KR101927651B1 - 초지립 휠 - Google Patents

Abstract

초지립이 결합재에 의하여 고착된 초지립층을 갖는 초지립 휠이며, 초지립층에서의 초지립의 점유 면적 비율이 20% 내지 70%이다.

Description

초지립 휠

본 발명은 초지립 휠에 관한 것이다. 본 출원은 2015년 12월 10일에 출원된 일본 출원 제2015-241160호에 기초하는 우선권을 주장하며, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.

CBN 지립 또는 다이아몬드 지립 등의 초지립이 금속 도금에 의하여 고착된 초지립층을 베이스 메탈 상에 구비한 초지립 휠이 일본 특허 공개 평5-16070호 공보(특허문헌 1), 일본 특허 공개 제2000-233370호 공보(특허문헌 2), 일본 특허 공개 평5-200670호 공보(특허문헌 3)에 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평5-16070호 공보 일본 특허 공개 제2000-233370호 공보 일본 특허 공개 평5-200670호 공보

본 발명은 절삭성이 양호하고 수명이 긴 초지립 휠을 제공하는 것이다.

본원 발명의 일 양태에 관한 초지립 휠은, 초지립이 결합재에 의하여 고착된 초지립층을 갖는 초지립 휠이며, 초지립층에서의 초지립의 점유 면적 비율이 20% 내지 70%이다.

본 개시에 따르면, 절삭성이 양호하고 수명이 긴 초지립 휠을 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 따른 초지립 휠의 평면도이다.
도 2는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 2 중의 하나의 지립을 확대하여 도시하는 단면도이다.

[본 개시의 실시 형태의 설명]

처음에, 본원 발명의 실시 양태를 열기하여 설명한다.

본 발명자들은, 상기 전착 초지립 휠 및 경납땜 타입의 초지립 휠의 문제점을 해결하고자 연구를 거듭한 결과, 절삭성이 양호하고 게다가 수명이 긴 초지립 휠의 발명을 이룰 수 있었던 것이다.

종래의 초지립 휠에서는, 베이스 메탈 상에 석출되는 금속 도금이 초지립 간의 간극을 메워서 성장하고 있다. 그 금속 도금이 초지립을 확실히 유지할 수 있는 두께까지 금속 도금을 석출시킨다. 금속 도금으로서는 니켈 도금이 주로 이용되고 있다. 이와 같이 하여 구성된 초지립 휠은 전착 초지립 휠이라 칭해지고 있다. 초지립의 돌출 단부가 충분히 노출된 이상적 상태에서 초지립이 고착되어 있는 점에서, 드레싱이 불필요하고, 칩 포켓의 용량이 커서 절삭 칩에 의한 눈막힘이 적고, 절삭성이 극히 양호하여, 고능률 연삭 가공이나 조연삭 가공 등에 널리 사용되고 있다.

그러나 상기 전착 초지립 휠에서는, 초지립의 입경의 변동 및 초지립이 고정된 자세에 의하여 그 초지립의 돌출 단부의 높이가 고르지 않다. 이 이유에 의하여 공작물의 고정밀도의 표면 조도가 얻어지지 않기 때문에, 정밀 연삭 가공 분야에서는 트루잉하여 사용되고 있다. 이 경우, 초지립층이 한 층이기 때문에 과도한 트루잉에 의하여 절삭성의 저하나 수명이 짧아진다는 문제점이 있었다.

CBN 지립 또는 다이아몬드 지립 등의 초지립이 납재에 의하여 고착된 초지립층을 베이스 메탈 상에 구비한 경납땜 타입의 초지립 휠도 알려져 있다. 상기 전착 초지립 휠과 마찬가지로 초지립의 입경의 변동 및 초지립이 고정된 자세에 의하여 그 초지립의 돌출 단부의 높이가 고르지 않다. 이 이유에 의하여 공작물의 고정밀도의 표면 조도가 얻어지지 않기 때문에, 정밀 연삭 가공 분야에서는 트루잉하여 사용되고 있다. 그러나 초지립층이 한 층이기 때문에 과도한 트루잉에 의하여 절삭성의 저하나 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

그래서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 절삭성이 양호하고 수명이 긴 초지립 휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 지견에 의하여 이루어진 발명은, 초지립이 결합재에 의하여 고착된 초지립층을 갖는 초지립 휠이며, 초지립층에서의 초지립의 점유 면적 비율이 20% 내지 70%인 초지립 휠에 관한 것이다.

바람직하게는, 초지립의 평균 입경은 5㎛ 내지 2000㎛이다.

바람직하게는, 초지립의 돌출 단부가 공작물에 작용하는 면적 비율은 초지립층 표면의 단위 면적당 1% 내지 30%이다.

바람직하게는, 초지립의 돌출 단부에는 높이가 1㎛ 이상인 요철이 형성되어 있다.

바람직하게는, 초지립층은 초지립이 한 층으로 고착되고, 결합재는 금속 도금 또는 납재이다.

바람직하게는, 결합재의 두께는 초지립의 평균 입경의 30% 내지 90%이다.

바람직하게는, 복수의 초지립이 공작물에 작용하고, 공작물에 작용하는 복수의 초지립의 돌출 단부의 높이의 변동은 5㎛ 이하이다.

바람직하게는, 초지립 휠은 공작물의 표면 조도가 5㎛ Rz 이하인 정밀 연삭 가공에 사용된다.

바람직하게는, 상기 초지립층에서의 상기 초지립의 점유 면적 비율이 30% 내지 70%이다.

바람직하게는, 상기 결합재의 두께는 상기 초지립의 평균 입경의 30% 내지 80%이다.

[본원 발명의 실시 형태의 상세]

도 1 내지 3을 참조하여, 초지립 휠(1)은, 초지립(101, 102, 103)이 결합재(100)에 의하여 고착된 초지립층(10)을 갖는 초지립 휠(1)이며, 초지립층(10)에서의 초지립(101, 102, 103)의 점유 면적 비율이 20% 내지 70%이다. 여기서 점유 면적 비율이란, 초지립층(10)을 바로 위에서 관찰한 때 초지립층(10)의 단위 면적당, 예를 들어 1㎟당 초지립이 점유하는 면적의 비율로 정의한다.

초지립(101, 102, 103)의 점유 면적 비율을 측정하기 위해서는 먼저, 초지립층(10)의 표면의 SEM(scanning electron microscope) 관찰로부터 화상의 전자 데이터를 얻는다. 화상 해석 소프트웨어로 초지립(101, 102, 103), 결합재(100)를 분류한다. 예를 들어 1000㎛×1000㎛의 시야에서, 임의의 3개소에서 점유 면적률을 측정하고 3개소의 점유 면적률을 평균한다.

초지립 휠(1)의 절삭성 및 수명 등의 휠 성능을 고려하면, 초지립(101, 102, 103)의 점유 면적 비율은 30% 내지 70%가 바람직하고, 35% 내지 70%인 것이 더 바람직하다.

바람직하게는, 초지립(101, 102, 103)의 평균 입경은 5㎛ 내지 2000㎛이다. 평균 입경의 측정을 위해서는, 예를 들어 결합재(100)를 용융시켜 초지립(101, 102, 103)을 초지립 휠(1)로부터 떼어낸다. 초지립 휠(1)이 작은 경우에는 초지립 휠(1) 전체로부터 초지립(101, 102, 103)을 떼어낸다. 초지립 휠(1)이 큰 경우에는 초지립 휠(1) 전체로부터 초지립(101, 102, 103)을 떼어내는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 그 경우에는, 초지립층(10)으로부터 면적 25㎟ 이상의 부분을 벗겨낸다. 벗겨낸 부분으로부터 초지립(101, 102, 103)을 취출한다. 초지립(101, 102, 103)의 평균 입경은 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(예를 들어 가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼 제조, SALD 시리즈)로 측정된다.

바람직하게는, 초지립(101, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)가 공작물에 작용하는 면적 비율은 초지립층(10)의 표면의 단위 면적당 1% 내지 30%이다. 여기서 초지립(101, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)가 공작물에 작용하는 면적 비율이란, 초지립층(10)을 바로 위에서 관찰한 때 초지립층(10)의 단위 면적당, 예를 들어 1㎟당 초지립(101, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)가 공작물에 작용하는 면적의 비율로 정의한다. 초지립(101, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)가 공작물에 작용하는 면적 비율을 측정하기 위해서는, 초지립층(10)의 표면의 SEM(scanning electron microscope) 관찰로부터 화상의 전자 데이터를 얻고, 화상 해석 소프트웨어로 초지립(101, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)의 공작물에 작용하는 면의 면적 비율을 구함으로써 산출한다. 초지립(102)의 돌출 단부(102a)에는 요철이 형성되어 있지 않기 때문에 가공을 위하여 사용되지 않는다. 그 때문에 돌출 단부(102)의 면적은 가공에 작용하는 면적은 아니다.

바람직하게는, 초지립(101, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)에는 높이가 1㎛ 이상인 요철(101b, 103b)이 형성되어 있다. 초지립 휠의 양호한 절삭성을 얻기 위해서는, 돌출 단부에는 2㎛ 이상의 요철(101b, 103b)이 형성되어 있는 것이 더 바람직하고, 3㎛ 이상의 요철(101b, 103b)이 형성되어 있는 것이 가장 바람직하다.

돌출 단부(101a, 103a)의 요철(101b, 103b)의 크기는, 복잡한 미세 형상의 측정이 우수하고 비접촉으로 샘플의 3차원 표면 형상의 관찰·측정이 가능한 레이저 현미경에 의하여 측정할 수 있다. 레이저 현미경으로서는, 예를 들어 올림푸스 가부시키가이샤 제조·3D 계측 레이저 현미경 OLS 시리즈, 가부시키가이샤 키엔스 제조·형상 해석 레이저 현미경 VX 시리즈를 적용할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 요철(101b)의 높이 t2는 요철(101b)의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이의 차를 나타낸다.

바람직하게는, 초지립층(10)은 초지립(101, 102, 103)이 한 층으로 고착되고, 결합재(100)은 금속 도금 또는 납재이다. 결합재로서는 금속 도금 또는 납재를 사용할 수 있다. 금속 도금으로서는 니켈 도금이 적합하고, 납재로서는 은랍이 적합하다.

바람직하게는, 결합재(100)의 두께는 초지립(101, 102, 103)의 평균 입경의 30% 내지 90%이다. 결합재(100)의 두께는 초지립(101, 102, 103)의 평균 입경의 30% 내지 90%인 초지립 휠이다. 결합재(100)에 의한 초지립의 유지력을 높이고 또한 양호한 휠 성능을 얻기 위해서는, 결합재(100)의 두께는 초지립(101, 102, 103)의 평균 입경의 30% 내지 80%가 더 바람직하고, 30% 내지 70%인 것이 가장 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 바람직하게는 복수의 초지립(101, 102, 103)이 공작물에 작용하고, 공작물에 작용하는 복수의 초지립(101, 102, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)의 높이의 변동 t1은 5㎛ 이하이다. 더 바람직하게는, 공작물에 작용하는 초지립(101, 102, 103)의 돌출 단부(101a, 103a)의 높이의 변동 t1은 4㎛ 이하이다. 변동 t1은 3㎛ 이하인 것이 가장 바람직하다. 공작물에 작용하는 초지립의 돌출 단부의 높이의 변동은 형상 해석 레이저 현미경(예를 들어 가부시키가이샤 키엔스 제조의 레이저 현미경, VX 시리즈)에 의하여 측정할 수 있다. 변동 t1은 모든 요철(101b, 103b)의 가장 높은 부분과 낮은 부분의 높이의 차이다. 변동을 측정하기 위해서는, 예를 들어 면적 1㎟의 초지립층(10)의 표면을 3차원 측정하여, 작용하는 초지립(101, 102, 103)의 단면 분석을 함으로써 요철을 측정하고, 요철의 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분의 높이의 차를 변동으로 정의한다.

바람직하게는, 초지립 휠은 공작물의 표면 조도가 5㎛ Rz 이하인 정밀 연삭 가공에 사용한다. 표면 조도(Rz: 10점 평균 조도)는 JIS B 0610(2001)에 기초하여 측정한다.

(실시예 1)

이하와 같이 하여 시료 번호 1 내지 20의 전착 CBN 휠을 제작하였다.

먼저, 베이스 메탈의 마스킹 공정에서는 마스킹 테이프 또는 마스킹 코트제 등의 마스킹 재료를 사용하여, 베이스 메탈의 표면 중 초지립층을 형성하는 면을 제외한 모든 면에 마스킹을 실시하였다.

다음으로 니켈 도금 공정에서는, CBN 지립이 균일하게 분산되어 있는 도금조 내에서, 베이스 메탈의 표면 중 마스킹되어 있지 않은 부분에 니켈 도금이 석출되고, 니켈 도금이 초지립 간의 간극을 메워서 성장하고, 그 니켈 도금이 CBN 지립을 유지할 수 있는 두께까지 니켈 도금을 석출시켜, 완전한 단층의 CBN 지립층으로 하였다.

다음으로, 마스킹 제거 공정에서는 마스킹 테이프 또는 마스킹 코트제 등의 마스킹 재료를 제거하였다.

이와 같이 하여 제작된 전착 CBN 휠은, CBN 지립의 돌출 단부가 니켈 도금층보다 충분히 돌출해 있어 절삭성이 뛰어난 상태이지만, CBN 지립의 입경의 변동이나 CBN 지립의 고착된 자세에 의하여 CBN 지립의 돌출 단부의 높이가 고르지 않았다.

다음으로, 트루어를 사용하여 트루잉을 행하여, 표 1에 나타내는 전착 CBN 휠을 제작하였다.

이하의 조건에서 연삭 테스트를 실시한바, 표 1에 나타내는 공작물의 표면 조도가 얻어졌다.

또한 공작물 및 휠의 표면을 관찰하여 절삭성 및 수명을 평가하였다.

공작물: 강(경도: HRC55)

휠의 주속도: 매초 50m

피딩 속도: 매분 600㎜

연삭 테스트 시간: 5시간

표 1의 「휠 성능」란의 「공작물의 표면 조도」에 있어서의 평가 A는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 B는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛를 초과하고 표면 조도 Rz 7㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 C는 공작물의 표면 조도가 Rz 7㎛를 초과하고 있던 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 C의 휠은 실용에 제공할 수 없는 것임을 알 수 있었다.

표 1의 「휠 성능」란의 「절삭성」에 있어서의 평가 A는 공작물에 번이 발생하지 않은 것을 나타낸다. 평가 C는 공작물에 명확한 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 C의 휠은 공작물에 번을 발생시키지만, 번이 문제로 되지 않는 분야에서 사용할 수 있는 것임을 알 수 있었다.

「수명」란의 평가의 정의는 이하와 같다.

각 시료 번호의 휠에 있어서 연삭 가공이 종료된 때의 돌출 단부의 형상으로부터 휠의 수명을 추정한다. 평가 A는 시료 번호 1의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 이상」인 것을 나타낸다. 평가 D는 시료 번호 1의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.4 미만」인 것을 나타낸다.

평가 A의 휠은 극히 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 D의 휠은 실용에 제공할 수 없는 것임을 알 수 있었다.

표 1로부터는, 시료 번호 1 내지 19에 따른 초지립 휠에서는 공작물의 표면 조도, 절삭성 및 수명 중 적어도 하나가 우수한 것을 알 수 있었다.

(실시예 2)

표 2에 나타내는 시료 번호 30 내지 34의 전착 CBN 휠을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제작하였다. 또한 시료 번호 35에서는 초지립이 지나치게 많았기 때문에 전착 CBN 휠을 제작할 수 없었다.

이하의 조건에서 연삭 테스트를 실시한바, 표 2에 나타내는 공작물의 표면 조도가 얻어졌다.

또한 공작물의 표면 및 휠의 표면을 관찰하여 절삭성 및 수명을 평가하였다.

공작물: 강(경도: HRC55)

휠의 주속도: 매초 50m

피딩 속도: 매분 600㎜

연삭 테스트 시간: 5시간

표 2의 「휠 성능」란의 「공작물의 표면 조도」에 있어서의 평가 A는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 B는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛를 초과하고 표면 조도 Rz 7㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 C는 공작물의 표면 조도가 Rz 7㎛를 초과하고 있던 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 C의 휠은 실용에 제공할 수 없는 것임을 알 수 있었다.

표 2의 「휠 성능」란의 「절삭성」에 있어서의 평가 A는 공작물에 번이 발생하지 않은 것을 나타낸다. 평가 B에 약간의 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

「수명」란의 평가 A 내지 C의 정의는 이하와 같다.

각 시료 번호의 휠에 있어서 연삭 가공이 종료된 때의 돌출 단부의 형상으로부터 휠의 수명을 추정한다. 평가 A는 시료 번호 31의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 이상」인 것을 나타낸다. 평가 B는 시료 번호 31의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 미만」인 것을 나타낸다. 평가 C는 시료 번호 31의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.6 미만」인 것을 나타낸다.

평가 A의 휠은 극히 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 C의 휠은 통상의 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 2로부터는, 초지립 점유 면적 비율이 20% 이상 70% 이하일 필요가 있으며, 30% 이상 70% 이하가 바람직한 것을 알 수 있었다. 초지립 점유 면적 비율이 18%인 시료 번호 34는 절삭성은 바람직하지만, 표면 조도 및 수명에서 성능이 악화되었다.

(실시예 3)

표 3에 나타내는 시료 번호 40 내지 44의 전착 CBN 휠을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제작하였다.

이하의 조건에서 연삭 테스트를 실시한바, 표 3에 나타내는 공작물의 표면 조도가 얻어졌다.

또한 공작물의 표면 및 휠의 표면을 관찰하여 절삭성 및 수명을 평가하였다.

공작물: 강(경도: HRC55)

휠의 주속도: 매초 60m

피딩 속도: 매분 620㎜

연삭 테스트 시간: 5시간

이 절삭 조건은 실시예 1과 비교하여 고속의 휠 주속도 및 피딩이기 때문에 가혹한 연삭 조건이었다. 표 3의 「휠 성능」란의 「공작물의 표면 조도」에 있어서의 평가 A는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 B는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛를 초과하고 표면 조도 Rz 7㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 3의 「휠 성능」란의 「절삭성」에 있어서의 평가 A는 공작물에 번이 발생하지 않은 것을 나타낸다. 평가 B에 약간의 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

「수명」란의 평가 A 및 B의 정의는 이하와 같다.

각 시료 번호의 휠에 있어서 연삭 가공이 종료된 때의 돌출 단부의 형상으로부터 휠의 수명을 추정한다. 평가 A는 시료 번호 41의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 이상」인 것을 나타낸다. 평가 B는 시료 번호 41의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 미만」인 것을 나타낸다.

평가 A의 휠은 극히 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 3으로부터는, 초지립의 평균 입경이 5㎛ 내지 2000㎛이면 바람직한 것을 알 수 있었다.

(실시예 4)

표 4에 나타내는 시료 번호 50 및 51의 전착 CBN 휠을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제작하였다.

이하의 조건에서 연삭 테스트를 실시한바, 표 4에 나타내는 공작물의 표면 조도가 얻어졌다.

또한 공작물의 표면 및 휠의 표면을 관찰하여 절삭성 및 수명을 평가하였다.

공작물: 강(경도: HRC55)

휠의 주속도: 매초 60m

피딩 속도: 매분 700㎜

연삭 테스트 시간: 5시간

이 절삭 조건은 실시예 1과 비교하여 고속의 휠 주속도 및 피딩이기 때문에 가혹한 연삭 조건이었다. 표 4의 「휠 성능」란의 「공작물의 표면 조도」에 있어서의 평가 A는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 4의 「휠 성능」란의 「절삭성」에 있어서의 평가 A는 공작물에 번이 발생하지 않은 것을 나타낸다. 평가 B에 약간의 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

「수명」란의 평가 A 및 B의 정의는 이하와 같다.

각 시료 번호의 휠에 있어서 연삭 가공이 종료된 때의 돌출 단부의 형상으로부터 휠의 수명을 추정한다. 평가 A는 시료 번호 51의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 이상」인 것을 나타낸다. 평가 B는 시료 번호 51의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 미만」인 것을 나타낸다.

평가 A의 휠은 극히 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 4로부터는, 초지립의 돌출 단부 요철 높이는 큰 편이 바람직한 것을 알 수 있었다.

(실시예 5)

표 5에 나타내는 시료 번호 60 내지 65의 전착 CBN 휠을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제작하였다.

이하의 조건에서 연삭 테스트를 실시한바, 표 5에 나타내는 공작물의 표면 조도가 얻어졌다.

또한 공작물의 표면 및 휠의 표면을 관찰하여 절삭성 및 수명을 평가하였다.

공작물: 강(경도: HRC55)

휠의 주속도: 매초 50m

피딩 속도: 매분 650㎜

연삭 테스트 시간: 5시간

이 절삭 조건은 실시예 1과 비교하여 고속의 피딩이기 때문에 가혹한 연삭 조건이었다. 표 5의 「휠 성능」란의 「공작물의 표면 조도」에 있어서의 평가 A는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 B는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛를 초과하고 표면 조도 Rz 7㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 5의 「휠 성능」란의 「절삭성」에 있어서의 평가 A는 공작물에 번이 발생하지 않은 것을 나타낸다. 평가 B에 약간의 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 C는 공작물에 명확한 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 C의 휠은 공작물에 번을 발생시키지만, 번이 문제로 되지 않는 분야에서 사용할 수 있는 것임을 알 수 있었다.

「수명」란의 평가 A 내지 C의 정의는 이하와 같다.

각 시료 번호의 휠에 있어서 연삭 가공이 종료된 때의 돌출 단부의 형상으로부터 휠의 수명을 추정한다. 평가 A는 시료 번호 62의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 이상」인 것을 나타낸다. 평가 B는 시료 번호 62의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 미만」인 것을 나타낸다. 평가 C는 시료 번호 62의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.6 미만」인 것을 나타낸다.

평가 A의 휠은 극히 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 C의 휠은 통상의 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 5로부터는, 평균 입경에 대한 결합재의 두께는 30% 이상 90% 이하가 바람직하고, 30% 이상 80% 이하가 가장 바람직한 것을 알 수 있었다.

(실시예 6)

표 6에 나타내는 시료 번호 70 내지 74의 전착 CBN 휠을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제작하였다. 단, 실시 형태 1에서는 도금으로 초지립을 고정했지만, 시료 번호 70 내지 74에서는 납재로 초지립을 고정하였다.

이하의 조건에서 연삭 테스트를 실시한바, 표 6에 나타내는 공작물의 표면 조도가 얻어졌다.

또한 공작물의 표면 및 휠의 표면을 관찰하여 절삭성 및 수명을 평가하였다.

공작물: 강(경도: HRC55)

휠의 주속도: 매초 70m

피딩 속도: 매분 700㎜

연삭 테스트 시간: 5시간

이 절삭 조건은 실시예 1과 비교하여 고속의 휠 주속도 및 피딩이기 때문에 가혹한 연삭 조건이었다. 표 6의 「휠 성능」란의 「공작물의 표면 조도」에 있어서의 평가 A는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 B는 공작물의 표면 조도가 Rz 5㎛를 초과하고 표면 조도 Rz 7㎛ 이하였던 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 6의 「휠 성능」란의 「절삭성」에 있어서의 평가 A는 공작물에 번이 발생하지 않은 것을 나타낸다. 평가 B에 약간의 번이 발생한 것을 나타낸다. 평가 A의 휠은 극히 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 절삭성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

「수명」란의 평가 A 및 B의 정의는 이하와 같다.

각 시료 번호의 휠에 있어서 연삭 가공이 종료된 때의 돌출 단부의 형상으로부터 휠의 수명을 추정한다. 평가 A는 시료 번호 71의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 이상」인 것을 나타낸다. 평가 B는 시료 번호 71의 수명을 「1」로 한 때의 상대 수명이 「0.8 미만」인 것을 나타낸다.

평가 A의 휠은 극히 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다. 평가 B의 휠은 우수한 수명을 나타내는 것을 알 수 있었다.

표 6으로부터는, 평균 입경에 대한 결합재의 두께는 1㎛ 이상 5㎛ 이하가 바람직한 것을 알 수 있었다.

이상, 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대하여 설명했지만, 여기서 나타낸 실시 형태 및 실시예는 다양하게 변형되는 것이 가능하다. 구체적으로는, 각종 기계의 강제 부품 및 자동차의 강제 부품 등을 연삭 가공에 의하여 양산하는 것에 사용하는 CBN 휠에 상기 발명을 적용하면 고정밀도의 가공 결과가 얻어지고, 게다가 안정된 양호한 절삭성도 얻어지며, 장수명이다. 또한 다이아몬드 휠에 상기 발명이 적용되어도 된다. 또한 초지립 공구, 예를 들어 공작물을 총형 등으로 연삭 가공하는 것에 사용하는 초지립 연삭 휠, 및 초지립 연마 휠의 분야에 있어서 상기 휠을 사용할 수 있다.

금회 개시된 실시 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시 형태가 아니라 청구범위에 의하여 나타나며, 청구범위와 균등한 의미, 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1: 초지립 휠
10: 초지립층
100: 결합재
101, 102, 103: 초지립
101a, 102a, 103a: 돌출 단부
101b, 103b 요철
110: 베이스 메탈

Claims (10)

1. CBN 지립이 결합재에 의하여 고착된 초지립층을 갖는 초지립 휠이며,
   상기 초지립층에서의 상기 CBN 지립의 점유 면적 비율이 20% 내지 70%이고, 상기 CBN 지립의 돌출 단부가 공작물에 작용하는 면적 비율은 상기 초지립층 표면의 단위 면적당 1% 내지 30%이고, 상기 초지립층에서는 상기 CBN 지립이 한 층으로 고착되고, 상기 결합재는 금속 도금 또는 납재인, 초지립 휠.
2. 제1항에 있어서,
   상기 CBN 지립의 평균 입경은 5㎛ 내지 2000㎛인, 초지립 휠.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 CBN 지립의 돌출 단부에는 높이가 1㎛ 이상인 요철이 형성되어 있는, 초지립 휠.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 결합재의 두께는 상기 CBN 지립의 평균 입경의 30% 내지 90%인, 초지립 휠.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   복수의 상기 CBN 지립이 공작물에 작용하고, 공작물에 작용하는 복수의 상기 CBN 지립의 돌출 단부의 높이의 변동은 5㎛ 이하인, 초지립 휠.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   공작물의 표면 조도가 5㎛ Rz 이하인 정밀 연삭 가공에 사용하는, 초지립 휠.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 초지립층에서의 상기 CBN 지립의 점유 면적 비율이 30% 내지 70%인, 초지립 휠.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 결합재의 두께는 상기 CBN 지립의 평균 입경의 30% 내지 80%인, 초지립 휠.
9. 삭제
10. 삭제

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