JPS63283869A - 超砥粒チツプ - 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） 本発明は各種セラミックス、超硬合金、＃熱鋼、高速度
鋼などの難削材の除去加工に用いる超砥粒チップに関す
るものである。

（従来の技術） 従来、切削加工用のスローアウェイチップとしては、超
硬合金、サーメットなどのほか、ダイヤモンド、立方晶
窒化硼素、アルミナ、窒化珪素の焼結体などの材質のも
のがある。これらのスロー７ウエイチツプは、鋼、特殊
鋼、各種全屈などの切削加工に使用されているが、アル
ミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒化珪素などのいわゆる
ファインセラミックス焼結体をこれらのスローアウェイ
チップによって切削加工することは困難で、現在これら
を加工するには、ダイヤモンド砥粒を用いた研削砥石が
広く一般に用いられている。ダイヤモンド、立方晶窒化
硼素などの超砥粒を用いた研、削砥石は、メタルポンド
、レジンポンド、ビトリファイドポンド又は電着による
ものがある。しかし、これらの超砥粒研削砥石は、電着
砥石を除いて、構造上、砥粒がポンド中に埋め込まれた
状態であり、砥粒切刃の突出が少なく、また、無気孔の
ものが多く、すなわち、チップポケットがなく、切粉の
排出やクーラントの供給が１−分行われない、この結果
、加工熱の発生による砥粒及びポンド層の劣化や目づま
り現象が生じ、切れ味の低下を引き起こし、また、使用
に際しては、頻繁に目立て（ドレッシング）を行う必要
がある。一方、電着による砥石は、砥粒切刃のポンド層
からの突出を適度に制御することにより、切れ味はやや
良好なものが得られるが、砥粒層が単層であるため、比
較的短時間で寿命に達し、いずれにしても、能率のよい
研削作業を行うことができなかった。また、超砥粒研削
砥石は、ポンド層の材質、砥粒層を支持する合金の材質
などによって多少の差はあるものの、剛性の大きいもの
が一般的であるため、加工精度においては良好であるが
、特にセラミックスなどの硬脆材料の加工においては、
加工面にチッピングや微小クラックを生ぜしめ。

加工面品質に重大な欠陥を与えることが少なくない、そ
して、加工面の僅かな損傷が加工物の破断応力の大幅な
低下につながることが知られ、ダイヤモンド工具による
研削工程で発生したクラックなどは後工程としてのラッ
ピングやポリシングで除去しなければならない。

（９，明が解決しようとする問題点） このようなことから、従来の切削、研削工具では、各種
セラミックス、超硬合金、耐熱鋼、高速度鋼などの難削
材における除去加工が問題点となっている。

未発Ｉｌｌは、従来のスローアウェイチップによる切削
加工が不可能であった各種セラミックス、超硬合金など
の除去加工を可能とし、しかも前記のような従来の超砥
粒研削砥石の欠点を有さず、切れ味とその持続性が良好
な超砥粒チップを提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の超砥粒チップは、多角形板状または円形板状か
らなり、しかも、中央ボス部の周囲に設けられた網目基
材の少なくとも外縁部分に砥粒を固着した砥粒固着部が
備えられるようにしたものである。

すなわち、前記網目基材は、無機質繊維または有機質合
成繊維を積層状態として一体化されるようにしたもので
ある。

また、前記砥粒固着部は、前記砥粒が網目基材を構成す
る糸をくるむようにレジン系の接着剤で固着され、この
砥粒中には、少なくとも２０重量％の超砥粒が含有され
るようにしたものである。

この場合、前記網目基材は、目開きが０．４〜１．５ｍ
＋ｗ、密度が１０〜３０メツシュであることが望ましく
、また接着剤および砥粒による孔ふさがりは７５％以下
であることが望ましいものである。

（作用） 本発明の超砥粒チップは、例えば周方フライス又は正面
フライスによる工具回転系の加工方式でスロー７ウエイ
チツプとして使用されるが、チップの加工面に対する作
用は、いわゆる切削作用でなく、断続的な研削作用とい
える。

本発明は、中央ボス部の周囲に設けられた網目基材を支
持母材として、網目の開口を残すようにして超砥粒を固
着したものを積層して一体化した態様である。

したがって、これらの１個または複数個を切削工具の本
体に取り付けて用いたとき接着剤層から突出した超砥粒
の多数の微小な切刃が加工物に作用する。また、本発明
の超砥粒チップでは、開口した網目を通してクーラメン
トを部分に供給することができ、切粉の排出が円滑で、
目づまりがなく、切れ味とその持続性が良好である。さ
らに、本発明の超砥粒チップは、中央ボス部の存在によ
って剛性が高められるとともに網目基材の種類、接着剤
の種類と、塗布量、砥粒の塗装密度などのバランスを調
整することにより、高剛性のものから、ある程度の柔軟
性をもつものまで得られ、たとえ高剛性のものでも、在
来の超硬合金等のチップとは異なり、加工物に対して、
ある種の緩衝性をもって作用し、円滑な加工ができる。

（実施例） 以下、本発明超砥粒チップにおける一実施例について図
を参照しながら説明する。

第１図乃至第３図において、（１）は、超砥粒チップで
あり、この超砥粒チップ（１）は中央ボス部（２）の周
囲に積層状態で一体化された網目基材（３）が設けられ
、この網目基材（３）の外縁部分には、砥粒（０を固着
した砥粒固着部（５）が備えられる。そして、前記中央
ボス部（２）は、超砥粒チップ（１）の剛性および取付
は強度を増すために設けられるもので、鉄、ステンレス
、アルミ合金などの金属系、ベークライト、ＦＲＰなど
の合成樹脂系のものから形成される。

また、前記網目基材（３）は、無機質繊維または有機質
合成繊維を積層状態として、レジン系の接着剤（８）で
一体化されるものである。この場合、無機質繊維として
は、ガラス繊維、炭素ｍ、＊、アルミナ繊維、ムライト
繊維、金属繊維などから選ばれ、また有機質合成繊維と
しては、芳香族ポリアミド繊維、ナイロン繊維、ビニロ
ン繊維、ポリエステルｔａ！ａ、フェノール系繊維、レ
ーヨンｍ雄などから選ばれる。そして、これらの網目基
材（３）は、前述した繊維を単独または混紡、交織され
る。この場合、異なった繊維を積層するようにしてもよ
い、また網目基材（３）の目開きは、０．４〜１．５ｍ
■で、タテ、ヨコの糸の密度は、ｌＯ〜３０メツシュ（
木／２５ｍｍ）であることが望ましい、ｌＯメツシュよ
りも粗く、１．５ｍｍ以上の目開きでは、砥粒固着部（
５）における砥粒（４）の分布が粗となり、超砥粒チッ
プ（１）としての切れ味の低下をきたす、また３０メツ
シュよりも細かく、０．４ｍｓ以下の目開きでは、砥粒
固着部（５）は、砥粒（４）と接着剤（６）で網目がふ
さがってしまい、本発明の目的とする除去加工の効果が
発揮しにくい、さらに、網目基材（３）を積層する場合
、第６図でみられるように補強部材（７）を介在させる
ことができる。補強部材（７）の例としては、金属薄板
（孔あき、孔なし）、合成樹脂薄板、ＦＲＰ薄板および
無機質繊維、有機質合成繊維または金属細線からなるメ
ツシュ状のものが好適する。

本発明に用いる砥粒（４）は、ダイヤモンド、立方晶窒
化硼素などいわゆる超砥粒が主体である。

そして、被加工物の材質によって、高価な超砥粒の一部
を一般砥粒に代替し、少なくとも２０ｇＬ量％の超砥粒
を含む混合砥粒を使用することにより、十分な切れ味と
耐久性を発揮することができる。こ−でいラ一般砥粒と
は、ＪＩＳＲ６１１１に規定されるアルミナ質研削材、
炭化珪素質研削材、アルミナ・ジルコニア研削材および
炭化硼素などの人造研削材のほか、珪石、ガーネット、
フランダムなどの天然砥粒などを意味する。

本発明に使用するレジン系の接着剤（６）は、液状タイ
プのものを主体とし、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂などの熱硬化性レジンで耐熱性のある樹
脂系接着剤の中から選ばれ、各種充填材を併用して使用
する。

このようにして構成された本発明超砥粒チップは、例え
ば次のようにして製造することができる。

（１）　　目的に応じた形状の網目基材（３）の小片の
表裏両面に液状フェノール系樹脂などのレジン系接着剤
（６）を下塗り塗布する。

（２）　　網目基材（３）の表裏全面又は外縁から適宜
の幅の表裏全面に砥粒（４）を塗布し、加熱してレジン
系接着剤（８）を乾燥させる。

（３）　　乾燥されたものに対し、さらに上記レジン系
接着剤（６）を上塗り塗布し、加熱して接着剤（６）を
乾燥・半硬化させる。

（４）　　乾燥され、半硬化状態のものをそのままか又
はこれに新たにレジン系接着剤（８）を含浸塗布したも
のを目的に応じた幅になるように複数枚を外縁を揃えて
積層する。

（５）　　積層状態にある網目基材（３）の内部空間に
、中央ボス部（２）を配置した後、金型を用いて熱間加
圧する。そして、樹脂を完全硬化させ一体化した後、金
型から取り出し、砥粒固着部（５）を備えた超砥粒チッ
プ（１）とする。

なお、網目基材（３）に接着剤（６）を下塗り塗布する
上記（１）の工程の前に、必要とあれば目止めや剛性付
与を目的として同系の接着剤（６）を塗布して基材改質
処理することも有効である。

積層接着する市の砥粒（４）の網目基材（３）に対する
固層状態は、第４図及び第５図に示すように、網目を構
成する糸（３ａ）をくるむように単層あるいは多層の砥
粒（４）が切刃を突出させた状態に接着剤（６）により
網目基材（３）に強固に結合固定されている。砥粒（４
）及び接着剤（６）による砥粒固着部（５）の網目の孔
ふさがりは、！ｉＱ粉の排出やクーラントの十分な供給
のためには、砥粒固着部（５）の網目の７５％以丁であ
ることが望ましい。

次に、本発明超砥粒チップ（１）における除去加工につ
いて説明する。

工具仕様は、超砥粒チップ（りが外径２〇−鳳φで、厚
さ７ｍ＋ｗとなるようにしたものである。この場合、網
目基材（３）は、ビニロン繊維からなるものであらかじ
めシリカ系微粉充填材を混入したレゾール型フェノール
樹脂接着剤（８）で目止め処理した。こ・のときの形状
拳寸法は、外径２０ｍ鶴φ、内ｆｆ１２ｆｆｉ１１φ、
厚さ０．１８ｍｍで、目間さ０．９■、密度２０メツシ
ュである。そして、この網目基材（３）に対し、同系の
接着剤を下塗り塗布し、外縁から２＋ａｍ幅の表裏両面
に粒度＃８０７１００のダイヤモンド砥粒を散布塗布し
、加熱乾燥した後、さらに上記と同系の接着剤を上塗り
塗布して加熱乾燥し半硬化状態とした。このとき、砥粒
（４）と接着剤（６）による網目のふさがりは約５０％
で、砥粒固着部の厚さは０．８■鳳であった。これを１
８枚、外縁を揃えて積層し、その内部空間に中央ボス部
（２）を配置した後、金型に入れ、７Ｉの厚さとなるま
で加圧圧縮し、そのまま加熱処理して樹脂を完全硬化し
、一体化した後、金型から取り出じ、砥粒固着部（５）
を備えた超砥粒チップ（１）とした。

このようにした製作された超砥粒チップ（１）を正面フ
ライスの本体に取付け、堅フライス盤により厚さ２０ｍ
ｍの窒化珪素セラミックスを加工した。この場合、切削
条件は、加工速度１３００醜／ｗｉｎ　、　’ｌＪ込み
３鵬層、テーブル送り１００■層／１ｎとした。この結
果切れ味は極めてよく、その持続性も良好で、従来の工
具でみられない効率のよい加工が可能であった。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように中央ボス部の周囲には、
積層状態にある網目基材が設けられ、この網目基材の少
なくとも一部表面に砥粒が接着剤によって固着されるよ
うにしたものであるから、従来のスロー７ウエイチツプ
では不可能であった各種セラミックス、超硬合金などを
加工することが可溌になった。

すなわち、従来の超砥粒研削砥石のような切れ味の低下
を起こすことがなく、効率のよい加工が可能となった。

特にダイヤモンド砥粒を用いた本発明の超砥粒チップで
は、ファインセラミックスのような硬脆材料を加工する
のに際して、従来の剛性の大きいダイヤモンド研削砥石
と比較して加工面に対して弾生的に作用し、クラックや
チッピングを生じることがなく、欠陥が皆無かクランク
等が少ない加工面を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明超砥粒チップ゛の一実施例を示す斜視
図、第２図は、変形例を示す斜視図、第３図は、別の変
形例を示す斜視図、第４図は、積層前における網目基材
に対する砥粒の付着状態を説明するための一部拡大平面
図、第５図は、同じく積層前における網目を構成する糸
に対する砥粒の付着状態を説明するための拡大断面図、
第６図は、未発ＩＪ］ａ砥粒チップの網目基材に対し補
強材を組込んだ変形例を示す拡大断面図である。 （１）・・・超砥粒チップ　　　　　（２）・・・中央
ボス部（３）・・・網目基材　　　　　　　（０・・・
砥粒（５）・・・砥粒固着部　　　　　　（８）・・・
接着剤特許出願人　東芝タンガロイ株式会社 同　　　株式会社　光　陽　社 同　　　株式会社　創造　科学

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央ボス部の周囲には、積層状態で一体化された
   網目基材が設けられ、この網目基材の少なくとも外縁部
   分に砥粒を固着した砥粒固着部が備えられるようにした
   多角形板状または円形板状をなす超砥粒チップにおいて
   、 前記網目基材は、無機質繊維または有機質合成繊維から
   なり、 前記砥粒固着部は、前記砥粒が網目基材を構成する糸を
   くるむようにレジン系の接着剤で固着され、この砥粒中
   には、少なくとも２０重量％の超砥粒が含有されている
   ことを特徴とする超砥粒チップ。
2. （２）前記網目基材は、目開きが０．４〜１．５ｍｍ、
   密度が１０〜３０メッシュである特許請求の範囲第１項
   記載の超砥粒チップ。
3. （３）接着剤および砥粒による網目の孔ふさがりが７５
   ％以下である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   超砥粒チップ。