JPS6334076A - 電鋳薄刃砥石 - 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、特にシリコンやフェライト等の被削材におけ
る高精度の切断加工や溝入れ加工に用いられる電鋳薄刃
砥石に関するものである。

「従来の技術」 この種の超精密加工用砥石としては、従来から第４図に
示すような電鋳薄刃砥石が使用されている。

図中符号ｌは、ＮｌやＧｏあるいはそれらの合金からな
る金属メッキ相内に、ダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒
を分散して形成された、厚さ数十μｍ−数百μｍの輪環
薄板状の電鋳薄刃砥石である。

そして、この電鋳薄刃砥石Ｉは、両側面に配設された一
対の取付用フランジ２，２間に挾まれたうえ、軸線まわ
り？こ回転される砥石軸４にナツト３によって締め付は
固定され、使用に供される。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、この上うなＮ鋳薄刃砥石ｌによって研削を行
なった場合、研削作業の進行につれて微少な刃先の振れ
が生じるようになり、研削幅が広がってしまう現象が以
前から知られていた。

本出願人らが、この問題を改善すべく詳細に検討したと
ころ、前記砥石刃先の振れは、研削につれ、砥石刃先の
厚さ方向中央部において異常な摩耗が生じるために起こ
る乙のであることがわかった。第５図（イ）は研削に使
用する前の電鋳薄刃砥石１の刃先部を拡大した断面図で
ある。他方、同図（ロ）は砥石ｌを一定時間研削に使用
した後の刃先部の拡大断面図を示すものであり、このよ
うに刃先の厚さ方向中央部において金属メッキ相が摩耗
し、刃先断面が凹んでしまっている。そして、この凹み
両側の一対のエツジ部Ｅ１．Ｅ２の高さの若干の差など
によって、各エツジ部Ｅ　１　、Ｅ　２における研削抵
抗に差が生じ、この研削抵抗の差が砥石の刃先を左右に
振らせる原因となるのである。さらに、この場合、前記
刃先の凹みに切り屑が集まってしまい、この切り屑が前
記エツジ部ＥＩＳＥ２の存在により排出されにくいため
、研削抵抗が増加するうえ、刃先の振れを助長する結果
となっていた。

「発明の目的」 本発明は、研削作業時に砥石刃先の振れが起こらず、直
線性の高い研削が行なえ、しかも切れ味が良い電鋳薄刃
砥石を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本発明者らはさらに実験を重
ね、以下の知見を得るに至った。

■金属メッキ相の厚さ方向中央部に比較的大きな超砥粒
を分散する一方、金属メッキ相の厚さ方向両側部にそれ
よりも平均粒径が小さい小径超砥粒を分散させることに
より、前記刃先の凹みが防止できること。

■しかし、その場合、中央部に大径超砥粒のみを分散さ
せると、超砥粒の自生全刃作用が極端に低下し、砥石の
切れ味が低下すること。

■大径超砥粒とともに小径粒子を分散させることにより
、大径超砥粒の自生全刃作用を促進できること。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の電鋳薄刃砥石を示す断面図
であり、図中符号ｌＯは、Ｎｉ、Ｇｏおよびこれらの合
金等の材質により円板形に形成された金属メッキ相であ
る。この金属メッキ相ＩＯの厚さ方向中央部には、ダイ
ヤモンドあるいはＣＢＮ等の大径超砥粒ｉｔ・・・およ
びそれよりも平均粒径の小さな小径超砥粒１２・・・（
粒子）とが分散されている。また、金属メッキ相１０の
厚さ方向両側部には、前記小径超砥粒１２・・・のみが
分散されている。

前記メッキ相ｌＯの中央部の厚さＡは、砥石肉厚の１１
５〜１／２であることが望ましい。この範囲を外れると
いずれの場合も砥石刃先が適正な形状に摩耗しなくなる
。

また、前記大径超砥粒１１の平均粒径は、小径超砥粒１
２の平均粒径の２〜１０倍であることが望ましい。大径
超砥粒１１の大きさが小径超砥粒１２の２倍未満である
と、大径超砥粒ｉｔによる刃先中央部の摩耗防止効果が
低減し、刃先の凹みが防止できない。また、１０倍より
も大きいと大径超砥粒１１によるチッピングが顕著にな
るととらに、大径超砥粒１１と小径超砥粒１２の脱落し
やすさの差が大きくなりすぎ、今度は逆に刃先中央部が
異常に突出することになる。

次に、この上うな電鋳薄刃砥石の製造方法を、第３図を
用いて説明する。

同図は砥石製造装置の縦断面図である。符号２０はメッ
キ槽であり、このメッキ博２ｏ内には、Ｎｉ、Ｃｏ等の
金属イオンを含むメッキ液Ｍが満たされている。また、
このメッキ槽２ｏには、図示しない超音波撹拌機等の撹
拌機が配設されており、メッキ液Ｍの撹拌がなされるよ
うになっている。

メッキ槽２０内には、非導電性の台座２１が水平に配置
されており、この台座２１上には、ステンレス製の平面
基板２２が載置されている。この平面基板２２の上面に
は、製造すべき砥石の原型形状をなす部分を残してマス
キング２３が施されている。また、平面基板２２の上方
には、平面基板２２と平行に陽極板２４が配置され、図
示しない電源の陽極に接続されている。

また、メッキ槽２０の上方には、メッキ液循環装置２５
が設けられている。このメッキ液循環装置２５は、吸液
バイブ２６と、排液バイブ２７とを備え、吸液バイブ２
６の下端からメッキ液を吸い上げ、排液バイブ２７下端
のノズル２８から平面基板２２に向けてメッキ液を噴出
するように構成されている。このノズル２８は、平面基
板２２の、図において紙面と直行する方向の全長に亙る
長さを有するものである。また、排液パイプ２７は、循
環装置２５内部の駆動機構により、平面基板２２の図中
左右方向全長に亙って平面基板２２と一定距離を保ちつ
つ図中矢印のように動かされるようになっている。これ
により、ノズル２８から噴出されるメッキ液は、排液パ
イプ２７の移動に伴い平面基板２２の全面に亙って噴き
付けられようになっている。

さて、この装置によって電鋳薄刃砥石を製造するには、
まず、メッキ液間中に大径超砥粒１１・・・および小径
超砥粒１２・・・をそれぞれ所定屋台ぜて添加する。次
いで、前記撹拌機を作動し、これら超砥粒１１・・・、
１２・・・を均一にメッキ液間中に分散させる。そして
、平面基板２２を電源の陰極に接続し、陽極板２４との
間に通電するとともに、循環装置２５を作動さ什て、排
液パイプ２７を連続的に左右に動かし、メッキ液を平面
基板２２全而に亙って噴き付ける。

すると、この頻繁に噴き付けられるメッキ液により、平
面基板２２上に付着した大径超砥粒１１・・・が吹き飛
ばされる一方、小径超砥粒１２・・・は水流の影響をあ
まり受けず、平面基板２２上に付着したままとなり、こ
の小径超砥粒１１・・・のみが、平面基板２２上に次々
と析出する金属メッキ相内に優先的に取り込まれていく
。

やがて、小径超砥粒１２・・のみを分散させた金属メッ
キ相が所定の厚さに達したら、今度は循環装置２５を時
折り作動させるのみとし、大径超砥粒１１・・を吹き飛
ばすことなく小径超砥粒１２・・・とともに金属メッキ
相内に取り込まれるようにする。

やがて、この大径超砥粒１１・・・および小径超低？Ｌ
１２・・・を分散させた金属メッキ相が所定の肉厚に達
したら、再び循環装置２５を連続的に作動させ、絶え間
無く金属メッキ相上の大径超砥粒１１・・を吹き飛ばし
、小径超砥粒１２・・・のみを金属メッキ相内に取り込
ませるようにする。そして、金属メッキ相が所定肉厚に
なったら、通電を停止し、平面基板２２をメッキ槽２０
から取り出して水洗する。そして、この平面基板２２か
ら金属メッキ相ｌＯを剥がし、所定形状に整形して電鋳
薄刃砥石を得る。

このような構成からなる電鋳薄刃砥石にあっては、金属
メッキ相ｌＯの厚さ方向中央部に、脱落しにくい大径超
砥粒１１・・・を分散させる一方、金属メッキ相ｌＯの
両側部には小径超砥粒１２・・・のみを分散させている
ため、金属メッキ相ｌＯの中央部が両側部に比べて摩耗
しにくい。これにより、この砥石では、研削作業の進行
につれ、従来の均一平均粒径の超砥粒を分散させた電鋳
薄刃砥石とは異なり、刃先部の断面が第２図に示すよう
に凸形に摩耗するため、砥石の厚さ方向両側平において
生じる研削抵抗の差等によって砥石刃先が振れることか
なく、真っ直ぐな研削が行なえ、切り幅が広がってしま
うことがない。また、金属メッキ相１０の厚さ方向中央
部には、大径超砥粒１１・・・とともに小径超砥粒１２
・・・も分散しているので、必然的に大きくなってしま
う大径超砥粒１１・・・の保持力を適度に低下させ、大
径超砥粒１１・・・の自生全力作用を促進して砥石の切
れ味を良好にすることができる。

また、この砥石では、被研削材への切り込みを、主に大
径超砥粒１２・・によって行なうので、切れ味および研
削速度が向上できるうえ、被研削材の研削断面を小径超
砥粒１２・・・によって研削するので、研削断面におけ
るチッピングやむしりを低減し、研削断面の平面性を向
上することが可能である。

また、この実施例の砥石においては、大径超砥粒１１・
・・と−緒に分散させる粒子として、両側部と同じ小径
超砥粒１２・・・を使用しているので、製造時において
メッキ液中の粒子を一々交換する必要がなく、製造が簡
単であるとともに、超低粒以外の粒子を用いた用いた場
合に比べ、切れ味が良い。

なお、大径超砥粒１１・・・と−緒に分散させる粒子は
超砥粒でなくても良く、例えば、フッ素樹脂等の潤滑性
粒子を用いることにより、研削抵抗を低下させてチッピ
ングを防止したり、あるいは超砥粒以外の硬質粒子を添
加したりすることも可能である。

「実験例」 次に、実験例を挙げて、本発明の効果を実証する。

第３図の製造装置を用いて、実験例の電鋳薄刃砥石を製
造した。他方、従来の製造方法により比較例の電鋳薄刃
砥石を製造した。

次いで、これら２Ｎの砥石により、以下の研削条件にお
いて研削を行なった。

研削条件　被削材、フェライト（ＨＩ　Ｐ材）周速：　
１５００　＋ｗ／ｍｉｎ。

送り速度；　１５０　ｔｔｔｒｘ／　ｍｉｎ。

切り込み；　２　、　Ｏｙｘｍ／　ｍｉｎ。

研削長さ、１００肩 次表は各砥石の組成、研削結果を示す。

※摩耗形状とは、第６図に示すように、刃先断面におけ
る砥石厚さ方向中央部の突出量Ｔを示し、「＋」が凸形
状、「−」が凹形状であることを意味する。

※カーフ幅振れとは、第７図に示すように、研削により
形成した溝の上端縁における幅Ｗｔから、溝の下端にお
ける幅Ｗ２を引いたものである。

上表から明らかなように、実験例の電鋳薄刃砥石では、
刃先の摩耗形状が適正になり、カーフ幅振れが著しく低
減した。

「発明の効果」 本発明の電鋳薄刃砥石によれば、次のような優れた効果
が得られる。

■金属メッキ相の厚さ方向中央部に脱落しにくい大径超
砥粒を分散させる一方、金属メッキ相の両側部には小径
超砥粒のみを分散させているため、金属メッキ相の中央
部が両側部に比べて摩耗しにくい。これにより、この砥
石では、研削作業の進行につれ、刃先部の断面が凸形状
になっていくので、切り屑の排出性か良好であるうえ、
砥石の両側部において生じる研削抵抗の差が生じず、砥
石刃先が振れることがなく、切り幅が広がらず真っ直ぐ
な研削か行なえる。

■被研削材への切り込みを、主に大径超砥粒によって行
なうので、切れ味および研削速度が向上できる。

■被研削材の研削断面を小径超砥粒によって研削するの
で、研削断面におけるチッピングやむしりが低減でき、
研削断面の平面性を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電鋳薄刃砥石の刃先部を示
す拡大断面図、第２図は同砥石の使用状態における刃先
部を示す拡大断面図、第３図は同砥石の製造装置の縦断
面図である。 また、第４図は従来の電鋳薄刃砥石を砥石軸に固定した
状態を示す縦断面図、第５図は従来砥石の問題点を説明
するための刃先部の拡大断面図、第６図および第７図は
本発明の実験例の効果を説明するための刃先部および被
研削材の拡大断面図である。 ｌＯ・金属メッキ相　　１１・・・大径超砥粒１２　小
径超砥粒（粒子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属メッキ相中に超砥粒を分散させてなる円板状
   の電鋳薄刃砥石において、 前記金属メッキ相の厚さ方向中央部には、小径粒子およ
   びこの小径粒子より平均粒径が大きい大径超砥粒を分散
   させる一方、金属メッキ相の厚さ方向両側部には、前記
   大径超砥粒よりも平均粒径が小さい小径超砥粒のみを分
   散させたことを特徴とする電鋳薄刃砥石。
2. （２）前記大径超砥粒の平均粒径は、前記小径粒子およ
   び小径超砥粒の平均粒径の２〜１０倍であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電鋳薄刃砥石。