JPH02198770A - 銑鉄鋳物切断用カッタ - 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、ダイヤモンド切刃を備えた銑鉄鋳物切断用カ
ッタの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、金属材料の機械的切断、例えば銑鉄鋳造品の湯口
、押湯等を切断除去する装置として、高速切断機が使用
されている。この高速切断機には、円形砥石が回転可能
に装着されているが、この種の円形砥石として、ダイヤ
モンド切刃を備えた銑鉄鋳物切断用カッタがある。この
カッタには、円盤状の基板の外周面に細粒ダイヤモンド
を保持しながらニッケルめっきを施し、ダイヤモンドを
ニッケルで機械的に固定することによりリング状に連続
して接合したいわゆる電着カッタ（電着カッティングホ
イール）がある。

各種機械部品に使用されている鋳鉄鋳物のうち、とくに
高い靭性を有し、形状が大きく、破損時身喰をして製品
に欠陥を作る銑鉄鋳物の湯口、押湯切断に際して、一般
的なレジノイド砥石を用いた場合、砥粒結合材自体の熱
劣化と砥粒結合度不足で、砥粒が脱落し易く早期に切断
限界直径まで減少するため、使用寿命が短くなる欠点が
ある。これに対し上記のカッティングホイールでは、ダ
イヤモンド砥粒の結合材自体が熱劣化し砥粒が脱落する
ことがないから、使用寿命を大幅に延長することができ
るものである。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のダイヤモンド切刃を有する銑鉄鋳
物切断用カッタにあっては、次のような問題点があった
。

すなわち基板材料は、ニッケル３６％を含むニッケルー
鉄合金であるアンバー、又はニッケル３６％、クロム１
２％、残部が鉄からなるニッケル合金であるニリン・バ
ーである。これらのニッケル合金の熱膨張係数は１〜５
　Ｘ　１０−’／”Ｃである。

一方、結合材料である電着ニッケルの熱膨張係数は１７
　ｘ　１０−”／”ｃである。電着ニッケルが摩擦熱に
より発熱しても、相接する基板に熱は拡散され、電着ニ
ッケルは基板温度とおおよそ等しくなる。

しかしてアンバー、エリンバ−等の低熱膨張係数材料も
、２００°Ｃを越えると鉄なみの１１．７Ｘ１０−ｈ／
”Ｃと大きな熱膨張係数となる。

したがって、 ■　鋳物切断時の発熱で、結合材である電着ニッケルと
基板が２００°Ｃ以上に加熱され、かなり熱膨張する。

これにより、カッティングホイールに心振れが生じる。

上記の発熱は、切断による鋳物の塑性変形に伴う結晶歪
に基づく熱と、鋳物とカッタとの摩擦抵抗に基づく熱に
よるものであり、この熱膨張による心振れの作用でダイ
ヤモンド砥粒が脱落し、その結果カッタの寿命が短くな
る。

ちなみに、いま、鋳鉄鋳物切断用カッタのダイヤモンド
砥粒が４０〜５０メツシユ（４２０〜２９０μｍ）で、
そのカッティングホイールの心振れが０．２　ｍｍある
とすると、全部のダイヤモンド砥粒が被切削面に対して
稼動する迄に、初期稼動ダイヤモンド切刃の半分以上が
異常摩耗や脱落により欠損してしまい、寿命が短縮され
る。

■　カッティングホイールの基板と電着ニッケルとの熱
膨張係数が大きく異なるため、鋳物切断時の発熱で電着
ニッケルが基板から剥離する。このためダイヤモンド砥
粒が脱落し、その結果カッタの寿命が短くなる。

そこで本発明の目的とするところは、力、２ティングホ
イールの発熱を抑制して心振れを防止し、かつ又基板と
切刃結合材との熱膨張係数の差異をなくし、これにより
ダイヤモンド砥粒の脱落を防ぎひいてはカッタの寿命を
長くした銑鉄鋳物切断用カッタを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、円盤状の基板の
外周にダイヤモンド切刃を備えた鉄鋳物切断用カッタに
おいて、 前記基板の外周面を貫通する通風孔をダイヤモンド切刃
の近傍に複数設けたことを特徴とするものである。

通風孔は、カッタの切断回転時に風を取り込む方向に傾
斜させることができる。

又、本発明は、円盤状の基板の外周にダイヤモンド切刃
を電着してなる鉄鋳物切断用力・ン夕において、 前記基板の金属材質と電着金属の材質を同一組成の低熱
膨張率ニッケル合金としたことを特徴とするものである
。

〔作用〕

基板の外周面を貫通する通風孔をダイヤモンド切刃の近
傍に複数設けたため、放熱面積が増加する。且つ回転に
より通風孔を介してカッティングホイールを横断する強
制空冷が可能となり、放熱面積の増大とあいまって冷却
効率が向上する。その結果、鋳物切断時の発熱によるカ
ッティングホイールの温度上昇を低く押さえることがで
き、カッティングホイールの熱膨張による心振れに基づ
くダイヤモンド粒子の脱落が防止され、ひいては寿命が
延長される。

上記通風孔を、カッタの切断回転時に風を取り込む方向
に傾斜させれば、冷却効率を一層向上させることができ
る。

又、基板の金属材質と電着金属の材質を同一組成の低熱
膨張率ニッケル合金としたため、例え鋳物切断時にカッ
ティングホイールの温度が高温になっでも、従来のよう
に基板と切刃結合材との熱膨張差で切刃が剥離するとい
う現象は防止され、寿命の延長が実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図とともに説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の第１の実施例を示すも
ので、第１図はカッティングホイールの全体正面図、第
２図はそのＩＩ−ＩＩ線線入大断面図第３図はＩＩＩ−
ＩＩＩ線拡線断大断面図る。

図中ｌは１０インチ銑鉄鋳物切断用カッタのカッティン
グホイールを示す。円盤状の基板２の外周面には、ダイ
ヤモンド細粒を電着ニッケル層で結合した切刃３が円周
方向に連続して電着により形成されている。

その基板２の外周部近傍、すなわち切刃３の側面部には
、直径１０ｍｍの貫通孔４を円周等分に１６ケ穿設しで
ある。これらの貫通孔はカッタ回転時の通風孔であって
、回転により風を取り込む方向に４５°１頃斜させであ
る。

上記、通風孔４の大きさは任意に選定可能である。例え
ば直径１０ｍｍより大きい直径としてもよ（、又その数
を１６ケに限定する必要もない。すなわち、通風孔４の
大きさや配置は、カッティングホイール１の冷却効果と
強度低下とのバランスを考慮して、実用の範囲内で選定
する。

ちなみに、基ｖｉ、２の引張強度は、材質がアンバーや
エリンバ−の場合で２０〜３０ｋｇ／ｌｔｔｍ２である
。これに対して、レジノイドダイヤモンドカッタのそれ
は０．３〜０．５ｋｇ／ｍｍ”であり、相当する引張強
度でよいきすれば本発明のカッティングホイールｌの有
孔度（カッティングホイール１の表面積に対する通風孔
４の合計開口面積の比率）を９０数％以上とすることも
可能である。

更に、通風孔４の開口を切刃３の側面部３Ａに配置する
と良い。この切刃の側面部３Ａは、カッティングホイー
ル１を回転させて銑鉄鋳物の湯口押湯等を切断除去する
際、基板２と鋳物上が直接触れることによる摩擦抵抗の
増大を防止するものである。したがって、ここム二通風
孔４を多数設けて強制冷却を行うようにすると、高価な
ダイヤモンドの使用量が減り、製造の合理化が達成され
る利点がある。

本実施例において、切刃３を基板２に結合させる結合材
として用いた電着ニッケルは、純ニツケル金属ではなく
、基板２と同材料であるアンバー（又はエリンバ、−）
である。

このように、基板２と切刃結合材との材質を同一とする
ことで、従来の熱膨張係数の差異による切刃３の剥離現
象が完全に防止できる。

上記の電着は次の条件で行ったものである。

めっき浴組成： 塩化第一鉄（Ｆ　ｅ　Ｃｉｔ　　・４　Ｈ２Ｏ）３００
ｇ／ｌ 塩化ニッケル（ＮｉＣ１・６Ｈ，Ｏ） ４０ｇ／ｌ 塩化カルシウム（ＣａＣｆり ｐＨ（Ｈ（ｌによる） 電流密度 浴温 １８０ｇ、／４２ ０．９〜１．５ ３、５　Ａ／　ｄ　ｍ２ ６５〜９５°Ｃ 次に、上記のように構成したカッティングホイール１の
実験例を述べる。

なお、上記実施例では、カッティングホイール１に通風
孔４を設けると共に、切刃結合材に基板２の同一組成の
アンバーを用いたものにつき述べたが、いずれか一方の
みを、単独に行ってもよく、使用条件に応じて単独又は
両者の併用を選択する。

〔実験例〕

第１図に示す通風孔４を設けたカッティングホイール１
を用意した。このカッティングホイール１を取りつけた
銑鉄鋳物切断用カッタにより、回転数３０００ｒｐｍで
、直径３０ｎｖｎの鋳鉄鋳物の湯口を、切断幅２．５ｍ
ｍ、切断時間１５秒間で切断した。

延べ切削個数６００個で何等の異常を認めなかった。

比較例として通風孔４を設けないカッティングホイール
を用い同様に処理したところ、延べ切削個数６００個で
、カッティングホイールの振れが発生した。

次に、上記実施例と同様にニッケル合金を電着して結合
材とした砥石直径１０インチ、砥石幅２゜５　ｍｍの、
カッティングホイールと（ただし、通風孔４は設けない
）、従来の電着ニッケルのカッティングホイールとの比
較寿命試験につき述べる。

砥石回転速度３０００ｒｐｍで、直径３０ｍｍの鋳鉄鋳
物の湯口を、切断幅２．５　ｍｍで切断した。延べ切削
個数６００個で、以下の結果を得た。

基板成分と同一組成の電着ニッケルの場合は、初期基板
振れが約１　／　１００　ｍｍであるのに対し、６００
個切断後の基板振れも１／１００ｍｍであつた。

一方、従来の電着ニッケルの場合は、カッティングホイ
ール側面の損耗と切刃の損耗による発熱が大となり、１
／１０ｍｍの振れに増大した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、円盤状の基板の
外周面のダイヤモンド切刃の側面に通風孔を複数設けた
。そのため鋳物切断時のカッティングホイールの温度上
昇を低く押さえることができて、熱膨張による心振れで
切刃が脱落することが防止され長寿命の銑鉄鋳物切断用
カッタを提供できるという効果が得られる。

又、本発明によれば、円盤状の基板の外周にダイヤモン
ド切刃を電着してなる鉄鋳物切断用カッタにおいて、基
板の金属材質と電着金属の材質を同一組成の低熱膨張率
ニッケル合金とした。そのため、鋳物切断時のカッティ
ングホイールの温度上昇で切刃３が基板２から剥離する
ことがなくなり、長寿命の銑鉄鋳物切断用カッタを提供
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の銑鉄鋳物切断用カッタのカ
ッティングホイールの正面図、第２図は第１図の■−■
線断面で示す要部拡大断面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ
ＩＩ線断面で示す要部拡大断面図である。 １はカッティングホイール、２は基板、３は切刃、４は
通風孔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円盤状の基板の外周にダイヤモンド切刃を備えた
   鉄鋳物切断用カッタにおいて、 前記基板の外周面を貫通する通風孔をダイヤモンド切刃
   の近傍に複数設けたことを特徴とする銑鉄鋳物切断用カ
   ッタ。
2. （２）通風孔をカッタの切断回転時に風を取り込む方向
   に傾斜させたことを特徴とする請求項（１）記載の銑鉄
   鋳物切断用カッタ。
3. （３）円盤状の基板の外周にダイヤモンド切刃を電着し
   てなる鉄鋳物切断用カッタにおいて、 前記基板の金属材質と電着金属の材質を同一組成の低熱
   膨張率ニッケル合金としたことを特徴とする鋳鉄鋳物切
   断用カッタ。