題である目詰
りをなくす点およびチッピングをさけるために研削代を
残す従来の方法が使用できる点で効果的であるが、この
方法はすべての加工機械に通用できるわけではない。す
なわち、新規に機械を製作する場合は設計時に目立て材
の取付を考慮しておけば問題ないが、既に市場に出回っ
ている研削盤については目立て材を後付けする場合、取
付スペースがない、取付後に駆動系の剛性不足を招く、
改造費がかかる等の課題が残されている。

引例２の方法については、ＧＣ砥石をセラミックスの下
に置いてこれらを同時に切断することで目立てと切断を
同時に行うことを特徴としており、従来の方法の問題点
である口詰りをなくすことが可能で、且つ引例１の方法
の課題である目立て材の取付の問題も機械ではなく材料
の方から解決しており効果的であるが、この方法にはチ
ッピングが発生しやすいという課題が残されている。す
なわち従来の方法ではチッピングによる寸法精度の低下
を避けるためにセラミックスの下側に研削代を残した溝
加工を行ったのちに残った研削代を研削により除去して
いたわけであるが、この方法はセラミックスの下に目立
て材をおいているため、従来の方法のようにセラミック
スの下側に研削代を残して溝加工をしたのちに研削代を
除去して切断することができず、チッピングによる寸法
精度の低下が避けられない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の課題を解決するために成されたものであ
り、第１図のように切断しようとするセラミックス１０
の上に目立て材１２を接着やクランプなどを用いて固定
し、セラミックス１０の下側に研削代１３を残して、セ
ラミックス１０と目立て材１２にダイヤモンドホイール
８を同時に切り込ませてセラミックス１０に溝加工をし
たのちに、残った研削代１３を研削により除去してセラ
ミックス１０を切断することを特徴とする、ダイヤモン
ドホイール８による切断方法である。

〔作　用〕

本発明の作用を第１図を用いて説明する。第１図でダイ
ヤモンドホイール８はセラミックス１０に研削代１３を
残しながらセラミックス１０と目立て材１２に同時に切
込むように設定する。このダイヤモンドホイール８によ
る加工が作用する区間、すなわち弧ＢＣは送り６により
移動し、セラミックス１０に研削代１３を残した溝加工
がなされる。望ましい加工の状態は弧ＢＣ間で発生した
切削がダイヤモンドホイール８の砥粒間にあるチップポ
ケットに保持され０点を過ぎたところで排出されること
である。ところが、サイアロンや窒化珪素などのセラミ
ックスのように目詰りしやすい材料では０点を過ぎても
切屑の排出は行われず、数十〜数百ミクロンの大きさし
かないチップポケットに切屑が堆積する。切屑が堆積す
ると砥粒の突出高さが低くなりダイヤモンドホイール８
による加工が不可能になる。そこで第１図に示したよう
にセラミックス１０の上に目立て材１２を固定し、ダイ
ヤモンドホイール８による溝加工と目立てとを同時に行
うようにする。セラミックス１０のうえに目立て材１２
を固定するのは、セラミックス１０に引張が加わってチ
ッピングが発生しないように研削代１３を残した溝加工
ができるようにし、且つダイヤモンドホイール８による
加工と目立てを同時に行うことができるようにするため
である。このような溝加工を行ったのちに研削代１３を
除去してチッピングのない切断を実現することが本発明
の特徴である。

〔実施例〕

（実施例１）本発明の実施例として、代表的な難加工セ
ラミックスであるサイアロンと、目立て材としてＧＣ砥
石を第１図のようにセットしてその効果を調査した。実
験は特に目立て材の取付機構を持たないＮＣ付平面研削
盤を用い、厚さＩＱ＋＋ｍのサイアロン５１０２　（黒
崎窯業例製）の上に、厚さが６１１で粒度が２２０番の
ＧＣ砥石を接着してテーブルに固定した。ダイヤモンド
ホイールには５ＤＣ３２５Ｎ１００Ｂ：　２００ｔ＋＋
φＸ　Ｏ，８ａｘ　ｔを使用し、ダイヤモンドホイール
の回転数を１６０゜ｒｐｍ、研削代を０．４　ａｘ、送
り速度を４Ｑ鶴／ｍｉｎとして切断と目立てを同時に行
った。比較用に目立て材がない場合と、第３図に示した
引例２の、方法であるセラミックスの下に目立て材を置
いた場合についても調査した。目立て材のない場合の条
件は上述の実験に共通とした。第３図に示した引例２の
方法に於て目立て材への切込み深さ１１は５龍としその
他の条件は上述の実験に共通とした。

切断後にチッピングの発生した数と深さを測定した。

まず、目立て材のない場合についてであるが溝加工は不
可能であった。すなわち、ダイヤモンドホイールがセラ
ミックスに切込み始めた点から４０鶴送られた所でダイ
ヤモンドホイールに目詰りが発生して加工が不可能にな
りダイヤモンドホイールの駆動モーターに過大な負荷が
加わって非常停止となったからである。

次第３図に示した引例２の方法についてであるが、目詰
りは発生せず回転砥石の１　ｐａｓｓで厚さ１０ｍｍの
サイアロンの切断が可能であった。しかしながら、ダイ
ヤモンドホイールのｌ　ｐａｓｓで切断するため切断面
の下側には切断長さ１０１１あたり平均４．１個、平均
深さ０．２３　ｍｍのチッピングが発生した。

本発明による方法では送り速度が４０ｍ／ｍｉｎでの加
工が可能で、且つチッピングは観察されなかった。

（実施例２）チッピングの発生し易い炭化珪素の切断を
上述の実験と同じ条件で行った。炭化珪素はＣｌ０Ｉ　
　（黒崎窯業ＩＩ製）を使用した。比較用に目立て材の
ない場合や引例２についても同様に行った。

まず、目立て材のない場合についてであるが溝加工は可
能であった：しかしながら、研削代が０．４ｆｌでは残
された溝の部分に亀裂が発生し、この亀裂が切断後に必
要な部分までのびていた。

次に第３図に示した引例２の方法についてであるが、目
詰りは発生せずダイヤモンドホイールのｌ　ｐａｓｓで
厚さ１０ｍｍの炭化珪素の切断が可能であった。しかし
ながら、ダイヤモンドホイールの１ｐａｓｓで炭化珪素
を切断するため切断面の下側には切断長さｌＱｍｍあた
り平均２．６個、平均深さ０．５１ｍｍのチンピングが
発生した。

本発明による方法では送り速度が４０　ｍｍ／ｍｉｎで
の加工が可能で、且つチッピングは観察されなかった。

実施例１、実施例２では目立て材としてＧＣ砥石を使用
しているが、特許出願番号６２−２６１８４８で発明さ
れたガラス繊維を熱硬化性樹脂により固めた砥石の目立
て材についても本発明の切断方法の目立て材として同様
の作用がある。

〔発明の効果〕

本発明の方法によりダイヤモンドホイールの目詰りをな
くすことができるため、切断の状態を監視する必要がな
くなり目詰り発生時に目立てをするためのオフラインも
行う必要がなくなる。さらにダイヤモンドホイールが常
時目立てされるため良好な切れ味が維持され、且つセラ
ミックスに引張を加えずに切断することができるためチ
ッピングの発生による寸法精度の低下を解消することが
可能になる。従って、本発明の方法により従来切断が困
難であったセラミックスの高精度加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用を示す図、 第２図は引例１の作用を示す図、 第３図は引例２の作用を示す図、 である。 １：回転砥石、２：ダイヤモンドロール、３：被加工物
、４：支持板、５：テーブル、６：送り方向、７：回転
方向、８：ダイヤモンドホイール、９：ＧＣ砥石、１０
：セラミックス、１１：目立て材への切込み深さ、１２
；目立て材、１３：研削代。 第１図 第２図 手続補正書 昭和６３年６月２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 切断しようとするセラミックスの上に目立て材を固定し
   て一体化したセラミックスと目立て材に回転砥石を同時
   に切り込ませて、セラミックスの下側に研削代を残すよ
   うに溝加工をしたのちに、残った研削代を研削により除
   去してセラミックスを切断することを特徴とするセラミ
   ックスの切断方法。