JPS6357161A - 硬脆性難切削被加工材の切削方法及び切削装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は、硬脆性難切削被加工材を超砥粒製回転砥石に
よって切削する切削方法及び切削値どに関する。

本明細書において使用する語句「超砥粒製回転砥石」は
、天然又は合成ダイヤモンド砥粒、立方晶窒化硼素砥粒
の如き超砥粒を適宜の方法によって結合することによっ
て形成された円形状又は環形状の回転砥石を意味する。

また、語句「硬脆性能切削被加工材」とは、その切削に
は一般に超砥粒製回転砥石が使用されているフェライト
、セラミックの如き被加工材を意味する。

〈従来技術〉 当業者には周知の如く、硬詭性難切削被加工材の切削、
例えば略長方形のフェライトブロックに多数の溝を切削
して読取り磁気ヘッドを製作する際の溝切削は、超砥粒
製回転砥石を回転せしめると共に、超砥粒製回転砥石と
被加工材とを所定切削方向に相対的に送り移動せしめる
ことによって遂行される。

〈従来技術の問題点〉 而して、従来の切削においては、被加工材に所謂カケを
生成せしめることなく且つ回転砥石の破断を発生せしめ
ることなく、所要通りの良好な切削を遂行するには、回
転砥石と被加工材との相対的送り移動速度を著しく低速
にせしめることが必要であった。事実、本発明者が知る
限りにおいて、従来の切削における送り移動速度の最大
値は１７ｍｍ／秒であった。それ故に、従来の切削にお
いては、所要切削操作に相当長時間を要していた。

〈発明の目的〉 本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その目
的は、被加工材におけるカケの生成及び回で所要通りの
良好な切断を遂行することを可能にする、新規且つ優れ
た切削方法及び切削装置を提供することである。

〈発明の要約〉 開被加工材の切削について、鋭意研究及び実験を重ねた
結果、送り移動速度を大幅に増大せしめるためには、当
初の予想を越える要件として、回転砥石の周速度を所要
範囲内にせしめることが重要であること、換言すれば、
回転砥石の周速度が過小または過大である場合には送り
移動速度を大幅に増大せしめることができないこと、を
見出した。

そして、本発明者が見出した上記要件に基き、本発明に
よれば、上記目的を達成する切削方法として、硬穐性難
切削被加工材を超砥粒製回転砥石によって切削する切削
方法にして、該回転砥石の周速度を１０００乃至５５０
０ｍ／分にせしめて、該回転砥石と該被加工材とを３Ｏ
Ｎ／秒以上の送り移動速度で切削方向に相対的に送り移
動せしめる、ことを特徴とする切削方法が提供される。

また、本発明によれば、上記目的を達成する切削装置と
して、硬脆性能切削被加工材を保持するｍ７分の周速度
で回転せしめることができる砥石回転手段と、該チャッ
クテーブルと該回転砥石とを３０Ｈ／秒以上の送り移動
速度で切削方向に相対的に送り移動することができる送
り移動手段とを具備する、ことを特徴とする切削装置が
提供される。

本発明の好適実施態様においては、該周速度は２０００
乃至５０００ｍ／分であり、該送り移動速度は５０ｍｍ
／秒以上である。

〈発明の好適具体例〉 以下、添付図面を参照して更に詳細に説明する。

第１図を参照して説明すると、切削すべき硬脆性能切削
被加工材（フェライト又は種々のセラミックでよい）２
は、第１図において左右方向に移動自在に装着されたチ
ャックテーブル４上に、磁気吸着又は真空吸着の如き適
宜の方法によって固着されて保持される。テーブル４に
は電動モータでよい駆動源６が駆動連結されている。こ
の駆動源６は送り移動手段を構成する。駆動源６が付勢
されると、テーブル４及びその上に固着された被加工材
２は矢印８で示す方向（又はその逆方向）に移動せしめ
られる。

テーブル４の上方には、第１図において紙面に垂直な方
向に延在する軸１０が、適宜の軸支構造（図示していな
い）によって回転自在に装着されている。そして、この
軸１０の一端部に円板形状の超砥粒製回転砥石１２が固
定されている０回転砥石１２磁は、天然又は合成ダイヤ
モンド砥粒。

立方晶窒化硼素砥粒の如き超砥粒をメタルボンド法、レ
ジンボンド法の如き適宜の方法によって結合した周知の
ものでよい。上記軸１０には電動モータでよい駆動１ｉ
ｖ１４が駆動連結されている。この駆動源１４は砥石回
転手段を構成する。駆ｆ）１源１４が付勢されると、回
転砥石１２が矢印１６で示す方向に回転せしめられる。

被加工材２の上部に左右方向に延びる深さｄの清を回転
砥石１２によって切削するためには、回転砥石１２が被
加工材２の上面から所定切削深さｄまで干渉するように
、軸ＩＯとテーブル４との相対的高さを調整する。そし
て、駆動ａ１４を付勢して回転砥石１２を矢印１６で示
す方向に回転せしめると共に、駆動源６を付勢してテー
ブル４及びその上面に固着された被加工材２を矢印８で
示す方向に送り移動せしめる。かくすると、被加工材２
の送り移動に応じて、回転砥石１２による切削作用によ
って被加工材２に溝が切削される（第１図はかような溝
切削操作の中途段階を図示している）。所望ならば、被
加工材２を送り移動することに代えて或いはこれに加え
て、軸１０及びこれに固定された回転砥石１２を矢印８
で示す方向と逆方向に送り移動せしめることもできる。

而して、上記の通りの切削において、回転砥石１２によ
る被加工材２の切削に要する切削力、換言すれば被加工
材２から回転砥石１２に加えられる回転抵抗をＦとし、
回転砥石１２の周速度をＶとし、送り移動による影響を
無視して考えると、回転砥石１２による被加工材２の切
削に消費される動力Ｐ、は、Ｐ、＝ＦＸＶとなる。従っ
て、駆動ａ１４は、回転砥石１２に上記動力Ｐ１を越え
る動力Ｐ２を付与し得るものであることが必要で与され
る上記動力Ｐ２から、送り移動による影客を無視した上
記消費動力Ｐ＋を引算した動力Ｐ３−Ｐ、−Ｐ、が、切
削の際に送り移動に起因して消費され、従って、送り移
動速度を増大せしめて切削効率を上昇せしめるためには
、単純に駆動源１４の動力（馬力）を増大せしめればよ
い、と考えていた。

しかしながら、後述する実験から明確に理解される如く
、単に駆動源１４の動力を増大せしめても送り移動速度
を充分に増大せしめることはできず、送り移動速度を充
分に増大せしめるには、回転砥石１２の周速度を所要範
囲にせしめることが重要であることが判明した。更に詳
述すると、従来の切削における送り移動速度の最大値（
１７ｍｍ／秒）の約１．８倍の送り移動速度３０ｕ／秒
を達成するためには、回転砥石１２の周速度を１０００
乃至５５００ｒｎ　７分にせしめることが重要であり、
従来の切削における送り移動速度（１７ｍｍ／秒）の約
２．９倍の送り移動速度５０ｍｍ／秒を達成するために
は、回転砥石１２の周速度を２０００乃至５０００ｍ／
分にせしめることが重要であることが判明した。

そして、かかる現象は、切削深さ、切削厚さ、被加工材
２の材質９回転砥石１２の材質等が変化しても基本的に
は同一であることも確認された。回転砥石１２の周速度
が小さくなると、送り移動による影響を無視した上記消
費動力Ｐ＋（−ＦＸＶ）が小さくなり、従って送り移動
速度を増大せしめることが許容されるのではないかと思
われるが、実際上は、回転砥石１２の周速度を上記所要
値よりも小さくせしめて送り移動速度を増大せしめると
、被加工材２に所謂カケが生成され或いは回転砥石１２
が破断されてしまう。この理由は必ずしも明確ではない
が、回転砥石１２自体の極微的破砕を伴って被加工材２
を切削するという回転砥石１２による独特な切削挙動に
起因すると推察している。他方、回転砥石１２の周速度
を上記所要値よりも大きくせしめて送り移動速度を増大
せしめても、被加工材２に所謂カケが生成され或いは回
転砥石１２が破断されてしまう。この理由も必ずしも明
確ではないが、上記の通りの回転砥石１２による独特な
切削挙動と共に、回転砥石１２の周速度が過大になると
、冷却のために回転砥石１２の周縁部に噴射せしめられ
る水の如き冷却水が、遠心力及びこれに起因して回転砥
石１２の近傍に生成される空気流によって、回転砥石１
２に充分に衝突し得なくなり、かくして冷却効果が低下
することに起因するのではないかと推察している。

く実験例〉 第１図に図示する通りの様式によって、縦（切削方向）
寸法４Ｑｗ、横寸法２０酊、厚さ１０ｎの多結晶フェラ
イトに深さ９．Ｏｎの溝を切削した。

使用した回転砥石は、合成ダイヤモンド砥粒さメタルボ
ンド法によって結合することに形成された、株式会社デ
ィスコから商品名ｒＡＩＡＩＲＯ３Ｊとして販売されて
いる砥石であった。かかる回転砥石の直径は１０１．６
　ｘ＊　（４１ｎｃｈ）で、厚さは０．５ｍｌであった
。切削の際には、水道水を回転砥石の切削部位に７．（
Ｍ！／分射出した。

回転砥石の周速度を２５０ｍ／分から５７５０　ｍ　／
分まで２５０ｍ／分毎に変化せしめ、かかる周速度の各
々において、被加工材の送り移動速度を２Ｉｌｌ／秒毎
増大せしめて、最大許容送り移動速度を求めた。かかる
最大許容送り移動速度は、切削の際に火花発生が見られ
た送り移動速度である。火花発生が見られた送り移動速
度を越えて送り移動速度を増大せしめると　被加工材で
ある多結晶フェライトの切削溝にカケが生成され、そし
てまた回転砥石が破断される傾向がある。

回転砥石の各周速度における最大許容送り移動速度は、
下記第１表のとおりであった。

第１表 第２図は、上記第１表に示す周速度縦軸に最大許容送り
移動速度を横軸にとって両者の関係を線図化したもので
ある。第１表と共に第２図を参照すると、回転砥石の周
速度を１０００乃至５５００ｍ／分にせしめた場合には
、送り移動速度を従来の最大値（１７ｍｍ／秒）の約１
．８倍である３０■／秒以上にせしめることができ、回
転砥石の周速度を２０００乃至５０００ｍ／分にせしめ
た場合には、送り移動速度を従来の最大値（１７ｍｍ／
秒）の約２．９倍である５０ｍ／秒以上にせしめること
ができることが理解される。

〈発明の効果〉 以上詳述した通りであるので、本発明によれば、被加工
材におけるカケの生成及び回転砥石の破断等の問題を発
生せしめることな（、従来の送り移動速度に比べて大幅
に速い送り移動速度で所要通りの良好な切断を遂行する
ことができ、切断効率を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の切削方法の一様弐を示す簡略側面図
。 第２図は、実験例における回転砥石の周速度と最大許容
送り速度との関係を示す線図。 ２・・・被加工材 １２・・・回転砥石 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬脆性難切削被加工材を超砥粒製回転砥石によって
   切削する切削方法にして、該回転砥石の周速度を１００
   ０乃至５５００ｍ／分にせしめて、該回転砥石と該被加
   工材とを３０ｍｍ／秒以上の送り移動速度で切削方向に
   相対的に送り移動せしめる、ことを特徴とする切削方法
   。 ２、該周速度は２０００乃至５０００ｍ／分であり、該
   送り移動速度は５０ｍｍ／秒以上である、特許請求の範
   囲第１項記載の切削方法。 ３、硬脆性難切削被加工材を保持するためのチャックテ
   ーブルと、回転自在に装着された超砥粒製回転砥石と、
   該回転砥石を１０００乃至５５００ｍ／分の周速度で回
   転せしめることができる砥石回転手段と、該チャックテ
   ーブルと該回転砥石とを３０ｍｍ／秒以上の送り移動速
   度で切削方向に相対的に送り移動することができる送り
   移動手段とを具備する、ことを特徴とする切削装置。 ４、該砥石回転手段は２０００乃至５０００ｍ／分の周
   速度で該回転砥石を回転せしめることができ、該送り移
   動手段は５０ｍｍ／秒以上の送り移動速度で該チャック
   テーブルと該回転砥石とを切削方向に相対的に送り移動
   することができる、特許請求の範囲第３項記載の切削装
   置。