WO2013065551A1 - ロータリドレッサ及びその製造方法 - Google Patents

ロータリドレッサ及びその製造方法 Download PDF

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superabrasive
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邦仁 稲森
佐藤　学
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旭ダイヤモンド工業株式会社
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Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a rotary dresser used for dressing for adjusting the state of a grinding wheel such as a WA grinding wheel or a GC grinding wheel or a superabrasive grinding wheel by rotating, and a method for manufacturing the rotary dresser.
  • the rotary dresser is a rotary dresser in which diamond abrasive grains are embedded and fixed on the outer peripheral surface.
  • a grinding wheel such as a WA grindstone or a GC grindstone or a superabrasive grindstone
  • dressing is performed while transferring the shape of the dresser to these grindstones.
  • Rotary dressers are widely used because they can significantly reduce the dressing time, have high reproducibility of dressing accuracy, facilitate high-level automation, and reduce grinding costs.
  • the electroformed rotary dresser is made by fixing diamond abrasive grains with metal by electroplating.
  • the electroformed rotary dresser can reverse the shape of the precisely finished matrix to the surface as it is, so that a fine shape can be manufactured with high accuracy.
  • the electroformed rotary dresser is filled with diamond abrasive grains on the inner peripheral surface of the die, temporarily fixed a portion of the diamond abrasive grains on the inner peripheral surface of the master die by electroplating, and then removed excess diamond abrasive grains. Electroformed by plating to fix diamond abrasive grains. For this reason, the diamond abrasive grains are more densely packed, and the degree of concentration becomes very high.
  • the gap between the abrasive grains is narrowed, and it is difficult to cut into the grinding wheel, and the abrasive grains on the surface of the grinding wheel become flat with few cutting edges, resulting in a problem that the grinding resistance increases.
  • Patent Document 1 an adhesive is applied to a wall surface of a mother die, a net having a mesh size somewhat larger than the grain size of diamond abrasive grains is pasted on the mother die, and diamond abrasive grains are dispersed on the mesh of the net.
  • a technique is disclosed in which diamond abrasive grains are arranged and fixed in a lattice pattern at intervals having appropriate gaps between the grain sizes. In this technique, only diamond abrasive grains that have entered the mesh are bonded and held by an adhesive, and other diamond abrasive grains are prevented from being bonded. As a result, one diamond abrasive grain is regularly arranged with a desired distribution density per mesh.
  • the abrasive grain spacing is only widened to the wire diameter of the mesh, and as a result, when cutting into the grindstone, the number of diamond abrasive grains that are simultaneously in contact with the grindstone increases, resulting in sharpness. I cannot expect much improvement.
  • large diamond abrasive grains are expensive in the first place, the cost increases. .
  • the contact area of one abrasive grain becomes large with a large diamond abrasive grain, a favorable sharpness cannot be obtained.
  • An embodiment of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotary dresser that can be dressed with good sharpness and accuracy, and a method for manufacturing the rotary dresser.
  • One embodiment of the present invention includes a core bar rotatable around a rotation axis, a bond layer on the outer peripheral side of the core bar, and a plurality of superabrasive grains fixed to the outer peripheral surface of the bond layer.
  • the rotary dresser is characterized in that a plurality of island regions in which abrasive grains are gathered are provided at intervals on the outer peripheral surface of the bond layer.
  • a plurality of island regions in which a plurality of superabrasive grains are gathered are provided at intervals on the outer peripheral surface of the bond layer. For this reason, even if an inexpensive small superabrasive grain is used, the same dressing accuracy as when fixing an expensive large superabrasive grain at a low density can be obtained, and the contact area of one superabrasive grain can be reduced, Good sharpness is obtained. Also, when superabrasive grains having the same particle size are used, even when the number of abrasive grains is the same as the area of the outer peripheral surface, the superabrasive grains are uniformly dispersed and fixed to the outer peripheral surface.
  • the island regions can be arranged in a plurality of rows inclined with respect to the rotation direction of the rotary dresser.
  • the island regions are arranged in a plurality of rows inclined with respect to the rotation direction of the rotary dresser. For this reason, when the rotary dresser rotates, the time and distance from when the superabrasive grains in the island region belonging to one row come into contact with the grindstone until the superabrasive grains in the island region belonging to the next row come into contact with the grindstone are increased. , Sharpness can be improved.
  • each of the plurality of columns in the island area can be arranged intermittently.
  • each of the plurality of columns in the island region is intermittently arranged. Therefore, the superabrasive grains in the island region belonging to each row are likely to act on the grindstone at various locations on the outer peripheral surface, and dressing can be performed with high accuracy.
  • the island regions can be arranged in a staggered manner in a direction orthogonal to the rotation direction.
  • the island regions are arranged in a staggered manner in a direction orthogonal to the rotation direction. For this reason, superabrasive grains in the island region easily act on the grindstone at various locations on the outer peripheral surface, and dressing can be performed with high accuracy.
  • 2 to 15 superabrasive grains can be gathered in the island region.
  • the island region can be formed using a plurality of inexpensive small superabrasive grains. Further, since 15 or less superabrasive grains are gathered in the island region, it is possible to prevent the island region from having too many superabrasive grains and increasing resistance during dressing of the grindstone.
  • the total area of the island region can be 30 to 80% of the total area of the outer peripheral surface of the bond layer.
  • the total area of the island region is 30% or more of the total area of the outer peripheral surface of the bond layer, the superabrasive belonging to the next island region after the superabrasive grains belonging to the island region contact the grindstone Since the time and distance until the grains come into contact with the grindstone are increased, the sharpness can be improved. Moreover, since the total area of the island region is 80% or less of the total area of the outer peripheral surface of the bond layer, the area of the island region is too large, and it is possible to prevent the resistance from increasing during dressing of the grindstone.
  • the outer peripheral surface of the bond layer can have undulations that match the desired shape of the grindstone to be dressed.
  • the outer peripheral surface of the bond layer has undulations that match the desired shape of the grindstone to be dressed.
  • one layer of superabrasive grains is provided on the inner peripheral surface of the mother die so that a plurality of island regions in which a plurality of super abrasive grains are gathered are provided at intervals on the inner peripheral surface of the mother die.
  • the superabrasive grain layer is formed by fixing the temporarily fixed superabrasive grains to the inner peripheral surface of the mother mold by either electroforming or sintering.
  • the present invention is a method for manufacturing a rotary dresser in which a core metal is inserted into the inner peripheral surface side and the master die is removed after the superabrasive layer and the core metal are joined.
  • the tip height of the superabrasive grains can be aligned with high accuracy, and thus a rotary dresser capable of performing dressing with high accuracy is manufactured. be able to.
  • the produced rotary dresser is provided with a plurality of island regions with a plurality of superabrasive grains gathered at intervals, the sharpness is good and the dressing can be performed with high accuracy.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the rotary dresser of FIG. (A)-(f) is a figure which shows the manufacturing method of the rotary dresser of 1st Embodiment. It is a figure which shows arrangement
  • the rotary dresser 10 includes a core metal 12, a bonding layer 14, and an electroformed layer 16, and the outer peripheral surface of the electroformed layer is made of diamond, CBN, or the like.
  • a plurality of superabrasive grains 20 are fixed.
  • the superabrasive grains 20 dress a grinding wheel such as a WA grindstone or a GC grindstone or a superabrasive grindstone in a desired shape.
  • the cored bar 12 is a rotating body having the rotation axis A as an axis, is fixed to the rotation axis of an existing power tool, and is rotatable around the rotation axis A.
  • the joining layer 14 is a layer made of a low melting point metal, and joins the core metal 12 and the electroformed layer 16 as described later.
  • the electroformed layer 16 is a layer in which a metal such as Ni is formed by electroplating.
  • a plurality of superabrasive grains 20 are fixed to the outer peripheral surface of the electroformed layer 16.
  • the outer peripheral surface of the electroformed layer 16 is provided with undulations such as a concave portion 11 that matches the desired shape of the grindstone to be dressed.
  • FIG. 3 which is an enlarged view of a portion B in FIG. 2, a plurality of island regions 21 in which 2 to 15 superabrasive grains 20 are gathered are provided at intervals on the outer peripheral surface of the electroformed layer 16. ing.
  • the island regions 21 form a row along a plurality of island region array lines 22 that are inclined with respect to the rotation direction R. An interval of a predetermined distance d is provided between the island region array lines 22.
  • the total area of each of the plurality of island regions 21 is 30 to 80% of the outer peripheral surface of the electroformed layer 16.
  • the rotary dresser 10 of this embodiment is configured by sequentially laminating the bonding layer 14 and the electroformed layer 16 on the outer peripheral side of the cored bar 12. ing.
  • FIG. 4 shows a state immediately after removing a mother die described later. In this state, all of the superabrasive grains 20 are in contact with the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16 at a position farthest from the rotation axis A (core metal 12, bonding layer 14) of each superabrasive grain 20. It is fixed.
  • the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16 is slightly polished, and the tip of the superabrasive grain 20 is electroformed layer 16 as shown in FIG. It will be in the state which protruded from the outer peripheral surface 17.
  • a conductive matrix 30 as shown in FIG. 6A is prepared.
  • the mother die 30 has an inner peripheral surface 31.
  • the inner peripheral surface 31 is processed into a total shape to form a convex portion 32 corresponding to the shape of the concave portion 11 of the rotary dresser 10 to be manufactured.
  • the superabrasive grains 20 are temporarily fixed to the inner peripheral surface 31 of the mother die 30 so as to form island regions 21 where 2 to 15 superabrasive grains 20 are concentrated.
  • the island region 21 is formed along the island region array line 22 shown in FIG.
  • the electroformed layer 16 is formed by electroplating. Thereby, since all the superabrasive grains 20 are temporarily fixed on the inner peripheral surface 31 of the matrix 30, the tip heights of the respective superabrasive grains 20 can be aligned with high accuracy.
  • the cored bar 12 is inserted into the inner peripheral surface 31 side of the mother die 30, and a melted low melting point metal is poured between the cored bar 12 and the electroformed layer 16. By cooling, the space between the metal core 12 and the electroformed layer 16 is fixed by the bonding layer 14.
  • the mother die 30 is removed, the core metal 12 is finished, and the rotary dresser 10 is formed. Thereafter, the rotary dresser 10 is completed by polishing the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16 to expose the tips of the superabrasive grains 20, as shown in FIG.
  • the core metal 12 that can rotate around the rotation axis A, the electroformed layer 16 on the outer peripheral side of the core metal 12, and the plurality of superabrasive grains 20 fixed to the outer peripheral surface of the electroformed layer 16 are provided.
  • a plurality of island regions 21 in which a plurality of superabrasive grains 20 are gathered are provided on the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16 at intervals.
  • one super abrasive grain is rotated when the rotary dresser is rotated, compared with the case where the super abrasive grains are uniformly dispersed and fixed to the outer peripheral surface. Since the time and distance until the next superabrasive grain contacts the grindstone after the grindstone contacts the grindstone, the sharpness can be improved.
  • the island regions 21 are arranged in a plurality of rows inclined with respect to the rotation direction of the rotary dresser. For this reason, the time from when the superabrasive grains 20 in the island region 21 belonging to one row come into contact with the grindstone until the superabrasive grains 20 in the island region 21 belonging to the next row come into contact with the grindstone when the core metal 12 rotates. Since the distance d becomes longer, the sharpness can be improved.
  • the island region 21 can be formed using a plurality of inexpensive small superabrasive grains 20. Further, since 15 or less superabrasive grains 20 are gathered in the island region 21, it is possible to prevent an excessive increase in the resistance during dressing of the grindstone 20 due to too many superabrasive grains 20 in the island region 21. it can.
  • the total area of the island region 21 is 30% or more of the total area of the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16, the superabrasive grains 20 belonging to the island region 21 come into contact with the grindstone before the next island region 21. Since the time and distance d until the superabrasive grains 20 belonging to the grindstone come into contact with each other become longer, the sharpness can be improved. Further, since the total area of the island region 21 is 80% or less of the total area of the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16, it is possible to prevent the area of the island region 21 from being too large and the resistance from becoming excessively large during dressing of the grindstone. be able to.
  • the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16 has undulations such as a recess 11 that matches the desired shape of the grindstone to be dressed.
  • the grinding stone is dressed with such a rotary dresser 10 so that the grinding stone is dressed in a desired shape with high accuracy. It can be performed.
  • the island regions 21 are arranged in a staggered manner. For this reason, the superabrasive grains 20 in the island region 21 easily act on the grindstone at various locations on the outer peripheral surface 17, and dressing can be performed with high accuracy.
  • each of the plurality of rows in the island region 21 has a length that crosses a part of the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16. That is, the rows of island regions 21 are intermittently arranged. Therefore, the superabrasive grains 20 in the island regions 21 belonging to the respective rows act on the grindstone at various locations on the outer peripheral surface 17 and can perform dressing with high accuracy.
  • the island regions 21 are arranged in a V shape.
  • the island regions 21 are arranged in a circular or elliptical shape.
  • island regions 21 are arranged in a diamond shape.
  • the island regions 21 are arranged in a cross shape.
  • the area of each of the island regions 21 ′ and 21 ′′ and the number of superabrasive grains 20 are changed between the island region 21 ′ and the island region 21 ′′.
  • the island areas 21 ′ and 21 ′′ have the same area in the island areas 21 ′ and 21 ′′, but the number of superabrasive grains 20 is changed. Has been. In this way, by changing the area of the island regions 21 to 21 ′′ and the number of superabrasive grains 20, the action on the grindstone can be selectively changed appropriately in each part of the outer peripheral surface 17 of the electroformed layer 16.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
  • the description has been made centering on the aspect in which the superabrasive grains 20 are fixed to the electroformed layer 16 by electroforming.
  • the superabrasive grains 20 are temporarily fixed in an island shape on the inner peripheral surface of the mother die 30 in the same manner as in the above-described embodiment, and then the resin, metal powder, etc. are poured and sintered.
  • the present invention can also be applied to a sintered rotary dresser to which the abrasive grains 20 are fixed.
  • a rotary dresser according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 6 was manufactured.
  • a rotary dresser having a diameter of 100 mm and an outer peripheral width of 30 mm was manufactured.
  • a rotary dresser having a diameter of 100 mm and an outer peripheral surface width of 30 mm similar to that of the example and having superabrasive grains uniformly fixed on the outer peripheral surface was prepared.
  • Vitrified CBN wheels having a diameter of 200 mm and an outer peripheral surface width of 7 mm were prepared as grinding wheels to be dressed by the rotary dressers of the examples and comparative examples, respectively.
  • the dressing method was a wet plunge dress, and the rotary dresser and vitrified CBN wheel were down dresses with the outer peripheral surfaces rotating in the same direction.
  • the feeding speed of the dresser was 200 ⁇ m / min, and the peripheral speed of the rotary dresser was 503 m / min.
  • the peripheral speed of the vitrified CBN wheel was set to the following three (1) to (3).
  • the normal dress resistance at this time was measured with a piezoelectric dynamometer (manufactured by Nippon Kistler Co., Ltd.).
  • the work material was ground by vitrified CBN wheels dressed by the rotary dressers of the examples and comparative examples, respectively.
  • the grinding method was wet creep feed grinding.
  • the peripheral speed of the vitrified CBN wheel was 2000 m / min.
  • the feed rate of the work material was 50 mm / min.
  • the cut amount was 0.5 mm.
  • SKH-51 Japanese Industrial Standard
  • HRC quenching / tempering hardness
  • the normal dress resistance of the rotary dresser of the example is lower than that of the comparative example and the sharpness is improved at any peripheral speed ratio between the rotary dresser and the vitrified CBN wheel.
  • the normal grinding resistance of the vitrified CBN wheel dressed by the rotary dresser of the embodiment is smaller than that of the comparative example, and the sharpness of the vitrified CBN wheel dressed by the rotary dresser is also improved.

Abstract

　ロータリドレッサは、芯金と電鋳層と電鋳層の外周面に固着された超砥粒とを備え、複数の超砥粒が集合した島領域が外周面に間隔をおいて複数設けられる。複数の超砥粒が集合した島領域が間隔をおいて複数設けられるため、安価な小さな超砥粒で高価な大きな超砥粒を低密度で固着した場合と同様のドレッシング精度が得られ、一個の超砥粒の接触面積は小さくでき良好な切れ味が得られる。また同じ粒径の超砥粒を用いた場合において、外周面の面積に対して同じ砥粒数でも、超砥粒が外周面に一様に分散している場合に比べ、ロータリドレッサの回転時に一個の島領域の超砥粒と次の島領域の超砥粒との間隔を広げ、砥粒のない領域を広くでき、切れ味を向上できる。

Description

ロータリドレッサ及びその製造方法
　本発明の一実施形態は、回転することにより、ＷＡ砥石、ＧＣ砥石等の研削砥石あるいは超砥粒砥石の状態を整えるドレッシングに用いられるロータリドレッサ及びその製造方法に関する。
　ロータリドレッサは、外周面にダイヤモンド砥粒を埋め込み固定した回転式のドレッサである。ロータリドレッサを回転させながらＷＡ砥石、ＧＣ砥石等の研削砥石や超砥粒砥石に押し当てることにより、これらの砥石にドレッサの形状を転写させながらドレッシングするためのものである。ロータリドレッサはドレッシング時間を大幅に短縮でき、ドレッシング精度の再現性が高く、高度な自動化が容易であり、研削コストを低減できるので、広く使用されるようになっている。
　電鋳ロータリドレッサは、ダイヤモンド砥粒を電気メッキ法により金属で固着したものである。電鋳ロータリドレッサは、精密に仕上げた母型の形状をそのまま表面に反転できるので、精細な形状のものを高精度に製作できる。電鋳ロータリドレッサは、ダイヤモンド砥粒を母型内周面に充填し、電気メッキによりダイヤモンド砥粒の一層分を母型内周面に仮固定したのち余剰のダイヤモンド砥粒を除去し、さらに電気メッキにより電鋳してダイヤモンド砥粒を固着する。そのため、ダイヤモンド砥粒は一層分が密に充填し、集中度が非常に高くなる。これにより砥粒間隔は狭くなり、研削砥石への切り込みがかかりにくく、砥石表面の砥粒が切れ刃の少ない平らな状態となり、結果として研削抵抗が高くなるという問題があった。
　そこで、ロータリドレッサのダイヤモンド砥粒の集中度を調整し、性能を向上するために、これまでにいくつかの方法が試みられている。特許文献１には、母型の壁面に接着剤を塗布し、ダイヤモンド砥粒の粒径よりもいくらか大きな網目を有するネットを母型に貼付し、このネットの網目にダイヤモンド砥粒を散布してその粒径相互間に適当な空隙を有する間隔でダイヤモンド砥粒を格子状に配列固定する技術が開示されている。この技術では、網目に入り込んだダイヤモンド砥粒のみが接着剤で接着保持され、その他のダイヤモンド砥粒は接着されないようにするものである。これにより、網目の１つにつき１個のダイヤモンド砥粒が規則的にかつ所望の分布密度で配列される。
特開昭５６－１６３８７９号公報
　しかしながら、上記の技術では砥粒間隔が網目の線径程度しか広がらず、その結果、砥石への切り込み時、砥石との接触部分では同時に接触しているダイヤモンド砥粒の数が多くなり、切れ味の向上があまり望めない。また、同時に接触するダイヤモンド砥粒の数を減らすためには大きなダイヤモンド砥粒を使用し、更に砥粒間隔を広げることが考えられるが、そもそも大きなダイヤモンド砥粒は高価であるため、コスト高を招く。また、大きなダイヤモンド砥粒では一個の砥粒の接触面積が大きくなるため良好な切れ味が得られない。
　本発明の一実施形態は上記課題に鑑みてなされたものであり、切れ味が良好で、かつ精度良くドレッシングすることが可能なロータリドレッサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態は、回転軸周りに回転可能な芯金と、芯金の外周側のボンド層と、ボンド層の外周面に固着された複数の超砥粒とを備え、複数の超砥粒が集合した島領域がボンド層の外周面に間隔をおいて複数設けられたことを特徴とするロータリドレッサである。
　この構成によれば、複数の超砥粒が集合した島領域がボンド層の外周面に間隔をおいて複数設けられている。このため、安価な小さな超砥粒を用いたとしても高価な大きな超砥粒を低密度で固着した場合と同様のドレッシング精度が得られ、且つ一個の超砥粒の接触面積は小さくできるので、良好な切れ味が得られる。また、同じ粒径の超砥粒を用いた場合において、外周面の面積に対して同じ砥粒数であっても、超砥粒が外周面に一様に分散して固着されている場合に比べて、ロータリドレッサの回転時に一個の島領域に属する超砥粒と次の島領域に属する超砥粒との間隔を広げることにより、砥粒のない領域を広くでき、切れ味を向上させることができる。
　また、島領域は、ロータリドレッサの回転方向に対して傾斜した複数の列をなして配置されていることができる。
　この構成によれば、島領域は、ロータリドレッサの回転方向に対して傾斜した複数の列をなして配置されている。このため、ロータリドレッサの回転時に一つの列に属する島領域の超砥粒が砥石に接触してから次の列に属する島領域の超砥粒が砥石に接触するまでの時間や距離が長くなり、切れ味を向上させることができる。
　この場合、島領域の複数の列それぞれは、断続的に配置されていることができる。
　この構成によれば、島領域の複数の列それぞれは、断続的に配置されている。そのため、それぞれの列に属する島領域の超砥粒が外周面の様々な箇所で砥石に作用し易くなり、精度よくドレッシングを行うことができる。
　また、島領域は、回転方向と直交する方向に千鳥状に配置されていることができる。
　この構成によれば、島領域は、回転方向と直交する方向に千鳥状に配置されている。このため、島領域の超砥粒が外周面の様々な箇所で砥石に作用し易くなり、精度よくドレッシングを行うことができる。
　また、島領域には２～１５個の超砥粒が集合していることができる。
　この構成によれば、島領域には２個以上の超砥粒が集合しているため、安価な小さな超砥粒を複数用いて島領域を形成することができる。また島領域には１５個以下の超砥粒が集合しているため、島領域の超砥粒が多過ぎて砥石のドレッシング時に抵抗が大きくなり過ぎることを防止することができる。
　また、島領域の全面積は、ボンド層の外周面の全面積の３０～８０％であることができる。
　この構成によれば、島領域の全面積はボンド層の外周面の全面積の３０％以上であるため、島領域に属する超砥粒が砥石に接触してから次の島領域に属する超砥粒が砥石に接触するまでの時間や距離が長くなるため、切れ味を向上させることができる。また島領域の全面積はボンド層の外周面の全面積の８０％以下であるため、島領域の面積が大き過ぎ、砥石のドレッシング時に抵抗が上昇することを防止することができる。
　また、ボンド層の外周面は、ドレッシングを行う砥石の所望の形状に合わせた起伏を有することができる。
　この構成によれば、ボンド層の外周面は、ドレッシングを行う砥石の所望の形状に合わせた起伏を有する。本発明の一実施形態ではボンド層の外周面を所望の形状とすることが容易であるため、このようなロータリドレッサにより砥石のドレッシングを行うことにより、砥石を高精度で所望の形状にドレッシングすることができる。
　また、本発明の一実施形態は、母型の内周面に複数の超砥粒が集合した島領域が間隔をおいて複数設けられるように超砥粒を母型の内周面に１層分仮固着し、仮固着した超砥粒を電鋳又は焼結のいずれかにより母型の内周面に固着させることにより超砥粒層を形成し、母型の超砥粒層が形成された内周面の側に芯金を挿入し、超砥粒層と芯金との間を接合した後に母型を除去するロータリドレッサの製造方法である。
　この構成によれば、超砥粒の粒径や形状にばらつきがある場合でも超砥粒の先端高さを高精度に揃えることができるため、精度よくドレッシングを行うことができるロータリドレッサを製造することができる。また、製造されるロータリドレッサは、複数の超砥粒が集合した島領域が間隔をおいて複数設けられるため、切れ味が良好で、かつ精度良くドレッシングを行なうことが可能なものとなる。
　本発明の一実施形態のロータリドレッサ及びその製造方法によれば、切れ味が良好で、かつ精度良くドレッシングを行うことが可能となる。
第１実施形態のロータリドレッサを示す斜視図である。 第１実施形態のロータリドレッサを示す正面図である。 図２の部分Ｂの拡大視である。 第１実施形態のロータリドレッサの周面近傍の縦断面視である。 図４のロータリドレッサの石出し後を示す縦断面視である。 （ａ）～（ｆ）は、第１実施形態のロータリドレッサの製造方法を示す図である。 第２実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第３実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第４実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第５実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第６実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第７実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第８実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 第９実施形態の超砥粒の配置を示す図である。 実施例及び比較例の法線ドレス抵抗を示す表である。 実施例及び比較例の法線ドレス抵抗を示すグラフである。 実施例及び比較例の法線研削抵抗を示す表である。 実施例及び比較例の法線研削抵抗を示すグラフである。
　図面を参照して、本発明の実施形態に係るロータリドレッサの一例について説明する。図１及び図２に示すように本発明の第１実施形態のロータリドレッサ１０は、芯金１２、接合層１４及び電鋳層１６を備え、電鋳層の外周面にはダイヤモンド、ＣＢＮ等の複数の超砥粒２０が固着されている。本実施形態のロータリドレッサ１０は、回転方向Ｒに回転させられることにより、超砥粒２０がＷＡ砥石、ＧＣ砥石等の研削砥石や超砥粒砥石を所望の形状にドレッシングする。
　芯金１２は、回転軸Ａを軸とする回転体であり、既存の動力工具の回転軸に固定され、回転軸Ａ周りに回転可能とされている。接合層１４は、低融点金属からなる層であり、後述するように芯金１２と電鋳層１６とを接合する。電鋳層１６は、後述するようにＮｉ等の金属が電気メッキにより形成されている層である。電鋳層１６の外周面には複数の超砥粒２０が固着されている。また、電鋳層１６の外周面には、ドレッシングを行う砥石の所望の形状に合わせた凹部１１等の起伏が設けられている。
　図２のＢ部の拡大視である図３に示すように、電鋳層１６の外周面には、２～１５個の超砥粒２０が集合した島領域２１が間隔をおいて複数設けられている。島領域２１は、回転方向Ｒに対して傾斜した複数の島領域配列線２２に沿った列をなしている。島領域配列線２２同士の間には所定の距離ｄの間隔が設けられている。複数の島領域２１それぞれを合計した面積は、電鋳層１６の外周面の３０～８０％とされている。
　図４の電鋳層１６の外周面近傍の断面視に示すように、本実施形態のロータリドレッサ１０は、芯金１２の外周側に接合層１４及び電鋳層１６が順次積層されて構成されている。図４は、後述する母型を外した直後の様子を示す。この状態では、全ての超砥粒２０は、超砥粒２０それぞれの回転軸Ａ（芯金１２、接合層１４）から最も遠方に位置する部位が電鋳層１６の外周面１７に接するように固定されている。本実施形態のロータリドレッサ１０により砥石のドレッシングを行う際には、電鋳層１６の外周面１７はわずかに研磨がなされ、図５に示すように、超砥粒２０の先端が電鋳層１６の外周面１７から突出した状態となる。
　以下、本実施形態のロータリドレッサ１０の製造方法について説明する。図６（ａ）に示すような導電性の母型３０を用意する。母型３０は内周面３１を有する。図６（ｂ）に示すように内周面３１を総形加工し、製造するロータリドレッサ１０の凹部１１の形状に対応した凸部３２を形成する。
　図６（ｃ）に示すように、超砥粒２０を２～１５個ずつ集中させた島領域２１が形成されるように超砥粒２０を母型３０の内周面３１に仮固着する。この場合、島領域２１は図３に示す島領域配列線２２に沿うように形成される。
　図６（ｄ）に示すように、電気メッキにより電鋳層１６を形成する。これにより、超砥粒２０は全て母型３０の内周面３１上に仮固着されていたため、それぞれの超砥粒２０の先端高さを高精度に揃えることができる。
　図６（ｅ）に示すように、芯金１２が母型３０の内周面３１側に挿入され、芯金１２と電鋳層１６との間に低融点金属が溶融したものが流し込まれて冷却することにより、芯金１２と電鋳層１６との間が接合層１４により固定される。図６（ｆ）に示すように、母型３０が除去され、芯金１２を仕上げて、ロータリドレッサ１０が形成される。その後、図５に示すように電鋳層１６の外周面１７を研磨して超砥粒２０の先端を露出させることにより、ロータリドレッサ１０が完成する。
　本実施形態では、回転軸Ａ周りに回転可能な芯金１２と、芯金１２の外周側の電鋳層１６と、電鋳層１６の外周面に固着された複数の超砥粒２０とを備え、複数の超砥粒２０が集合した島領域２１が電鋳層１６の外周面１７に間隔をおいて複数設けられている。このため、安価な小さな超砥粒を用いたとしても高価な大きな超砥粒を低密度で固着した場合と同様のドレッシング精度が得られ、且つ一個の超砥粒の接触面積は小さくできるので、良好な切れ味が得られる。また、外周面の面積に対して同じ砥粒数であっても、超砥粒が外周面に一様に分散して固着されている場合に比べて、ロータリドレッサの回転時に一個の超砥粒が砥石に接触してから次の超砥粒が砥石に接触するまでの時間や距離が長くなるため、切れ味を向上させることができる。
　また、島領域２１は、ロータリドレッサの回転方向に対して傾斜した複数の列をなして配置されている。このため、芯金１２の回転時に一つの列に属する島領域２１の超砥粒２０が砥石に接触してから次の列に属する島領域２１の超砥粒２０が砥石に接触するまでの時間や距離ｄが長くなるため、切れ味を向上させることができる。
　また、島領域２１には２個以上の超砥粒２０が集合しているため、安価な小さな超砥粒２０を複数用いて島領域２１を形成することができる。また、島領域２１には１５個以下の超砥粒２０が集合しているため、島領域２１の超砥粒２０が多過ぎて砥石２０のドレッシング時に抵抗が大きくなり過ぎることを防止することができる。
　また、島領域２１の全面積は電鋳層１６の外周面１７の全面積の３０％以上であるため、島領域２１に属する超砥粒２０が砥石に接触してから次の島領域２１に属する超砥粒２０が砥石に接触するまでの時間や距離ｄが長くなるため、切れ味を向上させることができる。また、島領域２１の全面積は電鋳層１６の外周面１７の全面積の８０％以下であるため、島領域２１の面積が大き過ぎて砥石のドレッシング時に抵抗が大きくなり過ぎることを防止することができる。
　また、電鋳層１６の外周面１７は、ドレッシングを行う砥石の所望の形状に合わせた凹部１１等の起伏を有する。本実施形態では電鋳層１６の外周面１７を所望の形状とすることが容易であるため、このようなロータリドレッサ１０により砥石のドレッシングを行うことにより、砥石を高精度で所望の形状にドレッシングを行うことができる。
　以下、本発明の他の実施形態について説明する。図７に示す本発明の第２実施形態では、島領域２１は、千鳥状に配置されている。このため、島領域２１の超砥粒２０が外周面１７の様々な箇所で砥石に作用し易くなり、精度よくドレッシングを行うことができる。
　また、図８に示す本発明の第３実施形態では、島領域２１の複数の列それぞれは、電鋳層１６の外周面１７の一部を横切る長さである。すなわち、島領域２１の列は断続的に配置されている。そのため、それぞれの列に属する島領域２１の超砥粒２０が外周面１７の様々な箇所で砥石に作用し、精度よくドレッシングを行うことができる。
　また、図９に示す本発明の第４実施形態では、島領域２１がＶ字状をなして配置されている。図１０に示す本発明の第５実施形態では、島領域２１が円形あるいは楕円形をなして配置されている。図１１に示す本発明の第６実施形態では、島領域２１が菱形に配置されている。図１２に示す本発明の第７実施形態では、島領域２１が十字型に配置されている。このように島領域２１の配置を変えることで、砥石への作用を適宜変更することができる。
　また、図１３に示す本発明の第８実施形態では、島領域２１’と島領域２１”とで島領域２１’，２１”それぞれの面積と超砥粒２０の数が変更されている。また、図１４に示す本発明の第９実施形態では、島領域２１’と島領域２１”とで島領域２１’，２１”それぞれの面積は同じであるが、超砥粒２０の数が変更されている。このように島領域２１～２１”の面積や超砥粒２０の数を変更することにより、電鋳層１６の外周面１７の各部位において選択的に砥石に対する作用を適宜変更することができる。
　本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。例えば、上記実施形態では、電鋳層１６に電鋳により超砥粒２０を固着した態様を中心に説明した。しかし、本発明のロータリドレッサは、上記実施形態と同様に母型３０の内周面に超砥粒２０を島状に仮固定した後に、樹脂、金属粉等を流し込んで焼結させることによって超砥粒２０を固着した焼結ロータリドレッサにも適用可能である。
　以下、本発明の実施例について説明する。図１～６に示す本発明の第１実施形態のロータリドレッサを製造した。ロータリドレッサは、直径１００ｍｍ、外周面の幅３０ｍｍのものを製造した。また、比較例として、実施例と同様の直径１００ｍｍ、外周面の幅３０ｍｍのロータリドレッサであって、外周面に一様に超砥粒が固着されたロータリドレッサを用意した。
　実施例及び比較例それぞれのロータリドレッサによりドレッシングされる研削ホイールとして、直径２００ｍｍ、外周面の幅７ｍｍのビトリファイドＣＢＮホイールをそれぞれ用意した。ドレス方式は湿式プランジドレスとし、ロータリドレッサ及びビトリファイドＣＢＮホイールの外周面が同じ方向に回転するダウンドレスとした。ドレッサの送り速度は２００μｍ／ｍｉｎであり、ロータリドレッサの周速は５０３ｍ／ｍｉｎとした。ビトリファイドＣＢＮホイールの周速は、以下の（１）～（３）の３通りにした。このときの法線ドレス抵抗を圧電型動力計（日本キスラー株式会社製）にて測定した。
（１）２０００ｍ／ｍｉｎ，周速比（ロータリドレッサの周速／ビトリファイドＣＢＮホイールの周速）＝０．２５
（２）１０００ｍ／ｍｉｎ，周速比（ロータリドレッサの周速／ビトリファイドＣＢＮホイールの周速）＝０．５
（３）６６７ｍ／ｍｉｎ，周速比（ロータリドレッサの周速／ビトリファイドＣＢＮホイールの周速）＝０．７５
　また、実施例及び比較例それぞれのロータリドレッサによりドレッシングされたビトリファイドＣＢＮホイールにより被削材の研削をそれぞれ行った。研削方式は湿式クリープフィード研削とした。ビトリファイドＣＢＮホイールの周速は２０００ｍ／ｍｉｎとした。被削材の送り速度は、５０ｍｍ／ｍｉｎとした。切り込み量は０．５ｍｍとした。被削材としては、高速度工具鋼であるＳＫＨ－５１（日本工業規格）であって、ＨＲＣ（焼入焼戻し硬度）が６０の物を用意した。このときの法線研削抵抗を圧電型動力計（日本キスラー株式会社製）にて測定した。
　図１５及び図１６に示すように、ロータリドレッサとビトリファイドＣＢＮホイールとのいずれの周速比においても、実施例のロータリドレッサの法線ドレス抵抗は比較例よりも減少し、切れ味が向上していることが判る。また、図１７及び図１８に示すように、実施例のロータリドレッサによりドレッシングされたビトリファイドＣＢＮホイールの法線研削抵抗は比較例より減少し、ロータリドレッサによりドレッシングされたビトリファイドＣＢＮホイールの切れ味も向上していることが判る。
　本発明の一実施形態のロータリドレッサ及びその製造方法によれば、切れ味が良好で、かつ精度良くドレッシングを行うことが可能となる。
１０　ロータリドレッサ
１１　凹部
１２　芯金
１４　接合層
１６　電鋳層
１７　外周面
１８　仮想周面
２０　超砥粒
２１，２１’，２１”　島領域
２２　島領域配列線
３０　母型
３１　内周面
３２　凸部
Ａ　回転軸
Ｒ　回転方向
ｄ　距離
 

Claims (8)

  1. 　回転軸周りに回転可能な芯金と、
    　前記芯金の外周側のボンド層と、
    　前記ボンド層の外周面に固着された複数の超砥粒と、
    を備え、
    　複数の前記超砥粒が集合した島領域が前記ボンド層の前記外周面に間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする、ロータリドレッサ。
  2. 　前記島領域は、前記ロータリドレッサの回転方向に対して傾斜した複数の列をなして配置されている、請求項１に記載のロータリドレッサ。
  3. 　前記島領域の複数の列それぞれは、断続的に配置されている、請求項２に記載のロータリドレッサ。
  4. 　前記島領域は、回転方向と直交する方向に千鳥状に配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のロータリドレッサ。
  5. 　前記島領域には２～１５個の前記超砥粒が集合している、請求項１～４のいずれか１項に記載のロータリドレッサ。
  6. 　前記島領域の全面積は、前記ボンド層の前記外周面の全面積の３０～８０％である、請求項１～５のいずれか１項に記載のロータリドレッサ。
  7. 　前記ボンド層の前記外周面は、ドレッシングを行う前記砥石の所望の形状に合わせた起伏を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載のロータリドレッサ。
  8. 　母型の内周面に複数の超砥粒が集合した島領域が間隔をおいて複数設けられるように前記超砥粒を前記母型の前記内周面に１層分仮固着し、仮固着した前記超砥粒を電鋳又は焼結のいずれかにより前記母型の前記内周面に固着させることにより超砥粒層を形成し、前記母型の前記超砥粒層が形成された前記内周面の側に芯金を挿入し、前記超砥粒層と前記芯金との間を接合した後に前記母型を除去するロータリドレッサの製造方法。
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