KR20160135113A - 희토류 자석의 멀티 절단 가공 방법, 및 연삭액 공급 노즐, 자석 고정 지그 및 이들을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치 - Google Patents

희토류 자석의 멀티 절단 가공 방법, 및 연삭액 공급 노즐, 자석 고정 지그 및 이들을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치 Download PDF

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다까유끼 하세가와
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하고, 일단측에 연삭액의 도입구가 형성되고, 타단측에 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 형성되며, 각각의 슬릿에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 구성된 연삭액 공급 노즐을 이용하여, 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿에 삽입한 상태에서, 연삭액 공급 노즐에 도입구로부터 연삭액을 도입하여 각각의 슬릿으로부터 연삭액을 분출시키면서 절단 지석 블레이드를 회전시켜 희토류 자석을 멀티 절단 가공한다.
희토류 자석의 멀티 절단에 있어서, 종래와 비교하여 소량의 연삭액을 효과적으로 절단 가공점에 공급하여 고정밀도의 절단을 고속으로 행할 수 있다.

Description

희토류 자석의 멀티 절단 가공 방법, 및 연삭액 공급 노즐, 자석 고정 지그 및 이들을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTIPLE CUTOFF MACHINING OF RARE EARTH MAGNET BLOCK, CUTTING FLUID FEED NOZZLE, AND MAGNET BLOCK SECURING JIG}
본 발명은 희토류 자석 합금을 멀티 절단할 때의 절단 가공 방법, 및 희토류 자석 합금을 멀티 절단하기 위한 멀티 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하기 위한 연삭액 공급 노즐, 희토류 자석 합금을 멀티 절단할 때의 희토류 자석을 고정하기 위한 자석 고정 지그, 및 이들을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치에 관한 것이다.
희토류 자석의 제품을 제조하는 경우, 프레스 성형의 단계에서 제품 형상과 거의 동일한 형상으로 하는 단일개 시스템(single part system)의 경우와, 큰 블럭 형상으로 성형하고, 가공 공정에서 절단하는 경우(다수개 시스템(multiple part system))가 있다. 그 개념도를 도 1에 도시하였다. 도 1의 (a)에 도시되는 단일개 시스템의 경우, 성형품 (101), 소결·열처리품 (102) 및 가공 처리품(제품) (103)에 있어서, 형상과 크기가 거의 동일하고, 정상적인 소결을 할 수가 있으면, 가공 공정의 부담이 비교적 적고, 거의 최종 모양의 소결체를 얻을 수 있다. 단, 작은 제품이나 자화 방향의 두께가 얇은 제품을 제조하는 경우, 프레스 성형, 소결에 있어서 정상적인 형상의 소결체를 얻는 것이 어려워져서 수율의 열화를 초래하기 쉽고, 심한 경우에는 제조할 수 없게 되어 버린다.
이에 비하여, 도 1의 (b)에 도시되는 다수개 시스템의 경우, 상기와 같은 문제도 없고, 또한 프레스 성형, 소결·열처리 등의 공정에서의 생산성이 높고, 범용성도 있기 때문에 희토류 자석 제조의 주류로 되어 와있다. 단, 이 경우, 성형품 (101) 및 소결·열처리품 (102)에 있어서는, 형상과 크기가 거의 동일하지만, 그 후의 공정인 가공 시에 절단 공정이 필요하여, 얼마나 효율적으로 낭비 없이 절단 가공하여 가공 처리품 (103)을 얻을 수 있을지가 중요한 포인트가 되어 온다.
희토류 자석의 절단날로서는, 박판 도우넛상 원판의 내주 부분에 다이아몬드 지립을 접착한 다이아몬드 지석 내주날이나, 박판 원판을 대판으로 하여 그의 외주 부분에 다이아몬드 지립을 고착한 다이아몬드 지석 외주날의 2종이 있는데, 최근에는 특히 생산성 면에서 외주날을 이용한 절단이 주류로 되어와 있다. 즉, 내주날의 경우, 단날 절단이고 생산성이 낮은 데 비하여, 외주날의 경우, 예를 들면, 도 2에 도시되는 바와 같은, 외주 가장자리부에 지립부 (11a)를 박판 도우넛상 원판의 지석 대판 (11b)에 고착한 외주날 (11)을 복수, 스페이서(도시하지 않음)를 개재하여 회전축(샤프트) (12)에 설치하고, 쌓아올린 멀티 절단날 (1)을 이용하면, 한번에 다수개 자석을 얻는 것이 가능한 이른바 멀티 절단이 가능하기 때문이다.
이러한 외주날의 다이아몬드 지립의 결합제로서, 수지 결합제인 레진 본드, 금속 결합제인 메탈 본드 및 도금에 의한 전착의 3 종류가 대표적이고 희토류 자석의 절단에 널리 사용되고 있다.
절단 지석을 사용하여 희토류 자석을 절단 가공할 때, 상술한 바와 같이 어떤 크기의 블럭을 절단하여 다수의 제품을 추출하는 경우에는, 절단 지석의 날 두께와 피절단물(희토류 자석)의 재료 수율과의 관계가 매우 중요해져서, 가능한 한 얇은 날을 이용하고, 더구나 정밀도 좋게 절단하여 절단 가공대를 적게 하고, 절단 부스러기를 감소시키고, 얻어지는 제품의 수를 많게 하여 재료 수율을 높여서 생산성을 높이는 것이 긴요하다.
재료 수율 측면에서, 얇은 절단날로 하기 위해서는 당연히 지석대판을 얇게 할 필요가 있다. 도 2에 도시되는 바와 같은 외주날 (11)의 경우, 그의 지석대판 (11b)의 재질로서 종래에는 주로 재료 비용 및 기계 강도 면에서 철강 재료가 이용되고 있고, 특히 실용화되어 있는 것으로서, JIS 규격으로 SK, SKS, SKD, SKT, SKH 등으로 규정되는 합금공구강이 오로지 사용되어 왔다. 그러나, 희토류 자석과 같은 경질 재료를 얇은 외주날에 의해서 절단하려고 하면, 상술한 종래의 합금공구강의 합판으로는 기계 강도가 부족하여, 절단 시에 만곡 등의 변형을 발생시켜 치수 정밀도를 잃게 된다.
이 개선책으로서, 초경 합금을 이용한 대금을 사용하여, 레진 본드, 메탈 본드 및 도금 전착의 결합제로 다이아몬드, cBN 등의 고경도 지립을 대금에 결합한 희토류 자석 합금용 절단날이 개발되고(일본 특허 공개 (평)10-175172호 공보), 초경 합금을 대금 재료로서 사용함으로써 가공 시의 응력에 의한 버클링(buckling, 座屈) 변형이 경감되어, 희토류 자석을 정밀도 좋게 절단할 수 있게 되었다. 그러나, 희토류 자석의 절단에 있어서, 날끝에의 연삭액의 공급이 불충분하면, 초경 합금의 대금을 사용했다고해도 지석의 글레이징(glazing)이나 로딩(loading)을 유발하여 가공 중의 연삭 저항이 증대하여, 치핑(chipping)이나 굴곡이 생겨서 가공 상태에 악영향을 미친다.
이 대책으로서 복수의 노즐을 절단날 주위에 배치하여 연삭액을 강제적으로 날끝까지 공급하는 방법이나, 대용량의 펌프로부터 대량의 연삭액을 공급하는 방법이 있는데, 전자는 1 mm 전후의 간격으로 복수의 블레이드가 배치된 희토류 자석의 멀티 절단날에 의한 절단에 있어서는, 노즐을 절단날 주위에 배치할 수가 없어 실시하기 어렵다. 후자의 대량의 연삭액을 공급하는 방법에서는, 절단날이 회전하고 있어 날 주위에 생기는 기류에 의해 연삭액은 분단되어 비산하여 중요 날끝에 공급할 수 없고, 무리하게 공급하려고 하여 고압으로 연삭액을 뿌리면 지석을 만곡시킬 뿐만 아니라, 진동 발생의 요인이 되는 등 고정밀도 가공의 저해가 된다.
본 발명에 관련하는 선행 기술 문헌으로서는, 상기 문헌 외에, 일본 특허 공개 (평)7-171765호 공보, 일본 특허 공개 (평)5-92420호 공보, 니노미야신이치 등, 정밀공학회지, Vol.73, No.7, 2007을 들 수 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 희토류 자석의 멀티 절단에 있어서, 종래와 비교하여 소량의 연삭액을 효과적으로 절단 가공점에 공급하여 고정밀도의 절단을 고속으로 행할 수 있는 희토류 자석의 절단 방법, 및 연삭액 공급 노즐, 자석 고정 지그 및 이들을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하고, 이들 복수의 절단 지석 블레이드를 회전시켜 희토류 자석을 멀티 절단 가공할 때, 연삭액을 공급하기 위한 연삭액 공급 노즐로서, 일단측에 연삭액의 도입구가 형성되고, 타단측에 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 형성되며, 각각의 슬릿에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 구성된 연삭액 공급 노즐이 유효한 것을 지견하였다.
그리고, 이 연삭액 공급 노즐을 이용하여, 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿에 삽입한 상태에서, 연삭액 공급 노즐에 도입구로부터 연삭액을 도입하여 각각의 슬릿으로부터 연삭액을 분출시키면서 절단 지석 블레이드를 회전시켰을 때, 각각의 슬릿에 의해, 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림이 규제되고, 또한 각각의 슬릿부에 도달하여 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부와 접촉한 연삭액이 회전하는 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반되어, 그 회전의 원심력에 의해서 각각의 절단 지석 블레이드의 지석 외주날측으로 이동하여, 연삭액이 절단 지석 블레이드의 각각의 날끝에 효율적으로 공급됨으로써, 희토류 자석의 멀티 절단에 있어서 종래와 비교하여 소량의 연삭액을 효과적으로 희토류 자석의 절단 가공점에 공급하여 고정밀도의 절단을 고속으로 행할 수 있는 것을 발견하였다.
또한, 이 경우, 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하여 희토류 자석의 표면에 절단홈을 형성함으로써, 이 절단홈에 외주부가 삽입된 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림이 규제되고, 또한 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿부로부터 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반하여 이동한 연삭액이 각각의 절단홈에 유입하여, 각각의 절단홈에 유입한 연삭액이 회전하는 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반되어 절단 지석 블레이드의 각각의 날끝에 보다 효율적으로 공급됨으로써, 희토류 자석의 멀티 절단에 있어서 종래와 비교하여 소량의 연삭액을 효과적으로 희토류 자석의 절단 가공점에 공급하여 보다 고정밀도의 절단을 고속으로 행할 수 있다는 것을 발견하였다.
또한, 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하고, 이들 복수의 절단 지석 블레이드를 회전시켜 희토류 자석을 멀티 절단 가공할 때, 이 희토류 자석을 그의 절삭 방향으로 가압하여 고정하는 지그로서, 이들의 한쪽 또는 쌍방의 표면에 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 가이드 홈을 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 형성한 한쌍의 자석 고정 지그가 유효한 것을 지견하였다.
그리고, 이 한쌍의 자석 고정 지그를 이용하여, 각각의 가이드 홈에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입한 상태에서, 각각의 절단 지석 블레이드를 회전시켰을 때, 각각의 가이드 홈에 의해 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림이 규제되고, 또한 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿부로부터 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반하여 이동한 연삭액이 각각의 가이드 홈에 유입하여, 각각의 가이드 홈에 유입한 연삭액이 회전하는 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반되어 절단 지석 블레이드의 각각의 날끝에 효율적으로 공급됨으로써, 희토류 자석의 멀티 절단에 있어서 종래와 비교하여 소량의 연삭액을 효과적으로 희토류 자석의 절단 가공점에 공급하여 고정밀도의 절단을 고속으로 행할 수 있는 것을 발견하였다.
또한, 이들 절단 가공 방법이 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜, 희토류 자석의 표면을 절삭하여 희토류 자석에 소정 깊이의 절단홈을 형성하되, 상기 한쌍의 자석 고정 지그를 이용하는 경우에 있어서는, 그의 절삭 방향 양단측의 절삭 시에는 상기 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서 절삭하여 희토류 자석의 표면에 소정 깊이의 절단홈을 형성하고,
상기 희토류 자석의 측방에서, 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 희토류 자석의 절단홈의 깊이 방향으로 양자를 가깝게 하도록 상대적으로 이동시키고,
희토류 자석의 각각의 절단홈, 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈 또는 이들의 쌍방에, 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서, 재차 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 하나 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜 희토류 자석을 절삭하는 조작을 1회 또는 2회 이상 반복하여 실시하여 희토류 자석의 두께 방향 전체를 절단하는 경우에 있어서, 특히 유효한 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 이하의 희토류 자석의 멀티 절단 가공 방법, 및 연삭액 공급 노즐, 자석 고정 지그 및 이들을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치를 제공한다.
청구항 1:
박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하고, 상기 복수의 절단 지석 블레이드를 회전시켜 희토류 자석을 멀티 절단 가공하는 방법으로서,
일단측에 연삭액의 도입구가 형성되고, 타단측에 상기 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 형성되며, 상기 각각의 슬릿에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 구성된 연삭액 공급 노즐을 이용하여,
각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 상기 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿에 삽입한 상태에서, 상기 연삭액 공급 노즐에 상기 도입구로부터 연삭액을 도입하여 상기 각각의 슬릿으로부터 연삭액을 분출시키면서 상기 절단 지석 블레이드를 회전시켜, 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림을 규제함과 동시에, 상기 각각의 슬릿부에 도달하여 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부와 접촉한 연삭액을 회전하는 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반시키고, 그 회전의 원심력에 의해서 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 지석 외주날측으로 이동시켜, 연삭액을 희토류 자석의 각각의 절단 가공점에 공급하여 절단하는 것을 특징으로 하는 희토류 자석의 멀티 절단 가공 방법.
청구항 2:
상기 희토류 자석의 절단 초기에, 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜, 희토류 자석의 표면을 절삭하여 희토류 자석의 표면에 소정 깊이의 절단홈을 형성하고,
각각의 절단홈에 의해, 상기 절단홈에 외주부가 삽입된 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림을 규제함과 동시에, 상기 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿부로부터 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반하여 이동한 연삭액을 포함하는 상기 각각의 절단홈에 유입한 연삭액을, 회전하는 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반시켜 희토류 자석의 각각의 절단 가공점에 공급하여 절단하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 3:
상기 절단홈을 형성한 후, 상기 희토류 자석의 측방에서 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 절단홈의 깊이 방향으로 양자를 가깝게 하도록 상대적으로 이동시키고,
상기 희토류 자석의 각각의 절단홈에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서, 재차 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 하나 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜 희토류 자석을 절삭하는 조작을 1회 또는 2회 이상 반복하여 실시하여 희토류 자석의 두께 방향 전체를 절단하는 것을 특징으로 하는 청구항 2에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 4:
상기 절단홈의 깊이, 및 상기 절단홈 형성 후의 깊이 방향의 이동 거리가 모두 0.1 mm 이상 20 mm 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 5:
상기 절삭 시에서의 상기 이동 방향에 따른 절삭 응력이, 절삭되는 희토류 자석에 대하여, 희토류 자석에 대한 상기 복수의 절단 지석 블레이드의 이동 방향과 반대 방향으로 부여되는 것을 특징으로 하는 청구항 3 또는 4에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 6:
상기 연삭액 공급 노즐의 슬릿의 폭이, 상기 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm 초과 (W+6) mm 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 2 내지 5 중 어느 1항에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 7:
희토류 자석을 그의 절삭 방향으로 가압하여 고정하는 한쌍의 자석 고정 지그를 이용하여 상기 희토류 자석을 고정하면서, 상기 한쌍의 자석 고정 지그의 한쪽 또는 쌍방의 표면에 절단 지석 블레이드의 각각에 대응하는 복수의 가이드 홈을 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 형성하고,
상기 각각의 가이드 홈에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입한 상태에서, 상기 각각의 절단 지석 블레이드를 회전시켜, 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림을 규제함과 동시에, 상기 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿부로부터 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반하여 이동한 연삭액을 포함하는 상기 각각의 가이드 홈에 유입한 연삭액을, 회전하는 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반시켜 희토류 자석의 각각의 절단 가공점에 공급하여 절단하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 8:
상기 자석 고정 지그의 가이드 홈이, 희토류 자석을 고정한 상태의 상기 희토류 자석으로부터의 길이로 1 mm 이상 100 mm 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 7에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 9:
상기 희토류 자석의 절단 초기에, 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜, 희토류 자석의 표면을 절삭하여 희토류 자석의 표면에 소정 깊이의 절단홈을 형성하되, 그 절삭 방향 양단측의 절삭 시에는 상기 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서 절삭하여 희토류 자석의 표면에 소정 깊이의 절단홈을 형성하고,
각각의 절단홈에 의해, 상기 절단홈에 외주부가 삽입된 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림을 규제함과 동시에, 상기 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿부로부터 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반하여 이동한 연삭액을 포함하는 상기 각각의 절단홈에 유입한 연삭액을, 회전하는 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반시켜 희토류 자석의 각각의 절단 가공점에 공급하여 절단하는 것을 특징으로 하는 청구항 7 또는 8에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 10:
상기 절단홈을 형성한 후, 상기 희토류 자석의 측방에서 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 절단홈의 깊이 방향으로 양자를 가깝게 하도록 상대적으로 이동시키고,
상기 희토류 자석의 각각의 절단홈, 상기 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈 또는 이들의 쌍방에, 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서, 재차 상기 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 상기 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜 희토류 자석을 절삭하는 조작을 1회 또는 2회 이상 반복하여 실시하여 희토류 자석의 두께 방향 전체를 절단하는 것을 특징으로 하는 청구항 7 내지 9 중 어느 1항에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 11:
상기 절단홈의 깊이, 및 상기 절단홈 형성 후의 깊이 방향의 이동 거리가 모두 0.1 mm 이상 20 mm 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 10에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 12:
상기 절삭 시에서의 상기 이동 방향에 따른 절삭 응력이, 절삭되는 희토류 자석에 대하여, 희토류 자석에 대한 상기 복수의 절단 지석 블레이드의 이동 방향과 반대 방향으로 부여되는 것을 특징으로 하는 청구항 9 내지 11 중 어느 1항에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 13:
상기 연삭액 공급 노즐의 슬릿의 폭 및 상기 자석 고정 지그의 가이드 홈의 폭이, 모두 상기 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm 초과 (W+6) mm 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 7 내지 12 중 어느 1항에 기재된 멀티 절단 가공 방법.
청구항 14:
박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하여 이루어지는 희토류 자석을 절단하기 위한 멀티 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하기 위한 연삭액 공급 노즐로서, 일단측에 연삭액의 도입구가 형성되고, 타단측에 상기 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 형성되며, 상기 각각의 슬릿에 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
청구항 15:
상기 연삭액 공급 노즐의 슬릿의 폭이, 상기 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm 초과 (W+6) mm 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 14에 기재된 연삭액 공급 노즐.
청구항 16:
청구항 14 또는 15에 기재된 연삭액 공급 노즐을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치.
청구항 17:
박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하여 이루어지는 희토류 자석을 절단하기 위한 멀티 절단 지석 블레이드에 의해 희토류 자석을 절단 가공할 때에, 상기 희토류 자석을 고정하기 위한 자석 고정 지그로서,
희토류 자석을 그의 절삭 방향으로 가압하여 고정 가능하게 한쌍으로 구성되고, 이들의 한쪽 또는 쌍방의 표면에 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 가이드 홈을 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자석 고정 지그.
청구항 18:
상기 자석 고정 지그의 가이드 홈이, 희토류 자석을 고정한 상태의 상기 희토류 자석으로부터의 길이로 1 mm 이상 100 mm 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제17항에 기재된 자석 고정 지그.
청구항 19:
상기 자석 고정 지그의 가이드 홈의 폭이, 상기 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm 초과 (W+6) mm 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 17 또는 18에 기재된 자석 고정 지그.
청구항 20:
청구항 17 내지 19 중 어느 1항에 기재된 자석 고정 지그를 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치.
본 발명에 따르면, 희토류 자석의 멀티 절단에 있어서, 종래와 비교하여 소량의 연삭액을 효과적으로 절단 가공점에 공급하여 고정밀도의 절단을 고속으로 행할 수 있어, 산업상 그 이용 가치는 매우 크다.
도 1은 희토류 자석의 제조의 프레스 성형, 소결·열처리 및 가공에 있어서의 형상의 변화를 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 이용하는 멀티 절단 지석 블레이드의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 연삭액 공급 노즐의 일례를 도시한 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 정면도, (d)는 (a)의 X부의 확대도이다.
도 4는 도 3의 연삭액 공급 노즐을 도시하는 별도의 도면이고, (a)는 평면도, (b)는 (a) 중의 B-B선을 따른 단면도, (c)는 (a) 중의 C-C선을 따른 단면도, (d)는 (a) 중의 D-D선을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 연삭액 공급 노즐의 별도의 예를 도시하는 도면이고, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 정면도, (c)는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일례의 연삭액 공급 노즐의 슬릿에 도 2의 멀티 절단 지석 블레이드를 삽입한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6에서 도시된 멀티 절단 지석 블레이드 및 연삭액 공급 노즐을 이용하여 희토류 자석을 절단하는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일례의 자석 고정 지그를 이용하여 희토류 자석을 절단하는 과정을 설명하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일례의 멀티 절단 지석 블레이드, 일례의 연삭액 공급 노즐 및 일례의 자석 고정 지그를 이용하여 희토류 자석을 절단하는 상태를 도시한 도면이고, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 측면도, (d)는 정면도이다.
도 10은 실시예 5, 6 및 비교예 2에 있어서의, 절단된 자석의 두께의 정밀도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 6 및 비교예 2에 있어서의 절삭 응력의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 멀티 절단 지석 블레이드(멀티 절단날)
11: 절단 지석 블레이드(외주날)
11a: 지석 외주날(지립부)
11b: 대판
12: 회전축(샤프트)
2: 연삭액 공급 노즐
2a: 연삭액 공급 노즐 본체
2b: 도입 유로
21: 슬릿
21a: 슬릿 형성부
22: 연삭액 도입구
23: 유로(액 웅덩이)
30: 기체
31: 자석 고정 지그
31a: 가이드 홈
31b: 나사
32: 베이스판
m: 희토류 자석
101: 성형품
102: 소결·열처리품
103: 가공 처리품(제품)
이하, 본 발명에 대하여 더욱 자세히 설명한다.
본 발명에 있어서, 희토류 자석은 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하고, 상기 복수의 절단 지석 블레이드를 회전시켜 절단하는 멀티 절단 가공에 의해서 절단 가공한다.
이 멀티 절단 가공에는, 종래 공지된 외주날 절단용의 절단 지석 블레이드를 사용할 수 있어, 예를 들면, 도 2에 도시되는 바와 같은, 외주 가장자리부에 지립부(지석 외주날) (11a)를 박판 도우넛상 원판의 대판 (11b)에 고착한 외주날(절단 지석 블레이드) (11)를 복수(도 2에 도시되어 것의 경우에는 19이고, 그 수는 한정되지 않지만, 통상은 2 내지 100임), 스페이서(도시하지 않음)를 개재하여 회전축(샤프트) (12)에 설치하여, 조립된 멀티 절단날(멀티 절단 지석 블레이드) (1)을 사용할 수 있다.
대판의 크기는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 외경이 80 내지 200 mm, 바람직하게는 100 내지 180 mm, 두께가 0.1 내지 1.0 mm, 특히 0.2 내지 0.8 mm의 것이 바람직하고, 대판이 박판 도우넛 원판상인 경우, 안쪽 구멍의 직경이 30 내지 80 mm, 바람직하게는 40 내지 70 mm의 치수를 갖는 것인 것이 바람직하다.
또한, 멀티 절단 지석 블레이드의 대판의 재질은 SK, SKS, SKD, SKT, SKH 등 절단날에 이용되는 재질 중의 어느 것이어도 되지만, 초경 대판을 사용함으로써 한층더 박인화(薄刃化)를 행할 수 있기 때문에 바람직하다. 대판이 되는 초경 합금으로서는, WC, TiC, MoC, NbC, TaC, Cr3C2 등의 주기율표 IVB, VB, VIB족에 속하는 금속의 탄화물 분말을 Fe, Co, Ni, Mo, Cu, Pb, Sn, 또는 이들의 합금을 이용하여 소결 결합한 합금이 바람직하고, 이들 중에서도 특히 WC-Co계, WC-Ni계, TiC-Co계, WC-TiC-TaC-Co계의 대표적인 것을 이용하는 것이 특히 바람직하다.
한편, 지립부(지석 외주날)은 대판의 외주 가장자리부를 덮도록 형성되고, 지립부로서는, 지립과 결합재로 이루어지는 것을 들 수 있고, 결합재에 의해 다이아몬드 지립, cBN 지립 또는 다이아몬드 지립과 cBN 지립의 혼합 지립이 대판의 외주 가장자리부에 결합된 것을 들 수 있다. 이러한 외주날의 지립의 결합제로서, 수지 결합제인 레진 본드, 금속 결합제인 메탈 본드 및 도금에 의한 전착의 3 종류가 대표적이고 어느 것이어도 된다.
대판의 두께 방향을 따른 지립부(지석 외주날)의 폭은, (대판의 두께+0.01) mm 내지 (대판의 두께+4) mm, 특히(대판의 두께+0.02) mm 내지 (대판의 두께+2) mm로 하는 것이 바람직하다. 또한, 지립부(지석 외주날)의 대판으로부터 앞쪽으로 돌출되어 있는 돌출부의 돌출 길이는, 고정하는 지립의 크기에 따라 다르지만, 0.1 내지 10 mm, 특히 0.3 내지 8 mm인 것이 바람직하다. 또한, 대판의 직경 방향을 따른 지립부(지석 외주날)의 폭은 0.1 내지 10 mm, 특히 0.3 내지 8 mm인 것이 바람직하다.
또한, 각각의 절단 지석 블레이드의 간격은 절단 후의 희토류 자석의 두께에 따라서 적절하게 설정되지만, 절단 후의 희토류 자석의 두께보다 약간 넓게(예를 들면 0.01 내지 0.4 mm 넓게) 설정하는 것이 바람직하다.
절삭 시의 절단 지석 블레이드의 회전수는, 예를 들면 1,000 내지 15,000 rpm, 특히 3,000 내지 10,000 rpm으로 하는 것이 바람직하다.
희토류 자석의 멀티 절단 가공에 있어서는, 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하여 절단이 행하여지는데, 본 발명에 있어서는, 일단측에 연삭액의 도입구가 형성되고, 타단측에 상기 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 블레이드 삽입용 슬릿이 형성되고, 또한 상기 각각의 슬릿에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 구성된 연삭액 공급 노즐을 이용하는 것이 바람직하다.
도 3, 4에 도시된 바와 같이, 이 연삭액 공급 노즐 (2)는 중공의 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)와, 연삭액의 도입 유로 (2b)로 구성되고, 연삭액의 도입 유로 (2b)는 일단이 개구하여 연삭액의 도입구 (22)를 이루고, 또한 타단은 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 일단측의 측면에 설치되고, 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 중공부(액 웅덩이) (23)과 연통하고 있다. 한편, 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)는 타단측에 절단 지석 블레이드의 수에 따라서 이것에 대응하는 수(통상은, 멀티 절단 지석 블레이드의 절단 지석 블레이드의 수와 동수로 복수개이며, 도 3, 4에 도시되어 있는 것의 경우에는 19이고, 그 수는 한정되지 않지만, 통상은 2 내지 100임)의 슬릿 (21)이 형성되어 있다. 또한, 슬릿으로부터 분출하는 연삭액의 양을 조정하기 위해서 노즐 사용 시에 블레이드가 삽입되어 있지 않은 슬릿이 남도록, 슬릿의 수가 블레이드의 수보다 많아지도록 할 수도 있다.
이 연삭액 공급 노즐 (2)의 각각의 슬릿 (21)에는 후술하는 바와 같이 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된다. 따라서, 슬릿 (21)의 간격은 상술한멀티 절단 지석 블레이드의 개개의 절단 지석 블레이드의 간격에 대응하도록 설정되어, 직선형으로 서로 평행하게 형성된다.
또한, 연삭액 공급 노즐, 그의 슬릿 및 연삭액의 도입구의 형상이나 위치는 도 3, 4에 도시되는 것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 도 5에 도시되는 연삭액 공급 노즐을 예시할 수도 있다. 이 연삭액 공급 노즐 (2)는 중공의 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)와 연삭액의 도입 유로 (2b)로 구성되고, 연삭액의 도입 유로 (2b)는 상단이 개구하여 연삭액의 도입구 (22)를 이루고, 또한 하단은 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 일단측의 상면에 설치되고, 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 중공부(액 웅덩이) (23)과 연통하고 있다. 한편, 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)는 타단측에 절단 지석 블레이드의 수에 따라서 이것에 대응하는 수(통상은, 멀티 절단 지석 블레이드의 절단 지석 블레이드의 수와 동수로 복수개이며, 도 5에 도시되어 있는 것의 경우에는 19이고, 그 수는 한정되지 않지만, 통상은 2 내지 100임)의 슬릿 (21)이 형성되어 있다. 또한, 슬릿 (21)이 형성되어 있는 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 타단측은 슬릿 (21)의 선단측을 향하여 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 상면이 아래쪽으로 기울어져 있고, 슬릿 (21)의 선단측의 연삭액 공급 노즐 본체 (2a)의 두께(중공부의 두께)가 얇게 형성되어 있다. 이 경우에도 슬릿 (21)의 간격은 상술한 멀티 절단 지석 블레이드의 개개의 절단 지석 블레이드의 간격에 대응하도록 설정되고, 직선형으로 소정의 간격으로 평행하게 형성된다. 이 연삭액 공급 노즐의 경우, 연삭액 공급 노즐의 슬릿측이 얇게 형성되어 있기 때문에, 연삭액을 보다 세게 절단 지석 블레이드측에 공급할 수 있다. 또한, 이 경우에도, 슬릿으로부터 분출하는 연삭액의 양을 조정하기 위해서, 노즐 사용 시에 블레이드가 삽입되어 있지 않은 슬릿이 남도록, 슬릿의 수가 블레이드의 수보다 많아지도록 할 수도 있다.
여기서, 슬릿에 삽입되는 절단 지석 블레이드의 외주부는, 절단 지석 블레이드와 접촉한 연삭액을, 절단 지석 블레이드의 표면(외주부)에 동반시켜 연삭액을 희토류 자석의 각각의 절단 가공점에 공급하게 된다. 그 때문에, 슬릿의 폭은 절단 지석 블레이드의 폭(즉, 지석 외주날의 폭)보다 넓게 형성할 필요가 있다. 슬릿의 폭이 너무 넓으면, 연삭액을 효과적으로 절단 지석 블레이드측에 공급할 수 없어, 슬릿으로부터 유하하는 양이 많아질 뿐이기 때문에, 연삭액 공급 노즐의 슬릿의 폭은 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm를 초과하여, 바람직하게는 (W+0.1) mm 이상이고 (W+6) mm 이하인 것이 바람직하다.
연삭액 공급 노즐의 슬릿 형성부 (21a)의 두께는, 두께가 얇은 경우, 강도가 약하여 슬릿이 절단날 등과의 접촉에 의해 용이하게 변형하게 되어, 안정된 연삭액의 공급을 할 수 없을 우려가 있고, 너무 두꺼우면 연삭액 공급 노즐 내부의 유로를 확보할 수 없는 경우나, 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입하더라도, 절단 지석 블레이드의 외주부가, 연삭액 공급 노즐의 내부에서 연삭액과 충분히 접촉한 상태로 할 수 없는 경우가 생길 우려가 있다. 그 때문에, 연삭액 공급 노즐 재질에 따라 다르지만, 플라스틱 소재이면 0.5 내지 10 mm, 금속 소재이면 0.1 내지 5 mm인 것이 바람직하다.
한편, 슬릿의 길이는 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입했을 때, 절단 지석 블레이드의 외주부가, 연삭액 공급 노즐의 내부에서 연삭액과 충분히 접촉한 상태로 할 수 있는 길이로 형성되고, 통상, 절단 지석 블레이드의 대판의 외경의 2 내지 30％ 정도의 길이가 바람직하다. 또한, 슬릿은 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입한 상태에서, 슬릿이 절단 지석 블레이드와 접촉하지 않을 정도로 거의 채워지도록 하는 것이 바람직한데, 연삭액의 일부를 절단 지석 블레이드나, 절단하는 희토류 자석이나, 후술하는 자석 고정 지그에 직접 분사하기 위해서, 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입한 상태에서, 슬릿의 길이 방향 기단부에 절단 지석 블레이드로 채워져 있지 않은 부분을 남기도록 할 수도 있다.
이러한 연삭액 공급 노즐을 이용하여, 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 멀티 절단 지석 블레이드 (1)의 각각의 절단 지석 블레이드 (11)의 외주부를 연삭액 공급 노즐 (2)의 각각의 슬릿 (21)에 삽입한 상태에서, 연삭액 공급 노즐에 도입구 (22)로부터 연삭액을 도입하여 각각의 슬릿으로부터 연삭액을 분출시키면서 절단 지석 블레이드를 회전시켜서, 절단 지석 블레이드의 지석 외주날에 의해 희토류 자석 m을 절삭할 수 있다. 연삭액 공급 노즐은 절단 지석 블레이드를 개재하여 희토류 자석과 마주 대하여 배치할 수도 있고, 또한 희토류 자석의 상측에 연삭액 공급 노즐에 배치했을 때, 절단 지석 블레이드가 연삭액 공급 노즐의 슬릿을 윗쪽으로부터 아래쪽으로 통과하는 위치에 배치하거나, 아래쪽으로부터 윗쪽으로 통과하는 위치에 배치할 수도 있다. 또한, 도 6, 7에 있어서, 멀티 절단 지석 블레이드 (1)의 각 부의 구성은 도 2과 동일한 참조부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
연삭액 공급 노즐의 슬릿과 희토류 자석의 사이는 너무 떨어져 있지 않는 쪽이, 절단 지석 블레이드의 표면에의 동반에 의한 연삭액의 공급에 유리한 한편, 너무 근접해 있으면 멀티 절단 지석 블레이드, 희토류 자석의 이동이나, 연삭액의 분사, 배출 등의 장벽이 되는 경우가 있기 때문에, 연삭액 공급 노즐의 슬릿과 희토류 자석과의 거리는, 절단 종료 시에 연삭액 공급 노즐과 희토류 자석의 상면과의 거리가 1 내지 50 mm가 되도록(예를 들면, 도시되는 예에 있어서는, 절단 종료 시에 연삭액 공급 노즐이 희토류 자석의 상면보다 1 내지 50 mm 높게 위치하도록)하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 멀티 절단 지석 블레이드와 연삭액 공급 노즐과 희토류 자석을 배치하고, 멀티 절단 지석 블레이드 및 연삭액 공급 노즐과, 희토류 자석 중의 어느 하나 또는 쌍방을, 멀티 절단 지석 블레이드를 회전시키면서, 그의 지립부를 희토류 자석에 접촉시켜 상대적으로 이동시킴(희토류 자석의 길이 방향, 희토류 자석의 두께 방향 또는 이들의 쌍방으로 이동시킴)으로써 희토류 자석을 절삭할 수 있다. 이와 같이 하여 희토류 자석을 절단하면, 슬릿에 의해, 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림이 규제되어, 정밀한 절단 가공이 가능해진다.
또한, 고속으로 회전하는 절단 지석 블레이드의 주위에는 공기의 흐름이 발생한다. 이 흐름은 특히 절단 지석 블레이드의 외주 가장자리부(지석 외주날)을 둘러싸도록 존재하기 때문에, 절단 지석 블레이드의 지석 외주날에 연삭액을 직접분사하면, 연삭액은 이 공기가 흐름에 접하여 연삭액이 비산하여, 공기층에 연삭액의 접촉이 방해되어 효율적인 공급을 할 수 없다. 이에 비하여, 본 발명과 같이, 절단 지석 블레이드의 외주부를 연삭액 공급 노즐의 슬릿에 삽입한 상태에서, 연삭액 공급 노즐의 내부에서 연삭액과 접촉시키도록 하면, 연삭액 공급 노즐 본체(즉, 슬릿을 둘러싸는 부분)에 의해서 공기의 흐름이 차단되어, 연삭액이 공기층에 방해되지 않고 절단 지석 블레이드의 외주부에 접촉하도록 된다.
따라서, 각각의 슬릿부에 도달하여 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부와 접촉한 연삭액은 회전하는 각각의 절단 지석 블레이드의 표면(외주면 및 표리면의 외주부)에 동반되어, 절단 지석 블레이드의 회전의 원심력에 의해서 각각의 절단 지석 블레이드의 지석 외주날측으로 이동한다. 그리고, 지석 외주날측으로 이동한 연삭액은 절단 지석 블레이드의 회전과 동시에, 희토류 자석의 각각의 절단 가공점으로 이동하여, 연삭액이 절단 가공점에 효율적으로, 또한 확실하게 공급되고, 그 결과, 연삭액의 공급량을 감소할 수 있다. 또한, 가공부를 효과적으로 냉각하는 것도 가능하다.
이러한 본 발명의 연삭액 공급 노즐은 희토류 자석 절단 가공 장치에 있어서의 연삭액 공급 노즐로서 바람직하다.
희토류 자석의 멀티 절단 가공에 있어서는, 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하여 절단이 행하여지는데, 본 발명에 있어서는, 희토류 자석을 그의 절삭 방향으로 가압하여 고정 가능하게 한쌍으로 구성된 자석 고정 지그를 이용하는 것이 바람직하다. 이들 자석 고정 지그의 한쪽 또는 쌍방의 표면에는, 복수의 절단 지석 블레이드의 각각에 대응하여 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능하게 한 복수의 가이드 홈이 형성된다.
도 8에는 본 발명의 자석 고정 지그의 일례(도 8의 (a))가 도시되어 있다. 이 경우, 기체 (30) 상에는 희토류 자석 m이 장착되는 베이스판 (32)이 설치되어 있고, 이 베이스판 (32)의 길이 방향의 양단측에 자석 고정 지그 (31), (31)가 설치된다. 그리고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 자석 고정 지그 (31), (31)는 희토류 자석 m을 그의 절삭 방향(희토류 자석의 길이 방향)으로 가압한 상태에서 기체 (30)에 고정되도록 구성되어 있다. 또한, 자석 고정 지그 (31), (31)은 한쌍(이 경우, 1쌍이지만, 그 수는 한정되지 않음)으로 구성되고, 자석 고정 지그 (31), (31)는 희토류 자석 m을 양단측으로부터 가압한 후, 그 가압 상태를 유지하고 나사 (31b)에 의해서 기체 (30)에 착탈 가능하게 고정되도록 되어 있다. 또한, 도 8의 경우에는, 나사 (31b)에 의해서 고정하도록 되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 공기압이나 유압에 의해서 가압하여 고정하는 것도 바람직하다.
그리고, 자석 고정 지그 (31), (31)의 표면에는, 복수의 절단 지석 블레이드 (1)의 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수(이 경우에는, 각각 19개이지만, 그 수는 한정되지 않음)의 가이드 홈 (31a)가 형성되어 있다.
이 자석 고정 지그 (31)의 각각의 가이드 홈 (31a)에는 후술하는 바와 같이 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된다. 따라서, 가이드 홈 (31a)의 간격은 상술한 멀티 절단 지석 블레이드의 개개의 절단 지석 블레이드의 간격에 대응하도록 설정되어, 직선형으로 서로 평행하게 형성된다. 가이드 홈 (31a) 사이의 폭은, 절단되어 얻어지는 희토류 영구 자석의 두께와 동일 또는 그것 이하로 형성된다.
자석 고정 지그와 상술한 연삭액 공급 노즐을 이용하여 연삭액을 공급하는 경우, 연삭액 공급 노즐 속에서 절단 지석 블레이드의 외주부에 접촉한 연삭액이 절단 지석 블레이드의 표면(외주부)에 동반되어 자석 고정 지그의 가이드 홈에 들어가고, 또한 희토류 자석측으로 이동함으로써 절단 가공점에 공급된다. 또한, 상술한 연삭액 공급 노즐을 이용하는 경우나, 상술한 연삭액 공급 노즐을 이용하지 않고 연삭하는 경우에도, 예를 들면, 절단 지석 블레이드에 연삭액을 직접 분사하는 경우에는, 연삭액이 가이드 홈에 유입하도록 하면, 가이드 홈 내를 절단 지석 블레이드가 통과할 때, 연삭액이 절단 지석 블레이드의 외주부에 접촉하여, 절단 지석 블레이드의 표면(외주부)에 동반되어, 희토류 자석측으로 이동함으로써 절단 가공점에 공급되도록 할 수 있다. 그 때문에, 가이드 홈의 폭은 절단 지석 블레이드의 폭(즉, 지석 외주날의 폭)보다 넓게 형성할 필요가 있다. 가이드 홈의 폭이 너무 넓으면 연삭액을 효과적으로 절단 지석 블레이드측에 공급할 수 없기 때문에, 자석 고정 지그의 가이드 홈의 폭은 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm를 초과하여, 바람직하게는 (W+0.1) mm 이상이고, (W+6) mm 이하인 것이 바람직하다.
한편, 가이드 홈의 길이(절삭 방향의 길이)는, 희토류 자석을 고정한 상태의 희토류 자석으로부터의 길이로 1 mm 이상, 바람직하게는 3 mm 이상이고, 100 mm 이하인 것이 바람직하다. 가이드 홈의 길이가 1 mm 미만인 경우, 연삭액을 피절단물인 희토류 자석으로 공급할 때의 연삭액의 비산을 가드하거나, 연삭액을 보유하거나 하는 효과가 낮고, 희토류 자석을 고정하여 유지하기 위한 충분한 강도도 얻어지기 어려워진다. 가이드 홈의 길이가 100 mm를 넘어도, 연삭액을 절단 가공부에 공급하는 효과나, 희토류 자석의 유지 강도 향상의 효과가 더욱 향상되지 않고, 절단 가공 장치를 불필요하게 대형화할 뿐이다. 또한, 가이드 홈의 깊이는 희토류 영구 자석의 높이에 따라서 적절히 설정되는데, 고정되는 희토류 영구 자석의 하면의 위치보다 약간 깊게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 8에 도시된 베이스판 (32)에는, 그의 상부에 자석 고정 지그의 가이드 홈에 대응한 홈(도 8의 경우에는, 가이드 홈과 동일 폭의 홈이지만, 이것에 한정되지 않음)가 형성되어 있고, 이것은, 희토류 자석의 절단의 최종 단계에서, 절단 지석 블레이드의 외주 단부가 희토류 자석의 아래쪽으로 돌출하였을 때의 공간이 되는 것으로서, 이와 같이 하여 두면, 절단 지석 블레이드에 베이스판을 절단하는 여분의 부하를 거는 일이 없기 때문에 바람직하다.
자석 고정 지그의 재질은 조임력에 지지 않는 강도를 갖고 있으면 특별히 한정되지 않지만, 고강도 엔지니어링 플라스틱이나, 철계, 스테인리스계 또는 알루미늄계 등의 금속계 재료가 바람직하고, 특히 공간 절약이 요구되는 경우에는 초경이나 고강도 세라믹을 사용하는 것이 좋다.
또한, 자석 고정 지그의 가이드 홈, 및 베이스판의 홈은, 미리 형성하여 놓을 수도 있지만, 희토류 자석을 절단하는 최초의 사이클에 있어서, 희토류 자석 또는 더미의 피절단물을 고정한 상태에서 희토류 자석 또는 더미의 피절단물을 절단하고, 이때에 가이드 홈, 베이스판의 홈을 형성하는 이른바 동시-절삭(co-machining)에 의해서 형성할 수도 있다.
이와 같이, 도 8의 (a)에 도시되는 바와 같은 자석 고정 지그, 및 바람직하게는 베이스판을 이용하여, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 절단되는 희토류 자석을 자석 고정 지그에 의해 가압한 상태에서 자석 고정 지그를 고정함과 함께, 이에 따라 희토류 자석을 고정하여, 멀티 절단 지석 블레이드 (1)의 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈에 삽입한 상태에서, 상술한 연삭액 공급 노즐을 이용하여 멀티 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하거나, 또는 연삭액을 가이드 홈에 유입시키도록 하여, 절단 지석 블레이드를 회전시키면서, 그의 지립부를 희토류 자석에 접촉시켜 상대적으로 이동시키고(희토류 자석의 길이 방향, 희토류 자석의 두께 방향 또는 이들의 쌍방으로 이동시킴), 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 절단 지석 블레이드의 지석 외주날에 의해 희토류 자석 m을 절삭함으로써, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이 희토류 자석 m을 절단할 수 있다.
상술한 연삭액 공급 노즐을 이용하는 경우, 연삭액 공급 노즐의 슬릿과 자석 고정 지그의 가이드 홈을 연통시켜 이용하는 것이 바람직하지만, 연삭액 공급 노즐의 슬릿과 자석 고정 지그의 가이드 홈 사이는 너무 떨어져 있지 않은 쪽이, 절단 지석 블레이드의 표면에의 동반에 의한 연삭액의 공급에 유리한 한편, 너무 근접해 있으면, 멀티 절단 지석 블레이드, 희토류 자석의 이동이나, 연삭액의 분사, 배출 등의 장벽이 되는 경우가 있기 때문에, 연삭액 공급 노즐의 슬릿과 자석 고정 지그의 가이드 홈과의 거리는, 절단 종료 시에 연삭액 공급 노즐과 자석 고정 지그의 상면과의 거리가 1 내지 50 mm가 되도록(예를 들면, 도시되는 예에 있어서는, 절단 종료 시에 연삭액 공급 노즐이 자석 고정 지그의 상면보다 1 내지 50 mm 높게 위치하도록) 하는 것이 바람직하다.
희토류 자석의 멀티 절단 가공에 있어서는, 희토류 자석을 어떠한 방법으로 고정하여 절단되고, 종래, 카본베이스 등의 기판 상에, 왁스 등의 희토류 자석의 절단 후에 제거 가능한 접착제를 이용하여 희토류 자석을 접착하여, 기판을 고정하여 절단하는 방법이 채용되고 있다. 그러나, 이 방법에서는, 접착, 박리, 세정의 공정이 필요하여 매우 시간이 걸린다. 이에 비하여, 본 발명의 자석 고정 지그를 이용하여, 희토류 자석을 끼워 고정함으로써, 종래와 같은 접착, 박리, 세정의 공정을 생략하여, 가공의 간략화를 도모할 수 있다.
또한, 이와 같이, 멀티 절단 지석 블레이드와 자석 고정 지그와 희토류 자석을 배치하여 희토류 자석을 절단하면, 가이드 홈에 의해, 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림이 규제되어, 정밀한 절단 가공이 가능해진다.
또한, 고속으로 회전하는 절단 지석 블레이드의 주위에는 공기의 흐름이 발생한다. 이 흐름은 특히 절단 지석 블레이드의 외주 가장자리부(지석 외주날)을 둘러싸도록 존재하기 때문에, 절단 지석 블레이드의 지석 외주날에 연삭액을 직접분사하면, 연삭액은 이 공기의 흐름에 접하여 연삭액이 비산하여, 공기층에 연삭액의 접촉이 방해되어 효율적인 공급을 할 수 없다. 이에 비하여, 본 발명과 같이, 절단 지석 블레이드의 외주부를 자석 고정 지그의 가이드 홈에 삽입하면, 자석 고정 지그 본체(즉, 홈을 둘러싸는 부분)에 의해서 공기의 흐름이 차단되어, 가이드 홈에 유입한 연삭액이 공기층에 방해되지 않고, 절단 지석 블레이드의 외주부에 접촉하도록 된다. 그리고, 상술한 연삭액 공급 노즐과, 자석 고정 지그와의 쌍방을 이용하면, 이들의 상승 작용에 의해, 특히 효과적이고, 또한 확실하게 연삭액을 절삭 가공점에 공급할 수 있다.
따라서, 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부와 접촉한 연삭액은 회전하는 각각의 절단 지석 블레이드의 표면(외주면 및 표리면의 외주부)에 동반되어, 절단 지석 블레이드의 회전의 원심력에 의해서 각각의 절단 지석 블레이드의 지석 외주날측으로 이동한다. 그리고, 지석 외주날측으로 이동한 연삭액은 절단 지석 블레이드의 회전과 동시에, 희토류 자석의 각각의 절단 가공점으로 이동하여, 연삭액이 절단 가공점에 효율적으로, 또한 확실하게 공급되고, 그 결과, 연삭액의 공급량을 감소할 수 있다. 또한, 가공부를 효과적으로 냉각하는 것도 가능하다.
이러한 본 발명의 자석 고정 지그는, 희토류 자석 절단 가공 장치에 있어서의 자석 고정 지그로서 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상술한 연삭액 공급 노즐과 자석 고정 지그와의 쌍방을 이용하여 멀티 절단 지석 블레이드를 이용하여 희토류 자석을 절단하는 것이, 상술한 효과, 특히, 절단 지석 블레이드를 보다 확실하게 가이드함과 동시에, 연삭액을 절단 지석 블레이드의 표면에 동반시켜 공급하는 작용을, 연삭액 공급 노즐과 자석 고정 지그와의 쌍방에 있어서, 절단 지석 블레이드의 회전 방향으로 연속하여 발휘시킬 수 있기 때문에 보다 바람직하다. 또한, 도 9에 있어서, 각 부의 구성은 도 7 및 8과 동일한 참조부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 또한, 도 9에 있어서는, 멀티 절단 지석 블레이드가 1개의 희토류 자석을 절단하는 상태를 나타내고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 2 이상의 희토류 자석을 병렬 및/또는 직렬로 배치하여, 1개의 멀티 절단 지석 블레이드로 복수의 희토류 자석을 절단하도록 구성할 수도 있다.
피절단물인 희토류 자석의 표면은 통상 편평하기 때문에, 연삭액은 연삭의 초기 단계에서는 이 편평한 면에 공급되는데, 이러한 편평한 면에 연삭액을 분사하더라도, 연삭액이 용이하게 흐르게 되어, 효과적으로 절단 가공점에 공급할 수 없다. 그 때문에, 희토류 자석의 절단의 초기(최초의 절삭)에, 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을, 희토류 자석의 절삭 방향(희토류 자석의 길이 방향)으로 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시키고, 희토류 자석의 표면을 길이 방향 전체에 걸쳐 소정의 깊이로 절삭하여 희토류 자석에 절단홈을 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 상술한 자석 고정 지그를 이용하는 경우에는, 그의 절삭 방향 양단측의 절삭 시에는 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서 절단하는 것이 바람직하다.
이와 같이 우선 절단홈을 형성하면, 최초의 절삭에 의해서 형성된 절단홈이, 다음 절삭에 있어서 절단 지석 블레이드의 가이드로서 기능하여, 각각의 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 흔들림이 규제되어, 정밀한 절단 가공이 가능해진다.
또한, 우선 절단홈을 형성하면, 희토류 자석의 피절단물 표면에 도달한 연삭액은 형성된 절단홈에 유입하게 되고, 상술한 연삭액 공급 노즐을 이용한 경우에는 연삭액 공급 노즐의 각각의 슬릿부로부터 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반하여 이동한 연삭액과 함께, 각각의 절단홈에 유입한 연삭액이 회전하는 각각의 절단 지석 블레이드의 표면에 동반되어, 연삭액은 절단 지석 블레이드의 회전과 동시에, 희토류 자석의 각각의 절단 가공점으로 이동하고, 연삭액이 절단 가공점에 효율적으로, 또한 확실하게 공급되고, 그 결과, 연삭액의 공급량을 감소시킬 수 있다. 또한, 가공부를 효과적으로 냉각하는 것도 가능하다.
즉, 절단 지석 블레이드가 편평한 면을 절삭하는 상태를 희토류 자석의 대부분의 부분을 절단하는 동안 계속하여 절단하는 경우에 비교하여, 우선 절단홈을 형성하면, 절단홈이 그 이후의 절삭에 있어서, 연삭액을 효과적으로 절단 가공점에 공급하는 공급로로서 기능하게 된다. 또한, 절단 지석 블레이드의 회전에 수반하여, 연삭액이 절단 가공점으로부터 절단홈을 통해서 절단 지석 블레이드의 회전 방향 하류측으로 효과적으로 배출되기 때문에, 가공 슬러지(연삭 자석 부스러기)가 연삭액과 함께 이 절단홈을 통해서 효율적으로 배출되어, 지석의 글레이징, 로딩이 발생하기 어려운 양호한 연삭 환경을 제공할 수 있다.
이 최초로 형성되는 절단홈의 깊이(희토류 자석의 길이 방향으로의 이동에 의한 최초의 절삭의 깊이)는, 0.1 mm 이상 20 mm 이하, 특히 1 mm 이상 10 mm 이하인 것이 바람직하다. 절삭홈의 깊이가 0.1 mm 미만인 경우, 자석 표면에서의 연삭액의 비산 방지 효과가 작아, 절단 가공점에 연삭액을 효과적으로 공급할 수 없을 우려가 있다. 한편, 절단홈의 깊이가 20 mm를 초과하는 경우, 절단홈을 설치하기 위한 연삭 자체가, 불충분한 연삭액 공급 상태에서의 가공이 되는 경우가 있어, 정밀도가 높은 홈 가공을 행할 수 없게 될 우려가 있다.
절단홈의 폭은 절단 지석 블레이드의 폭에 따라서 결정되지만, 절단시, 절단 지석 블레이드의 진동에 의해, 통상, 절단 지석 블레이드의 폭보다 약간(예를 들면, 절단 지석 블레이드의 폭(지석 외주날의 폭)을 초과하여, 2 mm 이하, 바람직하게는 1 mm 이하) 넓게 된다.
절단홈을 형성한 후, 희토류 자석을 더욱 절삭함으로써, 희토류 자석을 절단할 수가 있고, 예를 들면, 절단홈을 형성한 후, 희토류 자석의 측방에서 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을 희토류 자석의 절단홈의 깊이 방향으로 양자를 가깝게 하도록 상대적으로 이동시키고, 희토류 자석의 각각의 절단홈, 상술한 자석 고정 지그를 이용하는 경우에는, 자석 고정 지그의 각각의 가이드 홈, 또는 절단홈 및 가이드 홈의 쌍방에 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부가 삽입된 상태에서, 다시 복수의 절단 지석 블레이드 및 희토류 자석 중 어느 한쪽 또는 쌍방을, 절삭 방향(희토류 자석의 길이 방향)으로, 희토류 자석의 길이 방향 일단부터 타단에 걸쳐서 상대적으로 이동시켜 희토류 자석을 절삭하는 조작을 1회 또는 2회 이상 반복하여 실시해 주면 희토류 자석의 두께 방향 전체를 절단할 수 있다. 이때의 절단홈의 깊이 방향의 이동 거리(이동 후의 절삭의 깊이)는 0.1 mm 이상 20 mm 이하, 특히 1 mm 이상 10 mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 절단홈을 형성할 때의 절단 지석 블레이드의 회전수와, 그 후에 희토류 자석을 절삭할 때의 절단 지석 블레이드의 회전수를 서로 다른 회전수로 하는 것이 가능하다. 또한, 상기 절단홈을 형성할 때의 절단 지석 블레이드의 이동 속도와, 그 후에 희토류 자석을 절삭할 때의 절단 지석 블레이드의 이동 속도를 서로 다른 속도로 하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 희토류 자석의 절단홈의 길이 방향으로의 이동에 의한 절삭 시(절단홈의 형성의 절삭 시, 그 후의 절삭 시, 또는 이들의 쌍방)에서의 상기 이동 방향에 따른 절삭 응력이, 절삭되는 희토류 자석에 대하여, 희토류 자석에 대한 복수의 절단 지석 블레이드의 이동 방향과 반대 방향으로 부여되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 멀티 절단 지석 블레이드가 피절단물인 희토류 자석에 대하여 상대적으로 진행하는 방향(여기서 상대적이란 희토류 자석이 움직이거나 멀티 절단 지석 블레이드가 움직여도 되는 것을 의미함)과 역방향의 힘이 절단 지석 블레이드로부터 희토류 자석에 걸리도록 절삭하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 절단 지석 블레이드가 희토류 자석에 대하여 상대적으로 진행하는 방향으로 힘을 받은 경우, 절단 지석 블레이드는 희토류 자석으로부터 항력을 받기 때문에, 절단 지석 블레이드에는 압축 응력이 가해진다. 절단 지석 블레이드에 압축 응력이 가해지면, 절단 지석 블레이드가 만곡하여, 가공 정밀도의 열화나 절단 지석 블레이드의 대판이 절삭하고 있는 희토류 자석과 접촉하는 이른바 측면 마모(胴摺, side abrasion)를 야기한다. 이렇게 되면 가공 정밀도의 저하는 물론, 그 마찰에 의해 고온이 되어, 희토류 자석이 불량이 되고, 절단 지석 블레이드도 사용 불가능이 된다.
절단 지석 블레이드로부터 희토류 자석에 걸리는 힘이 멀티 절단 지석 블레이드의 진행 방향과 반대 방향이면, 절단 지석 블레이드에 압축 응력이 걸리지 않게 되어, 측면 마모를 방지하여, 가공 정밀도를 높일 수 있다. 더구나, 절단 지석 블레이드와 희토류 자석 사이에서 압축의 힘이 걸려 있지 않기 때문에, 깎아 내어진 가공 슬러지는 연삭액에 의해 효과적으로 배출되고, 절단 지석 블레이드의 날카로움도 지속된다.
멀티 절단 지석 블레이드의 진행 방향과 역방향의 힘을 작용시키기 위해서는, 절단 지석 블레이드의 주속과 절삭 면적(절삭 높이×절단 지석 블레이드의 폭) 및 멀티 절단 지석 블레이드의 진행 속도가 크게 관계있게 된다. 주속이 빠르면, 회전 중의 날끝과 자석 사이의 마찰 저항에 의해 날의 진행 방향에 대하여 역방향의 힘이 생긴다. 그러나, 진행 방향으로는 멀티 절단 지석 블레이드가 진행하는 것에 의한 응력이 진행 방향으로 생겨, 이 힘과 절삭 면적의 곱이 진행 방향으로의 힘이 된다. 이들 중에서 절단 지석 블레이드의 회전력에 의한 반진행 방향으로의 응력이, 절단 지석 블레이드의 진행에 의한 응력보다 커질 필요가 있다.
이 조건을 만족시키도록 하기 위해서는, 예를 들면, 절단 지석 블레이드의 주속을 20 m/초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 절삭 면적을 작게 하기 위해서는, 절단 지석 블레이드의 폭(지석 절단날의 폭)은 1.5 mm 이하가 바람직하다. 또한, 이 폭이 0.1 mm보다도 얇은 경우, 절삭 면적은 감소할 수 있지만, 날의 강도가 저하되어 치수 정밀도를 저하시킬 우려가 있기 때문에, 절단 지석 블레이드의 폭(지석 절단날의 폭)은 0.1 내지 1.5 mm가 바람직하다. 한편, 절삭 높이는 20 mm 이하가 바람직하고, 절단 지석 블레이드의 이송 속도(진행 속도)는 3000 mm/분 이하, 특히 50 내지 2000 mm/분이 바람직하다. 또한, 절삭 가공점에서의 멀티 절단 지석 블레이드의 회전 방향과, 멀티 절단 지석 블레이드의 상기 이동 방향(진행 방향)은 동일 방향이거나 반대 방향일 수도 있다.
본 발명은 희토류 자석을 바람직하게 절단의 대상으로 하고, 이 피절단물인 희토류 자석(희토류 소결 자석)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일례를 예를 들면, 특히 R-Fe-B계(R은 Y를 포함하는 희토류 원소 중의 1종 이상, 이하 동일)의 희토류 자석(희토류 소결 자석)의 절단에 바람직하게 적용할 수 있다.
R-Fe-B계 희토류 소결 자석으로서는, 질량 백분율로 5 내지 40％의 R, 50 내지 90％의 Fe, 0.2 내지 8％의 B를 함유하는 것, 또한 자기 특성이나 내식성을 개선하기 위해서, 필요에 따라서 C, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, Sn, Hf, Ta, W 등의 첨가 원소의 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 첨가 원소의 첨가량은 Co의 경우에는 30 질량％ 이하, 그 밖의 원소의 경우에는 8 질량％ 이하가 통상이다. 첨가 원소를 이 이상 첨가하면 반대로 자기 특성을 열화시켜 버린다.
R-Fe-B계 희토류 소결 자석은 예를 들면 원료 금속을 칭량하고, 용해, 주조하고, 얻어진 합금을 평균 입경 1 내지 20 μm까지 미분쇄하여, R-Fe-B계 희토류 영구 자석 분말을 얻고, 그 후, 자장 속에서 성형하고, 이어서 1000 내지 1200℃에서 0.5 내지 5시간 소결하고, 추가로 400 내지 1000℃에서 열 처리하고 제조하는 것이 가능하다.
이하, 실시예 및 비교예를 기술하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것이 아니다.
[실시예 1]
SKD(공구용 합금 JIS)제의 120 mmφ×40 mmφ×0.5 mmt의 도우넛 원판상 대판의 외주 가장자리부에 레진 본드법에 의해 다이아몬드 지립을 고착(평균 입경 150 μm의 인공 다이아몬드를 부피 함유율로 25％ 함유시킴)시켜서 이것을 지석부(지석 외주날)로 하여 외주 절단날(절단 지석 블레이드)을 제작하였다. 지석부의 대판으로부터의 돌출은 한쪽 0.05 mm, 즉, 지석부의 폭(대판의 두께 방향의 폭)은 0.6 mm로 하였다.
이 외주 절단날을 이용하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 피절단물로 하여 절단 시험을 행하였다. 절단 시험은 다음과 같은 조건으로 행하였다. 외주 절단날을 스페이서를 사이에 두고 2.1 mm 간격으로 39매 장착하여 멀티 절단 지석 블레이드로 하였다. 스페이서는 80 mmφ×40 mmφ×2.1 mmt의 것을 이용하였다. 이것은 절단 후의 희토류 자석의 두께를 2.0 mmt로 하는 설정이다.
39매의 외주 절단날과 38매의 스페이서로 이루어진 멀티 절단 지석 블레이드를 도 3, 4에 도시되는 연삭액 공급 노즐의 슬릿 내에 외주 절단날의 외주로부터 8 mm의 위치까지 도 6에 도시된 바와 같이 삽입하였다. 연삭액 공급 노즐의 각 슬릿은 두께 2.5 mm, 폭은 0.7 mm이고, 절단날이 슬릿의 중앙부에 위치하도록 설정하였다.
또한, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 길이 100 mm×폭 30 mm×높이 17 mm로 수직 양두 연마기를 이용하여 ±0.05 mm의 정밀도로 가공한 것을 이용하였다. 길이 방향으로 외주 절단날로 절단하고, 한번에 2.0 mm 두께의 제품을 다수개 절단하는 방법으로 하는데, 이 경우, 자석 1블럭으로부터 양단의 2매를 제외하고 38매 스트립을 얻는다. 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 자석 고정 지그를 사용하지 않고서 카본베이스판에 왁스에 의한 접착에 의해 고정하였다.
절단 조작은 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 진행 방향 바로 앞에서, 멀티 절단 지석 블레이드를 하강시키더라도 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석에 부딪치지 않는 위치에서, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석 상면으로부터 18 mm 하측까지 강하시키고, 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 절삭 방향의 일단측으로부터 타단측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 일단측의 외측으로 복귀하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 같은 멀티 절단 블레이드, 연삭액 공급 노즐, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 이용하여, 동일한 설정으로 하고, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 자석 고정 지그를 사용하지 않고서, 카본베이스판에 왁스에 의한 접착에 의해 고정하였다.
절단 조작은 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 진행 방향 바로 앞에서 멀티 절단 지석 블레이드를 하강시키더라도 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석에 부딪치지 않는 위치에서, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석 상면으로부터 2 mm 하측까지 강하시키고, 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 100 mm/분의 속도로 일단측으로부터 타단측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 일단측으로 복귀하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석에 절단홈(깊이 2 mm)를 형성하였다.
다음으로, 상기 한쪽측의 바깥쪽에서, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 16 mm 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 일단측으로부터 타단측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 카본베이스판측으로 복귀하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 같은 멀티 절단 블레이드, 연삭액 공급 노즐, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 이용하고, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 그의 절삭 방향 양단측을 길이 30 mm이고, 폭 0.9 mm, 두께(깊이 방향) 19 mm이고, 각각의 외주 절단날에 대응하는 위치에 동수(즉, 39개)의 가이드 홈을 갖는 자석 고정 지그에 의해, 절단 위치와 가이드 홈을 맞추어서, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 고정하였다. 또한, 이 경우, 자석 고정 지그의 상면(멀티 절단 지석 블레이드측의 면)과, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 상면(멀티 절단 지석 블레이드측의 면)의 높이는 동일하게 하였다.
절단 조작은 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 고정하고 있는 한쪽의 자석 고정 지그 상에서 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 강하시키고, 각각의 외주 절단날을 그의 외주로부터 2 mm 각각의 가이드 홈에 삽입하고, 멀티 절단 지석 블레이드를 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 100 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석에 절단홈(깊이 2 mm)를 형성하였다.
다음으로, 상기 한쪽의 자석 고정 지그 상에서, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 16 mm 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하였다.
실시예 1 내지 3에서 외주날을 이용하여 절단된 희토류 자석은, 절단면 사이의 중앙부의 두께를 마이크로미터로 측정하고, 절단 치수 관리폭으로 한 2.0±0.05 mm이면 합격으로 하고, 치수가 벗어난 경우에는, 스페이서 두께를 조정하여, 관리폭 내에 들어가도록 멀티 절단 지석 블레이드의 수정을 행하였다. 또한, 동일 외주 절단날의 위치에서 스페이서 조정을 3회 이상 실시한 경우에는, 외주 절단날의 안정성이 없는 것으로 판단하여 새로운 외주 절단날과 교환하였다. 이러한 조건 하에서, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석 1000 블럭을 절단하였다. 표 1에 절단 상태의 평가 결과를 나타내었다.
[비교예 1]
이하의 변경점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석 1000 블럭의 절단을 실시하였다. 표 1에 절단 상태의 평가 결과를 나타내었다.
연삭액 공급 노즐을 슬릿이 없는 1개의 개구부(높이 3 mm, 폭 100 mm(개구부 면적 300 mm2))만을 갖는 것 대신에, 멀티 절단 지석 블레이드의 외측으로부터 연삭액을 연삭액 공급 노즐의 개구부로부터 분사하도록 하였다.
또한, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은, 카본베이스판에 왁스에 의한 접착에 의해 고정하고, 자석 고정 지그는 사용하지 않았다.
절단 조작을 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절삭 방향의 일단의 외측에서, 각각의 외주 절단날의 하단이 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 상면보다 18 mm 아래의 높이가 되도록 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 절삭 방향의 타단측의 외측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 일단측의 외측으로 복귀하였다.
Figure pat00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 멀티 절단 가공 방법에 의해서, 날 두께가 얇더라도 장기간에 걸쳐 치수 정밀도가 안정되어, 스페이서 두께의 조정, 외주 절단날의 교환 등을 감소시킬 수 있어, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 2 및 3에 대해서 1000 블럭째의 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석에 대해서 두께의 변동을 측정한 바 실시예 2에서는 두께의 차가 93 μm이었던데 비하여, 실시예 3에서는 두께의 차가 51 μm로 가공 정밀도가 보다 높은 것이었다.
[실시예 4]
초경 합금(WC-90 질량％/Co-10 질량％의 조성)제의 120 mmφ×40 mmφ×0.35 mmt의 도우넛 원판상 대판의 외주 가장자리부에 레진 본드법에 의해 다이아몬드 지립을 고착(평균 입경 150 μm의 인공 다이아몬드를 부피 함유율로 25％ 함유시킴)시켜 이것을 지석부(지석 외주날)로 하여 외주 절단날(절단 지석 블레이드)을 제작하였다. 지석부의 대판으로부터의 돌출은 한쪽 0.05 mm, 즉, 지석부의 폭(대판의 두께 방향의 폭)은 0.45 mm로 하였다.
이 외주 절단날을 이용하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 피절단물로 하여 절단 시험을 행하였다. 절단 시험은 다음과 같은 조건으로 행하였다. 외주 절단날을, 스페이서를 사이에 두고 2.1 mm 간격으로 41매 장착하여 멀티 절단 지석 블레이드로 하였다. 스페이서는 80 mmφ×40 mmφ×2.1 mmt의 것을 이용하였다. 이것은 절단 후의 희토류 자석의 두께를 2.0 mmt로 하는 설정이다.
41매의 외주 절단날과 40매의 스페이서로 이루어진 멀티 절단 지석 블레이드를 도 3, 4에 도시되는 연삭액 공급 노즐의 슬릿 내에 외주 절단날의 외주로부터 8 mm의 위치까지 도 6에 도시된 바와 같이 삽입하였다. 연삭액 공급 노즐의 각 슬릿은 두께 2.5 mm, 폭은 0.6 mm이고, 절단날이 슬릿의 중앙부에 위치하도록 설정하였다.
또한, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 길이 100 mm×폭 30 mm×높이 17 mm로 수직 양두 연마기를 이용하여 ±0.05 mm의 정밀도로 가공한 것을 이용하였다. 길이 방향으로 외주 절단날로 절단하고, 한번에 2.0 mm 두께의 제품을 다수개 절단하는 방법으로 하는데, 이 경우, 자석 1블럭으로부터 양단의 2매를 제외하고 40매 스트립을 얻는다.
Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 그의 절삭 방향 양단측을 길이 30 mm이고, 폭 0.9 mm, 두께(깊이 방향) 19 mm이고, 각각의 외주 절단날에 대응하는 위치에 동수(즉, 41개)의 가이드 홈을 갖는 자석 고정 지그에 의해, 절단 위치와 가이드 홈을 맞추어서, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 고정하였다. 또한, 이 경우, 자석 고정 지그의 상면(멀티 절단 지석 블레이드측의 면)과, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 상면(멀티 절단 지석 블레이드측의 면)의 높이는 동일하게 하였다.
절단 조작은 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 고정하고 있는 한쪽의 자석 고정 지그 상에서 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 강하시키고, 각각의 외주 절단날을 그의 외주로부터 2 mm 각각의 가이드 홈에 삽입하고, 멀티 절단 지석 블레이드를 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 100 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석으로 절단홈(깊이 2 mm)를 형성하였다.
다음으로, 상기 한쪽의 자석 고정 지그 상에서, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 16 mm 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 7,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하였다.
제작한 외주날을 이용하여 절단된 희토류 자석은, 절단면 사이의 중앙부의 두께를 마이크로미터로 측정하고, 절단 치수 관리폭으로 한 2.0±0.05 mm이면 합격으로 하고, 치수가 벗어난 경우에는, 스페이서 두께를 조정하여, 관리폭 내에 들어가도록 멀티 절단 지석 블레이드의 수정을 행하였다. 또한, 동일 외주 절단날의 위치에서 스페이서 조정을 3회 이상 실시한 경우에는, 외주 절단날의 안정성이 없는 것으로 판단하여 새로운 외주 절단날과 교환하였다. 이러한 조건 하에서, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석 1000 블럭을 절단하였다. 표 2에 절단 상태의 평가 결과를 나타내었다.
Figure pat00002
표 2로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 멀티 절단 가공 방법에 의해서, 초경 대판을 이용한 박인 초경 지석을 사용하더라도 장기간에 걸쳐 치수 정밀도가 안정되고, 스페이서 두께의 조정, 외주 절단날의 교환 등을 감소시킬 수 있어, 생산성의 향상과, 또한 스트립 수 향상을 도모할 수 있는 것을 알 수 있었다.
[실시예 5]
초경 합금(WC-90 질량％/Co-10 질량％의 조성)제의 130 mmφ×40 mmφ×0.5 mmt의 도우넛 원판상 대판의 외주 가장자리부에 레진 본드법에 의해 다이아몬드 지립을 고착(평균 입경 150 μm의 인공 다이아몬드를 부피 함유율로 25％ 함유시킴)시켜 이것을 지석부(지석 외주날)로 하여 외주 절단날(절단 지석 블레이드)을 제작하였다. 지석부의 대판으로부터의 돌출은 한쪽 0.05 mm, 즉, 지석부의 폭(대판의 두께 방향의 폭)은 0.6 mm로 하였다.
이 외주 절단날을 이용하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 피절단물로 하여 절단 시험을 행하였다. 절단 시험은 다음과 같은 조건으로 행하였다. 외주 절단날을 스페이서를 사이에 두고 3.1 mm 간격으로 14매 장착하여 멀티 절단 지석 블레이드로 하였다. 스페이서는 70 mmφ×40 mmφ×3.1 mmt의 것을 이용하였다. 이것은, 절단 후의 희토류 자석의 두께를 3.0 mmt로 하는 설정이다.
14매의 외주 절단날과 13매의 스페이서로 이루어진 멀티 절단 지석 블레이드를 도 3, 4에 도시되는 연삭액 공급 노즐의 슬릿 내에 외주 절단날의 외주로부터 8 mm의 위치까지 도 6에 도시된 바와 같이 삽입하였다. 연삭액 공급 노즐의 각 슬릿은 두께 2.5 mm, 폭은 0.8 mm이고, 절단날이 슬릿의 중앙부에 위치하도록 설정하였다.
또한, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 길이 47 mm×폭 30 mm×높이 20 mm로 수직 양두 연마기를 이용하여 ±0.05 mm의 정밀도로 가공한 것을 이용하였다. 길이 방향으로 외주 절단날로 절단하고, 한번에 3.0 mm 두께의 제품을 다수개 절단하는 방법으로 하는데, 이 경우, 자석 1블럭으로부터 양단의 2매를 제외하고 13매 스트립을 얻는다.
Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 그의 절삭 방향 양단측을 길이 50 mm이고, 폭 0.8 mm, 두께(깊이 방향) 22 mm이고, 각각의 외주 절단날에 대응하는 위치에 동수(즉, 14개)의 가이드 홈을 갖는 자석 고정 지그에 의해, 절단 위치와 가이드 홈을 맞추어서, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 고정하였다. 또한, 이 경우, 자석 고정 지그의 상면(멀티 절단 지석 블레이드측의 면)과, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 상면(멀티 절단 지석 블레이드측의 면)의 높이는 동일하게 하였다.
절단 조작은 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 고정하고 있는 한쪽의 자석 고정 지그 상에서 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 강하시키고, 각각의 외주 절단날을 그의 외주로부터 7 mm 각각의 가이드 홈에 삽입하고, 멀티 절단 지석 블레이드를 9,000 rpm(61 m/초)으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 70 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석으로 절단홈(깊이 7 mm)를 형성하였다.
다음으로, 상기 한쪽의 자석 고정 지그 상에서, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 14 mm 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 9,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하였다.
Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절삭 시에, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 아래에 키슬러사 제조의 박형 절삭 동력계 9254를 설치하고, 자석이 받는 응력을 측정하였다. 최초의 가이드 홈을 형성한 절삭 시의 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력은 절단 지석 블레이드의 진행 방향으로 75 N, 다음 절삭 시의 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력은 절단 지석 블레이드의 진행 방향으로 140 N이었다.
제작한 외주날을 이용하여 절단된 희토류 자석은 도 10의 (d)에 도시되는 바와 같은 절단면 사이의 각부 및 중앙부의 5점의 두께를 마이크로미터로 측정하고, 최대치와 최소치의 차를 구하였다. 결과를 도 10의 (a)에 도시하였다.
[실시예 6]
이하의 변경점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절단을 실시하였다.
절단 조작을 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 고정하고 있는 한쪽의 자석 고정 지그 상에서 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 강하시키고, 각각의 외주 절단날을 그의 외주로부터 0.75 mm 각각의 가이드 홈에 삽입하고, 멀티 절단 지석 블레이드를 9,000 rpm(61 m/초)으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 1500 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하여, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석에 절단홈(깊이 0.75 mm)을 형성하였다.
다음으로, 상기 한쪽의 자석 고정 지그 상에서, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 0.75 mm 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 9,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 1500 mm/분의 속도로 다른쪽의 자석 고정 지그측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 한쪽의 자석 고정 지그측으로 복귀하였다. 이 강하와 이동(절삭)을 26 사이클 반복하여 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석을 절단하였다.
Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절삭 시에, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 아래에 키슬러사 제조의 박형 절삭 동력계 9254를 설치하고, 자석이 받는 응력을 측정하였다. 결과를 도 11의 (a)에 도시하였다. (또한, 도 11의 (a)에는, 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력과 함께, 이 방향으로 직교하는 상하 방향 및 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 응력이 병기되어 있음) 최초의 가이드 홈을 형성한 절삭 시의 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력, 이것 이후의 절삭 시의 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력 모두, 절단 지석 블레이드의 진행 방향과 반대 방향으로 100 N이었다.
제작한 외주날을 이용하여 절단된 희토류 자석은 도 10의 (d)에 도시되는 바와 같은 절단면 사이의 각부 및 중앙부의 5점의 두께를 마이크로미터로 측정하고, 최대치와 최소치의 차를 구하였다. 결과를 도 10의 (b)에 도시하였다.
[비교예 2]
이하의 변경점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절단을 실시하였다.
연삭액 공급 노즐을 슬릿이 없는 1개의 개구부(높이 3 mm, 폭 50 mm(개구부 면적 150 mm2))만을 갖는 것 대신에, 멀티 절단 지석 블레이드의 외측으로부터 연삭액을 연삭액 공급 노즐의 개구부로부터 분사하도록 하였다.
또한, 피절단물인 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석은 카본베이스판에 왁스에 의한 접착에 의해 고정하고, 자석 고정 지그는 사용하지 않았다.
절단 조작을 이하와 같이 하였다.
사용하는 연삭액은 30 L/분으로 하였다. 우선, 멀티 절단 지석 블레이드를 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절삭 방향의 일단의 외측에서, 각각의 외주 절단날의 하단이 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 상면보다 21 mm 아래의 높이가 되도록 Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석측으로 강하시키고, 멀티 절단 지석 블레이드를 9,000 rpm으로 회전시키고, 연삭액을 연삭액 공급 노즐로부터 공급하면서, 20 mm/분의 속도로 절삭 방향의 타단측의 외측으로 이동시켜 절삭하고, 또한 멀티 절단 지석 블레이드의 높이를 바꾸지 않고서, 상기 일단측의 외측으로 복귀하였다.
Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 절삭 시에, Nd-Fe-B계 희토류 소결 자석의 아래에 키슬러사 제조의 박형 절삭 동력계 9254를 설치하고, 자석이 받는 응력을 측정하였다. 결과를 도 11의 (b)에 도시한다(또한, 도 11의 (b)에는, 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력과 함께, 이 방향에 직교하는 상하 방향 및 절단 지석 블레이드의 회전축 방향의 응력이 병기되어 있음). 절삭 시의 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향에 따른 응력은 절단 지석 블레이드의 진행 방향으로190 N이었다.
제작한 외주날을 이용하여 절단된 희토류 자석은 도 10의 (d)에 도시되는 바와 같은 절단면 사이의 각부 및 중앙부의 5점의 두께를 마이크로미터로 측정하고, 최대치와 최소치의 차를 구하였다. 결과를 도 10의 (c)에 도시하였다.
도 10로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 멀티 절단 가공 방법에 의해서 절단함으로써 절단 정밀도가 현저히 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 멀티 절단 지석 블레이드의 이동 방향과 반대 방향으로 응력이 걸리도록 절삭함으로써 한층 더 정밀도 향상을 도모할 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하여 이루어지는 희토류 자석을 절단하기 위한 멀티 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하기 위한 연삭액 공급 노즐로서,
    상기 연삭액 공급 노즐이 액 웅덩이를 구비하는 중공의 연삭액 공급 노즐 본체와 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 일단측의 중앙부에 1개의 도입 유로를 가지는 연삭액의 도입구를 포함하고,
    상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 타단측에, 상기 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 상기 액 웅덩이에 도달하도록 형성되며,
    상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 타단측이, 상기 슬릿의 선단측을 향하여 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 상면이 아래쪽으로 기울어져 있고, 상기 슬릿의 선단측의 연삭액 공급 노즐 본체의 두께가 얇게 형성되며, 상기 복수의 슬릿이 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 상기 타단측의 일부에 형성되고, 또한
    상기 각각의 슬릿에 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능한 동시에, 상기 절단 지석 블레이드의 외주부가 상기 액 웅덩이를 이루는 상기 연삭액 공급 노즐 본체의 중공부 내에서 연삭액과 접촉가능하게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
  2. 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하여 이루어지는 희토류 자석을 절단하기 위한 멀티 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하기 위한 연삭액 공급 노즐로서,
    상기 연삭액 공급 노즐이 액 웅덩이를 구비하는 중공의 연삭액 공급 노즐 본체와 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 일단측의 중앙부에 1개의 도입 유로를 가지는 연삭액의 도입구를 포함하고,
    상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 타단측에, 상기 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 상기 액 웅덩이에 도달하도록 형성되며,
    상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 타단측이, 상기 슬릿의 선단측을 향하여 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 상면이 아래쪽으로 기울어져 있고, 상기 슬릿의 선단측의 연삭액 공급 노즐 본체의 두께가 얇게 형성되며, 상기 복수의 슬릿이 상기 슬릿의 선단측의 연삭액 공급 노즐 본체의 두께가 얇게 형성되어 있는 부분에 형성되고, 또한
    상기 각각의 슬릿에 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능한 동시에, 상기 절단 지석 블레이드의 외주부가 상기 액 웅덩이를 이루는 상기 연삭액 공급 노즐 본체의 중공부 내에서 연삭액과 접촉가능하게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
  3. 박판 원판상 또는 박판 도우넛 원판상의 대판의 외주 가장자리부에 지석 외주날을 구비하는 절단 지석 블레이드를 회전축에 그 축방향을 따라서 소정의 간격으로 복수 배열하여 이루어지는 희토류 자석을 절단하기 위한 멀티 절단 지석 블레이드에 연삭액을 공급하기 위한 연삭액 공급 노즐로서,
    상기 연삭액 공급 노즐이 액 웅덩이를 구비하는 중공의 연삭액 공급 노즐 본체와 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 일단측의 중앙부에 1개의 도입 유로를 가지는 연삭액의 도입구를 포함하고,
    상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 타단측에, 상기 각각의 절단 지석 블레이드에 대응하는 복수의 슬릿이 상기 액 웅덩이에 도달하도록 형성되며,
    상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 타단측이, 상기 슬릿의 선단측을 향하여 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 상면이 아래쪽으로 기울어져 있고, 상기 슬릿의 선단측의 연삭액 공급 노즐 본체의 두께가 얇게 형성되며, 상기 복수의 슬릿이 상기 중공의 연삭액 공급 노즐 본체의 상면으로부터 하면으로 통하는 개구를 형성하고 있고, 또한
    상기 각각의 슬릿에 상기 각각의 절단 지석 블레이드의 외주부를 삽입 가능한 동시에, 상기 절단 지석 블레이드의 외주부가 상기 액 웅덩이를 이루는 상기 연삭액 공급 노즐 본체의 중공부 내에서 연삭액과 접촉가능하게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연삭액 공급 노즐의 슬릿의 폭이, 상기 절단 지석 블레이드의 지석 외주날의 폭 W에 대하여, W mm 초과 (W+6) mm 이하인 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대판의 외경이 80 내지 200 mm, 두께가 0.1 내지 1.0 mm이고, 상기 지석 외주날의 폭이 (대판의 두께+0.01) mm 내지 (대판의 두께+4) mm인 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도입 유로가 상단이 개구하여 연삭액의 도입구를 이루고, 하단은 연삭액 공급 노즐 본체의 일단측의 상면에 세워서 설치되고, 연삭액 공급 노즐 본체의 중공부와 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 연삭액 공급 노즐.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 연삭액 공급 노즐을 구비하는 희토류 자석 절단 가공 장치.
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