WO2018225280A1 - 総型ロータリードレッサー及びドレッシング方法 - Google Patents

総型ロータリードレッサー及びドレッシング方法 Download PDF

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WO2018225280A1
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diamond abrasive
grindstone
rotary dresser
octahedral
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Inventor
勧 中野
真司 柳沢
貞雄 榊原
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日本精工株式会社
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/10—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with cooling provisions, e.g. with radial slots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/14—Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D2203/00—Tool surfaces formed with a pattern

Definitions

  • the present invention relates to a total type rotary dresser and a dressing method.
  • a diamond dresser is generally used for dressing a CBN grindstone.
  • the dressing frequency is increased from the viewpoint of high-precision continuous production, and the dressing time is also required to be shortened in order to shorten the tact time.
  • the diamond dresser has become a problem that it has a short life and causes an increase in cost. Therefore, a technique for improving the wear resistance and extending the life of the diamond dresser has been developed.
  • Patent Document 1 discloses a rotary diamond dresser in which one crystal face of an octahedral diamond abrasive grain is implanted so as to be substantially parallel to the outer periphery of the dresser with the main purpose of improving the wear resistance of the diamond dresser.
  • Patent Document 2 discloses a rotary diamond dresser in which any one of the ridge lines of octahedral diamond abrasive grains is implanted so as to be exposed substantially parallel to the relative rotational speed vector of the grindstone.
  • Patent Document 3 discloses a rotary diamond dresser in which spiral concave grooves are embedded and diamond abrasive grains are arranged at a density of 150 pieces / cm 2 or more on the surface excluding the grooves.
  • This invention is made
  • the objective is to provide the total type
  • the slit region is provided in a plurality inclined with respect to the rotation axis,
  • a total rotary dresser in which a plurality of octahedral diamond abrasive grains are arranged with one of the octahedrons parallel to the outer peripheral surface along an edge on the downstream side in the rotation direction of the slit region.
  • a plurality of slit regions in which diamond abrasive grains are not disposed are provided to be inclined with respect to the rotation axis, and one of a plurality of octa diamond abrasive particles is provided along an edge on the downstream side in the rotation direction of the slit region.
  • the surface is arranged in parallel with the outer peripheral surface in contact with the grindstone.
  • the grindstone is dressed with the hardest diamond crystal surface of the octadiamond abrasive grains. Therefore, the wear resistance of the general rotary dresser can be improved, and the coolant supplied to the slit region can promote the discharge of the dropped abrasive grains and maintain the sharpness of the general rotary dresser over a long period of time.
  • the octahedral diamond abrasive grains are arranged at substantially equal intervals along the edge, In the pair of slit regions adjacent to each other in the rotation direction, the row of octahedral diamond abrasive grains in one slit region and the row of octahedral diamond abrasive grains in the other slit region are the octahedral diamond abrasives.
  • the total type rotary dresser according to (1) wherein the grains are arranged so as to be displaced from each other in the direction of the rotation axis. According to this total type rotary dresser, the entire surface of the grindstone can be dressed with high shape transfer accuracy by a small number of octahedral diamond abrasive grains.
  • the diamond abrasive grains include the octahedral diamond abrasive grains and diamond abrasive grains having a shape different from the octahedral diamond abrasive grains (1) to (4).
  • Total rotary dresser According to this total type rotary dresser, since octahedral diamond abrasive grains are provided only at a specific portion, it is possible to reduce the man-hours and material costs of the dresser while maintaining desired processing accuracy.
  • It has a region where diamond abrasive grains are dispersed and arranged on an outer peripheral surface in contact with the grindstone, and a slit region where the diamond abrasive particles are not arranged, and the slit region is inclined with respect to the rotation axis.
  • the wear resistance of the total rotary dresser can be improved and the abrasive that has fallen off due to the coolant supplied to the slit. Grain discharge is promoted, and the sharpness of the total rotary dresser can be maintained over a long period of time.
  • the dressing method according to (6) wherein the diamond abrasive grains include the octahedral diamond abrasive grains and diamond abrasive grains having a shape different from the octahedral diamond abrasive grains.
  • the running cost of the dresser can be reduced while maintaining the processing accuracy by using the total type rotary dresser provided with the octahedral diamond abrasive grains only in a specific portion.
  • the total rotary dresser can have both excellent wear resistance and excellent sharpness and a long life.
  • FIG. 5 is a schematic VV line cross-sectional view of the grindstone and the rotary dresser shown in FIG. 1 (B). It is a typical perspective view which shows an example of a total type rotary dresser.
  • FIG. 1A is a schematic partial configuration diagram showing a processing position of the grinding apparatus 100
  • FIG. 1B is a schematic partial configuration diagram showing a dressing position of the grinding apparatus 100.
  • the grinding apparatus 100 includes a chuck 11, a grindstone 19, a quill 13 that moves and rotationally drives the grindstone 19, and a total rotary dresser 15 that dresses the grindstone 19.
  • the grinding wheel 19 is used to grind the outer ring raceway surface of the ball bearing.
  • the chuck 11 is provided with a ball bearing outer ring 17 which is a workpiece, and rotationally drives the ball bearing outer ring 17 at a processing position shown in FIG.
  • the quill 13 pivotally supports a grindstone 19 for grooving so that the grindstone 19 can be rotationally driven, and the grindstone 19 can be moved to the above-described machining position and the dressing position by the general rotary dresser 15 shown in FIG. Composed.
  • the total type rotary dresser 15 is pivotally supported at a position where the rotation axis Ax is parallel to the rotation axis of the grindstone 19 and can contact the grinding surface 19a of the grindstone 19.
  • the support shaft 20 of the total rotary dresser 15 is rotationally driven through a pulley 23 by a drive belt 21 connected to a drive source (not shown).
  • the total type rotary dresser 15 may be configured to be rotationally driven by various driving methods such as a method directly driven by a motor or a method driven via a gear.
  • the grindstone 19 arranged at the processing position shown in FIG. 1A is rotated by the drive of the quill 13 and is given a radial cut D1 toward the ball bearing outer ring 17, and the raceway surface 17 a of the ball bearing outer ring 17. Grind. Thereby, the outer peripheral surface shape of the grindstone 19 is transferred to the raceway surface 17a. After the grinding, the grindstone 19 is retracted in the radial direction, and the processed ball bearing outer ring 17 is removed from the chuck 11. Further, the next ball bearing outer ring is attached to the chuck 11, and the raceway surface is ground again.
  • the grindstone 19 is moved in the direction of the arrow D2 to the dressing position by the total rotary dresser 15 by driving the quill 13, as shown in FIG. Then, the grindstone 19 is moved in the radial direction toward the total rotary dresser 15. Then, the outer peripheral surface of the grindstone 19 comes into contact with the outer peripheral surface of the total rotary dresser 15, and the grindstone 19 is dressed while rotating with each other.
  • the rotation direction of the general-purpose rotary dresser 15 and the grindstone 19 may be the same direction, or may be opposite directions. Further, the rotational speeds of the overall rotary dresser 15 and the grindstone 19 are appropriately selected according to conditions.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the total type rotary dresser 15.
  • the total rotary dresser 15 includes a support shaft 20 and a sintered metal portion 25 made of WC (tungsten carbide).
  • the sintered metal part 25 is provided on the outer periphery of the cored bar 20 a of the support shaft 20, and a groove part 29 having a curvature radius R is formed over the entire circumference at the center in the axial direction of the large diameter part 27.
  • a large number of abrasive grains made of diamond are implanted on the surface of at least the groove 29 of the sintered metal portion 25, that is, on the outer peripheral surface in contact with the grindstone 19 (see FIG. 1) in the total type rotary dresser 15.
  • the abrasive grains are embedded in the outer surface of the sintered metal portion 25 before the sintered metal portion 25 is sintered, and are integrated by sintering.
  • the shape of an abrasive grain is prepared by machining the surface of the sintered metal part 25 after sintering as needed.
  • FIG. 3 is a schematic plan development view of the groove 29 of the sintered metal part 25 in which abrasive grains are arranged. Note that the arrangement pitch and the arrangement direction of the abrasive grains shown in FIG. 3 are examples, and the total rotary dresser 15 of this configuration is not limited to this arrangement pattern.
  • the abrasive grains include a large number of general diamond abrasive grains 31 and octahedral diamond abrasive grains 33 (octahedron diamond, hereinafter referred to as octa diamond abrasive grains) having an octahedral structure.
  • octa diamond abrasive grains octahedron diamond, hereinafter referred to as octa diamond abrasive grains having an octahedral structure.
  • the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 will be described separately. That is, it is assumed that the diamond abrasive grains 31 do not include the octa diamond abrasive grains 33.
  • the diamond abrasive grains 31 are diamond grains that are widely used in general, such as synthetic diamonds used for diamond tools and metal-coated synthetic diamonds.
  • the octa diamond abrasive grains 33 are octahedral diamonds different from the general diamond abrasive grains 31 as shown in FIG.
  • the octa diamond abrasive grains 33 are diamonds having eight equilateral triangular surfaces 37 which are the hardest diamond crystal planes to be the (111) plane.
  • the direction parallel to the ridgeline 39 in the octahedron is the hardest direction.
  • the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 are dispersed and arranged on the outer peripheral surface of the sintered metal portion 25.
  • the diamond abrasive grains 31 In the abrasive grain arrangement pattern shown in FIG. In the region where the diamond abrasive grains 31 are arranged, the diamond abrasive grains 31 have a pitch P1 in the direction of the rotation axis Ax on the inclined line La (1) inclined at an angle ⁇ with respect to the rotation axis Ax of the total rotary dresser 15. Are arranged at substantially equal intervals.
  • the array of the diamond abrasive grains 31 along the inclined line La (1) is provided in the same manner in a plurality of rows with an interval ta in the rotation direction. That is, a plurality of diamond abrasive grains 31 are arranged at equal intervals along each of the inclined lines La (1) to La (n) [n is an integer].
  • Each inclined line La (1) to La (n) has a spiral shape in which a plurality of spirals are arranged side by side on the plan development view of the outer peripheral surface of the sintered metal portion 25 shown in FIG.
  • the diamond abrasive grains 31 of the inclined lines adjacent to each other in the rotational direction are arranged with the pitch P1 in the rotational axis direction shifted from each other (as an example in the illustrated example, (Indicated as a deviation of 1/2 of the pitch P1)
  • positioning of the diamond abrasive grain 31 at the time of dressing can be made shorter than the pitch P1 for 1 row. Therefore, the accuracy of shape transfer can be improved, and the grindstone after transfer can be ground with a stable curved surface.
  • a slit region SL in which the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 are not arranged is arranged on the outer peripheral surface of the total rotary dresser 15 along the rotation direction in parallel with the inclined lines La (1) to La (n). Are provided at multiple locations.
  • the slit region SL is provided with a predetermined slit width in the rotation direction.
  • the slit region SL may be constituted by an outer peripheral surface in which the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 are not simply arranged, or may be constituted by a groove having a predetermined width and depth.
  • the plurality of octa diamond abrasive grains 33 are provided along the downstream edge of each slit region SL in the rotation direction.
  • the respective octa diamond abrasive grains 33 are arranged at substantially equal intervals with a pitch P2 that is substantially the same as the pitch P1 of the diamond abrasive grains 31 described above with respect to the rotation axis Ax direction.
  • the octadiamond abrasive grains 33 are arranged such that one of the eight faces of the octahedron is parallel to the outer peripheral surface serving as a contact surface with the grindstone 19.
  • the octadiamond abrasive grains 33 that are adjacent to each other in the rotational direction across the inclined lines La (1) to La (n) are arranged so as to be shifted from each other in the rotational axis Ax direction (in the illustrated example, the pitch P2 is an example). Shown as 1 ⁇ 2 deviation).
  • the row Lb of octa diamond abrasive grains 33 is provided with an interval tb in the rotational direction between the inclined line La (1) that is a row of diamond abrasive grains 31 arranged downstream in the rotational direction of the row Lb. It is done.
  • the interval tb may be substantially equal to or different from each interval ta of the inclined lines La (1) to La (n) described above.
  • the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 are discretely arranged at intervals in the abrasive grain arrangement area excluding the slit area SL on the outer peripheral surface of the total type rotary dresser 15.
  • the amount of deviation of the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 in the direction of the rotation axis for each inclined line is individually set according to the material and shape of the grinding stone to be dressed.
  • the angle ⁇ in the spiral direction is determined mainly according to the target machinability of the dresser. That is, various parameters such as the intervals ta, tb, pitches P1, P2, and angle ⁇ are used to determine the probability (number of times of contact) that the diamond abrasive grains 31 and the octadiamond abrasive grains 33 are in contact with the grindstone surface during dressing. Are set to be substantially the same. Furthermore, it is set in consideration of machinability and cost.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line VV of the grindstone 19 and the total rotary dresser 15 shown in FIG.
  • the slit region SL, the octa diamond abrasive grains 33, and the diamond abrasive grains 31 are arranged in this order along the counter-rotating direction on the outer peripheral surface that contacts the grindstone 19 of the total rotary dresser 15. Accordingly, in the total rotary dresser 15, the slit region SL, the octa diamond abrasive grains 33, and the diamond abrasive grains 31 are in contact with the grindstone 19 in this order.
  • the above relationship is the same at any position in the rotation axis direction.
  • FIG. 6 is a schematic external view showing an example of the total type rotary dresser having the above configuration.
  • the total rotary dresser 15 has an abrasive grain arrangement region in which a large number of diamond abrasive grains 31 and octa diamond abrasive grains 33 are dispersed and a slit area SL in which the abrasive grains 31 and 33 are not arranged.
  • Octa diamond abrasive grains 33 are disposed at the downstream edge of the slit region SL in the rotation direction.
  • Normal diamond abrasive grains 31 are arranged in areas other than the arrangement area of the octa diamond abrasive grains 33 in the abrasive grain arrangement area.
  • the octadiamond abrasive grains 33 have the hardest equilateral triangular surface 37 (see FIG. 4) parallel to the outer peripheral surface of the general rotary dresser 15 so that the rotational direction of the general rotary dresser 15 is less likely to wear. It is arranged. Moreover, you may arrange
  • the slit region SL on the upstream side in the rotation direction of the octa diamond abrasive grains 33, the supply of coolant to the dressing point can be promoted.
  • the octa diamond abrasive grains 33 can be brought into contact with the grindstone.
  • the octa diamond abrasive grains 33 can dress a grindstone without being affected by unnecessary substances such as falling abrasive grains.
  • the diamond abrasive grains 31 come into contact with the grindstone for dressing. Therefore, it is possible to realize an ideal dressing process in which the grindstone surface is first roughly crushed by the octa diamond abrasive grains 33 and then the grindstone surface is precisely finished by the diamond abrasive grains 31.
  • the dressing resistance can be reduced and the dressing accuracy can be improved.
  • wear resistance can be improved by using the diamond abrasive grains 31 and the octa diamond abrasive grains 33 in combination.
  • the sharpness due to the combined use of each abrasive grain is avoided by providing the slit region SL.
  • the octa diamond abrasive grain 33 is arrange
  • a new grindstone having a diameter of 27.0 mm was prepared, and this grindstone was dressed and adjusted to an excessive size. After grinding the workpiece, 20 dressings (40 ⁇ m in diameter per dressing) were applied by 1 ⁇ m, and when the diameter of the grindstone was too small, the life of the grindstone was defined. Note that the dress spark-out (dress S.O), which is the holding time in the state where the cutting operation is completed, was set to 0.5 sec.
  • the number of workpieces produced after dressing was 400 for skip 1, 300 for skip 2, 200 for skip 3, and 150 for skip 4.
  • the number of workpieces produced until the total type rotary dresser reaches the end of its life was 445,000 on average in the test results of five times.
  • the total value of the rotary rotary dresser of the conventional product was 289 thousand in 9 tests, and it was confirmed that the life of the rotary rotary dresser of the present invention was about 1.5 times longer. .

Abstract

総型ロータリードレッサーは、砥石と接触する外周面が、ダイヤモンド砥粒が分散して配置された領域と、ダイヤモンド砥粒が配置されないスリット領域とを有する。スリット領域は、回転軸に対して傾斜して複数設けられる。スリット領域の回転方向下流側のエッジに沿って、複数の８面体ダイヤモンド砥粒が、８面体のいずれか１面を外周面と平行にして配置されている。

Description

総型ロータリードレッサー及びドレッシング方法
　本発明は、総型ロータリードレッサー及びドレッシング方法に関する。
　ＣＢＮ砥石のドレッシングには、一般にダイヤモンドドレッサーが使用されている。近年の精密量産研削の分野では、高精度連続生産の観点からドレス頻度が増加する上に、タクトタイムの短縮のためドレッシング時間も短縮化が求められる。その結果、ダイヤモンドドレッサーは、寿命が短く、コストアップの要因となることが問題視されるようになった。そこで、ダイヤモンドドレッサーの耐摩耗性を向上させ、寿命を延ばす技術が開発されている。例えば、特許文献１には、ダイヤモンドドレッサーの耐摩耗性の向上を主目的として、８面体ダイヤモンド砥粒の一つの結晶面をドレッサーの外周に略平行に露呈するように植設したロータリーダイヤモンドドレッサーが開示されている。また、特許文献２には、８面体ダイヤモンド砥粒の稜線のいずれかが、砥石の相対回転速度ベクトルと略平行に露出するよう植設されたロータリーダイヤモンドドレッサーが開示されている。更に、特許文献３には、螺旋状の凹溝を埋設し、溝を除く表面に１５０個／ｃｍ２以上の密度でダイヤモンド砥粒を配置したロータリーダイヤモンドドレッサーが開示されている。
日本国特公昭５９－３４５号公報 日本国特公昭５９－１５５５号公報 日本国特公昭５３－１１１１２号公報
　しかしながら、一般にロータリードレッサーの耐摩耗性を向上させると、ドレッサーの切れ味が低下する問題が生じる。そのため、特許文献１、２のロータリーダイヤモンドドレッサーにおいては、耐摩耗性の向上が認められても、切れ味については更なる改善が必要であった。また、特許文献３の構成では、過酷な条件下において十分な切れ味が得られない場合があり、特に８面体ダイヤモンド砥粒については一切記載も示唆もなく、８面体ダイヤモンド砥粒と凹溝等との配置関係について、何ら資するものではない。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた耐摩耗性と優れた切れ味とを両立でき、長寿命となる総型ロータリードレッサー及びドレッシング方法を提供することにある。
　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　砥石と接触する外周面に、ダイヤモンド砥粒が分散して配置された領域と、前記ダイヤモンド砥粒が配置されないスリット領域とを有し、
　前記スリット領域は、回転軸に対して傾斜して複数設けられ、
　前記スリット領域の回転方向下流側のエッジに沿って、複数の８面体ダイヤモンド砥粒が、８面体のいずれか１面を前記外周面と平行にして配置された総型ロータリードレッサー。
　この総型ロータリードレッサーによれば、ダイヤモンド砥粒が配置されないスリット領域を回転軸に対して傾斜させて複数設けると共に、スリット領域の回転方向下流側のエッジに沿って複数のオクタダイヤモンド砥粒の１面が、砥石と接触する外周面と平行に配置される。これにより、オクタダイヤモンド砥粒の最も硬いダイヤモンド結晶面で砥石がドレッシングされる。そのため、総型ロータリードレッサーの耐摩耗性の向上が図れると共に、スリット領域に供給されるクーラントにより、脱落した砥粒の排出を促進して総型ロータリードレッサーの切れ味を長期間に亘って維持できる。
（２）　前記８面体ダイヤモンド砥粒は、前記エッジに沿って略等間隔で配置され、
　回転方向に隣り合う一対の前記スリット領域において、一方の前記スリット領域の前記８面体ダイヤモンド砥粒の列と、他方の前記スリット領域の前記８面体ダイヤモンド砥粒の列とは、前記８面体ダイヤモンド砥粒が互いに前記回転軸方向にずれて配置されている（１）に記載の総型ロータリードレッサー。
　この総型ロータリードレッサーによれば、少ない数の８面体ダイヤモンド砥粒によって、砥石の全面を高い形状転写精度でドレッシングできる。
（３）　前記ダイヤモンド砥粒は、前記外周面にスパイラル状に配列され、互いに略等間隔で配置されている（１）又は（２）の総型ロータリードレッサー。
　この総型ロータリードレッサーによれば、ダイヤモンド砥粒が外周面にスパイラル状に配列されているので、ドレッシング時に砥石に負荷される荷重を低減して、振動の発生を防止できる。
（４）　前記ダイヤモンド砥粒は、前記回転方向の上流側と下流側で、前記回転軸方向に互いにずれて配置されている（１）～（３）のいずれか一つの総型ロータリードレッサー。
　この総型ロータリードレッサーによれば、砥石の全面を高精度にドレッシングできる。
（５）　前記ダイヤモンド砥粒は、前記８面体ダイヤモンド砥粒と、該８面体ダイヤモンド砥粒とは異なる形状のダイヤモンド砥粒とが含まれる（１）～（４）のいずれか一項に記載の総型ロータリードレッサー。
　この総型ロータリードレッサーによれば、特定の部位にのみ８面体ダイヤモンド砥粒を設ける構成であるため、所望の加工精度を維持しつつ、ドレッサーの製造工数や材料コストが抑えられる。
（６）　砥石と接触する外周面に、ダイヤモンド砥粒が分散して配置された領域と、前記ダイヤモンド砥粒が配置されないスリット領域とを有し、前記スリット領域は、回転軸に対して傾斜して複数設けられ、前記スリット領域の回転方向下流側のエッジに沿って、複数の８面体ダイヤモンド砥粒が、８面体のいずれか１面を前記外周面と平行にして配置された総型ロータリードレッサーによって、前記砥石をドレッシングするドレッシング方法。
　このドレッシング方法によれば、８面体ダイヤモンド砥粒の最も硬いダイヤモンド結晶面で砥石をドレッシングするため、総型ロータリードレッサーの耐摩耗性の向上が図れると共に、スリットに供給されるクーラントにより、脱落した砥粒の排出を促進して総型ロータリードレッサーの切れ味を長期間に亘って維持できる。
（７）　前記ダイヤモンド砥粒は、前記８面体ダイヤモンド砥粒と、該８面体ダイヤモンド砥粒とは異なる形状のダイヤモンド砥粒とが含まれる（６）に記載のドレッシング方法。
　このドレッシング方法によれば、特定の部位にのみ８面体ダイヤモンド砥粒を設けた総型ロータリードレッサーを用いることで、加工精度を維持しつつ、ドレッサーのランニングコストを低減できる。
　本発明によれば、総型ロータリードレッサーを、優れた耐摩耗性と優れた切れ味とを両立させ、長寿命にできる。
（Ａ）は研削装置の加工位置を示す概略的な部分構成図、（Ｂ）は研削装置のドレッシング位置を示す概略的な部分構成図である。 総型ロータリードレッサーの一部断面図である。 砥粒が配置された焼結金属部の溝部の模式的な平面展開図である。 ８面体ダイヤモンド砥粒の斜視図である。 図１（Ｂ）に示す砥石とロータリードレッサーの模式的なＶ－Ｖ線断面図である。 総型ロータリードレッサーの一例を示す模式的な斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　本発明の総型ロータリードレッサーは、ここでは玉軸受の軌道輪における軌道面を研削加工する砥石をドレッシングする場合を例に説明するが、この用途に限定されるものではない。なお、以下の説明では「ドレッシング」とは「ツルーイング」を含めた意味とする。
　図１（Ａ）は研削装置１００の加工位置を示す概略的な部分構成図、（Ｂ）は研削装置１００のドレッシング位置を示す概略的な部分構成図である。
　研削装置１００は、チャック１１と、砥石１９と、砥石１９を移動及び回転駆動するクイル１３と、砥石１９をドレッシングする総型ロータリードレッサー１５と、を備える。本構成の研削装置１００においては、砥石１９により玉軸受の外輪軌道面を研削加工する場合を示している。
　チャック１１は、被加工物である玉軸受外輪１７が取り付けられ、玉軸受外輪１７を図１（Ａ）に示す加工位置で回転駆動する。クイル１３は、溝加工用の砥石１９を回転駆動可能に軸支し、この砥石１９を、上記の加工位置と、図１（Ｂ）に示す総型ロータリードレッサー１５によるドレッシング位置とに移動可能に構成される。
　総型ロータリードレッサー１５は、回転軸Ａｘが砥石１９の回転軸線と平行にされ、砥石１９の研削面１９ａに接触可能な位置で軸支される。総型ロータリードレッサー１５の支持軸２０は、図示しない駆動源に接続された駆動ベルト２１によりプーリ２３を介して回転駆動される。この他にも、総型ロータリードレッサー１５は、モータにより直接駆動される方式や、ギアを介して駆動される方式等、種々の駆動方式で回転駆動する構成であってもよい。
　図１（Ａ）に示す加工位置に配置された砥石１９は、クイル１３の駆動によって回転しつつ、玉軸受外輪１７に向かって径方向の切込みＤ１が与えられ、玉軸受外輪１７の軌道面１７ａを研削する。これにより、砥石１９の外周面形状が軌道面１７ａに転写される。研削終了後、砥石１９を径方向に退避させ、チャック１１から加工後の玉軸受外輪１７を取り外す。また、チャック１１に次の玉軸受外輪を取り付けて、再び軌道面の研削を実施する。
　所定回数の研削を実施した後は、図１（Ｂ）に示すように、クイル１３の駆動によって、砥石１９を矢印Ｄ２方向に向けて、総型ロータリードレッサー１５によるドレッシング位置まで移動させる。そして、総型ロータリードレッサー１５に向けて砥石１９を径方向に移動させる。すると、総型ロータリードレッサー１５の外周面に砥石１９の外周面が接触して、互いに回転しながら砥石１９がドレッシングされる。なお、総型ロータリードレッサー１５と砥石１９の回転方向は同方向であってもよく、反対方向であってもよい。また、総型ロータリードレッサー１５と砥石１９の回転速度等は、条件に応じて適宜選定される。
　図２は総型ロータリードレッサー１５の一部断面図である。
　総型ロータリードレッサー１５は、支持軸２０と、ＷＣ（炭化タングステン）からなる焼結金属部２５と、を有する。焼結金属部２５は、支持軸２０の芯金２０ａの外周に設けられ、大径部２７の軸方向中央に曲率半径Ｒの溝部２９が全周にわたって形成される。
　焼結金属部２５の少なくとも溝部２９の表面、つまり、総型ロータリードレッサー１５における砥石１９（図１参照）と接触する外周面には、ダイヤモンドからなる多数の砥粒が植設される。砥粒は、焼結金属部２５の焼結前に焼結金属部２５の外表面に埋め込まれ、焼結によって一体化される。なお、砥粒の形状は、必要に応じて、焼結後に焼結金属部２５の表面を機械加工することで整えられる。
　図３は砥粒が配置された焼結金属部２５の溝部２９の模式的な平面展開図である。なお、図３に示す砥粒の配列ピッチや配列方向は一例であって、本構成の総型ロータリードレッサー１５はこの配置パターンに限らない。
　上記砥粒としては、多数の一般的なダイヤモンド砥粒３１と、８面体構造を有する８面体ダイヤモンド砥粒３３（オクタヘドロンダイヤモンド、以下、オクタダイヤモンド砥粒と呼称する）と、が含まれる。以下、ダイヤモンド砥粒３１とオクタダイヤモンド砥粒３３とを区別して説明する。即ち、ダイヤモンド砥粒３１にはオクタダイヤモンド砥粒３３が含まれないものとする。
　ダイヤモンド砥粒３１は、ダイヤモンド工具等に使用される合成ダイヤモンドや金属被覆合成ダイヤモンド等の、広く一般的に使用されるダイヤモンド砥粒である。
　オクタダイヤモンド砥粒３３は、図４に示すように、上記の一般的なダイヤモンド砥粒３１とは異なる８面体のダイヤモンドである。このオクタダイヤモンド砥粒３３は、（１１１）面となるダイヤモンド結晶面の中でも最も硬い８個の正三角形の面３７を有するダイヤモンドである。８面体の中でもその稜線３９に平行な方向は、最も硬い方向とされている。
　図３に示す砥粒の配置パターンにおいては、焼結金属部２５の外周面上にダイヤモンド砥粒３１及びオクタダイヤモンド砥粒３３が分散して配置される。ダイヤモンド砥粒３１の配置された領域では、ダイヤモンド砥粒３１が、総型ロータリードレッサー１５の回転軸Ａｘに対して角度αで傾斜する傾斜線Ｌａ（１）上で、回転軸Ａｘ方向にピッチＰ１で略等間隔に配列される。
　上記の傾斜線Ｌａ（１）に沿ったダイヤモンド砥粒３１の配列は、回転方向に間隔ｔａを有して複数列が同様にして設けられる。つまり、ダイヤモンド砥粒３１は、傾斜線Ｌａ（１）～Ｌａ（ｎ）［ｎは整数］のそれぞれに沿って、複数個が互いに等間隔で配置される。各傾斜線Ｌａ（１）～Ｌａ（ｎ）は、図３に示す焼結金属部２５の外周面の平面展開図上において、複数条の螺旋が並んで配置されたスパイラル状となっている。各ダイヤモンド砥粒３１をスパイラル状に配列することで、ドレッシング時における砥石１９に負荷される荷重を低減でき、振動防止効果が得られる。
　複数の傾斜線Ｌａ（１）～Ｌａ（ｎ）のうち回転方向に隣り合う傾斜線同士のダイヤモンド砥粒３１は、回転軸方向のピッチＰ１が互いにずれて配置される（図示例では一例として、ピッチＰ１の１／２のずれとして示す）。これにより、ドレッシング時におけるダイヤモンド砥粒３１の実質的な配置のピッチを、一列分のピッチＰ１よりも短くできる。よって、形状転写の精度を向上でき、転写後の砥石は、安定した曲面形状の研削加工が可能になる。
　更に、総型ロータリードレッサー１５の外周面には、ダイヤモンド砥粒３１及びオクタダイヤモンド砥粒３３が配置されないスリット領域ＳＬが、傾斜線Ｌａ（１）～Ｌａ（ｎ）と平行に、回転方向に沿って複数箇所に設けられる。スリット領域ＳＬは、回転方向に所定のスリット幅を有して設けられる。このスリット領域ＳＬは、単にダイヤモンド砥粒３１及びオクタダイヤモンド砥粒３３を配置しない外周面で構成されてもよく、所定の幅及び深さを有する溝で構成されていてもよい。
　複数のオクタダイヤモンド砥粒３３は、各スリット領域ＳＬの回転方向下流側のエッジに沿って設けられる。各オクタダイヤモンド砥粒３３は、回転軸Ａｘ方向に関して、前述したダイヤモンド砥粒３１のピッチＰ１と同程度のピッチＰ２で略等間隔に配置される。また、オクタダイヤモンド砥粒３３は、８面体の８面のうち、いずれかの１面が、砥石１９との接触面となる外周面と平行に配置される。そして、傾斜線Ｌａ（１）～Ｌａ（ｎ）を跨いで回転方向に隣り合うオクタダイヤモンド砥粒３３同士は、回転軸Ａｘ方向に互いにずれて配置される（図示例では一例として、ピッチＰ２の１／２のずれとして示す）。
　オクタダイヤモンド砥粒３３の列Ｌｂは、列Ｌｂの回転方向下流側に配置されるダイヤモンド砥粒３１の列である傾斜線Ｌａ（１）との間に、回転方向の間隔ｔｂを有して設けられる。この間隔ｔｂは、前述の傾斜線Ｌａ（１）～Ｌａ（ｎ）の各間隔ｔａと略等しくてもよく、異なっていてもよい。上記のように、ダイヤモンド砥粒３１とオクタダイヤモンド砥粒３３とは、総型ロータリードレッサー１５外周面の、スリット領域ＳＬを除く砥粒配置領域で、相互に間隔を有して離散配置される。
　ここで、ダイヤモンド砥粒３１及びオクタダイヤモンド砥粒３３の傾斜線毎の回転軸方向に関するずれ量は、ドレッシング対象の砥石の材質や形状によって個々に設定される。また、スパイラル方向の角度αは、主に目標とするドレッサーの切削性に応じて決定される。つまり、間隔ｔａ，ｔｂ、ピッチＰ１，Ｐ２、角度α等の各種パラメータは、ドレッシング時において、ダイヤモンド砥粒３１やオクタダイヤモンド砥粒３３が砥石表面に接触する確率（接触回数）を、回転軸方向に関して略同一となるようにそれぞれ設定される。更に、切削性とコスト等も考慮して設定される。
　図５は図１に示す砥石１９と総型ロータリードレッサー１５の模式的なＶ－Ｖ線断面図である。
　上記したように、総型ロータリードレッサー１５の砥石１９と接触する外周面には、スリット領域ＳＬ、オクタダイヤモンド砥粒３３、ダイヤモンド砥粒３１が反回転方向に沿ってこの順序で配置される。したがって、総型ロータリードレッサー１５は、スリット領域ＳＬ、オクタダイヤモンド砥粒３３、ダイヤモンド砥粒３１が、この順で砥石１９と接触する。上記の関係は、回転軸方向のいずれの位置であっても同じである。
　図６は上記構成の総型ロータリードレッサーの一例を示す模式的な外観図である。総型ロータリードレッサー１５は、多数のダイヤモンド砥粒３１及びオクタダイヤモンド砥粒３３が分散して配置された砥粒配置領域と、各砥粒３１，３３が配置されないスリット領域ＳＬとを有する。スリット領域ＳＬの回転方向下流側のエッジには、オクタダイヤモンド砥粒３３が配置される。砥粒配置領域のオクタダイヤモンド砥粒３３の配置領域以外には、通常のダイヤモンド砥粒３１が配置される。
　オクタダイヤモンド砥粒３３は、総型ロータリードレッサー１５の回転方向が摩耗し難い方向になるように、最も硬い正三角形の面３７（図４参照）を、総型ロータリードレッサー１５の外周面と平行に配置している。また、オクタダイヤモンド砥粒３３の一つの稜線３９を、スリット領域ＳＬと平行に配置してもよい。この配置によれば、オクタダイヤモンド砥粒３３をスリット領域ＳＬに接近させて配置できるので、小径のドレッサーであっても、多くのダイヤモンド砥粒を配置できる。また、オクタダイヤモンド砥粒３３の最も硬いダイヤモンド結晶面により砥石をドレッシングするため、総型ロータリードレッサー１５の耐摩耗性が向上し、寿命が長くなる。
　また、スリット領域ＳＬをオクタダイヤモンド砥粒３３の回転方向上流側に配置することで、ドレッシング点へのクーラントの供給を促進できる。また、これと共に、ドレッシングにより脱落した砥粒をスリット領域ＳＬから排出させた後に、オクタダイヤモンド砥粒３３を砥石に当接させることができる。このため、オクタダイヤモンド砥粒３３は、脱落砥粒等の不要物の影響を受けることなく砥石をドレッシングできる。更にその後、ダイヤモンド砥粒３１が砥石に当接してドレッシングすることになる。よって、まず、オクタダイヤモンド砥粒３３により砥石表面を荒く潰して成形し、次いで、ダイヤモンド砥粒３１により砥石表面を精密に仕上げ成形する、という理想的なドレス工程を実現できる。
　上記の通り、ダイヤモンド砥粒３１とオクタダイヤモンド砥粒３３とをスパイラル配置することで、ドレッシング抵抗を低減させ、且つドレッシング精度を向上できる。また、ダイヤモンド砥粒３１とオクタダイヤモンド砥粒３３とを併用することで耐摩耗性を向上できる。その場合の各砥粒の併用による切れ味の低下を、スリット領域ＳＬを設けることで回避している。そして、総型ロータリードレッサー１５表面の特定の部位（スリット領域ＳＬの回転方向下流側のエッジ）にのみ、オクタダイヤモンド砥粒３３が配置される。これにより、ドレッサー表面における砥粒配置領域の全体にオクタダイヤモンド砥粒３３を配置する場合と比較して、所望の加工精度を維持しつつ、ドレッサーの製造工数や材料コストが抑えられる。また、ドレッシングのランニングコストも低減できる。これにより、耐摩耗性と切れ味とのドレッシング性能を両立でき、振動が少なく、長寿命で且つ高精度なドレッシングが実施できる総型ロータリードレッサーが実現できる。
　本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　ここで、図６に示す総型ロータリードレッサーを用い、また、従来品として、オクタダイヤモンド砥粒やスリット領域ＳＬを有さない一般的なＣＢＮ砥石用のダイヤモンドロータリードレッサーを用い、表１に示す試験条件でロータリードレッサーの寿命試験を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、直径２７．０ｍｍの新しい砥石を用意し、この砥石をドレッシングして過大寸法に調整した。ワークを研削した後、１μｍずつ２０回のドレッシング（１ドレッシング当たり直径で４０μｍ）を施し、砥石の直径が過小寸法になったときを砥石の寿命とした。なお、切込み動作を完了した状態の保持時間であるドレススパークアウト（ドレスＳ．Ｏ）は０．５ｓｅｃとした。
　なお、過大寸法と過小寸法との差（７．２ｍｍ）を４等分（１．８ｍｍ）して、スキップ１（２６．７ｍｍ～２４．９ｍｍ）、スキップ２（２４．９ｍｍ～２３．１ｍｍ）スキップ３（２３．１ｍｍ～２１．３ｍｍ）、及びスキップ４（２１．３ｍｍ～１９．５ｍｍ）を設定した。即ち、１回のドレッシングでドレッサーの直径が４０μｍ小さくなるので、４５回のドレッシングで１つのスキップが終了する（４０μｍ×４５＝１．８ｍｍ）。
　ドレッシング後のワークの生産数は、スキップ１で４００個、スキップ２で３００個、スキップ３で２００個、スキップ４で１５０個とした。
　ここで、ドレッシングされた砥石によりワークを研削すると、ドレッサーが摩耗している場合には砥石が正しく成形されず、ワーク形状（溝形状、溝寸法）が許容範囲から外れる。そこで、生産されたワークのワーク形状を測定し、ドレッシング後でもワーク形状が許容範囲に入らなくなったときを総型ロータリードレッサーの寿命とした。
　上記の試験結果を表２及び表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　本実施形態の総型ロータリードレッサーでは、表２に示すように、総型ロータリードレッサーが寿命に至るまでのワーク生産個数は、５回の試験結果における平均値で４４５千個であった。これに対して、従来品の総型ロータリードレッサーでは、９回の試験における平均値が２８９千個であり、本発明の総型ロータリードレッサーの寿命が約１．５倍長くなることを確認できた。
　本出願は２０１７年６月９日出願の日本国特許出願（特願２０１７－１１４５７０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１５　総型ロータリードレッサー
　１９　砥石
　３１　ダイヤモンド砥粒
　３３　オクタダイヤモンド砥粒（８面体ダイヤモンド砥粒）
　Ａｘ　回転軸
　ＳＬ　スリット領域
　Ｐ１　ダイヤモンド砥粒のピッチ
　Ｐ２　オクタダイヤモンド砥粒のピッチ

Claims (7)

  1. 　砥石と接触する外周面に、ダイヤモンド砥粒が分散して配置された領域と、前記ダイヤモンド砥粒が配置されないスリット領域とを有し、
    　前記スリット領域は、回転軸に対して傾斜して複数設けられ、
    　前記スリット領域の回転方向下流側のエッジに沿って、複数の８面体ダイヤモンド砥粒が、８面体のいずれか１面を前記外周面と平行にして配置された総型ロータリードレッサー。
  2. 　前記８面体ダイヤモンド砥粒は、前記エッジに沿って略等間隔で配置され、
    　回転方向に隣り合う一対の前記スリット領域において、一方の前記スリット領域の前記８面体ダイヤモンド砥粒の列と、他方の前記スリット領域の前記８面体ダイヤモンド砥粒の列とは、前記８面体ダイヤモンド砥粒が互いに前記回転軸方向にずれて配置されている請求項１に記載の総型ロータリードレッサー。
  3. 　前記ダイヤモンド砥粒は、前記外周面にスパイラル状に配列され、互いに略等間隔で配置されている請求項１又は請求項２に記載の総型ロータリードレッサー。
  4. 　前記ダイヤモンド砥粒は、前記回転方向の上流側と下流側で、前記回転軸方向に互いにずれて配置されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の総型ロータリードレッサー。
  5. 　前記ダイヤモンド砥粒は、前記８面体ダイヤモンド砥粒と、該８面体ダイヤモンド砥粒とは異なる形状のダイヤモンド砥粒とが含まれる請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の総型ロータリードレッサー。
  6. 　砥石と接触する外周面に、ダイヤモンド砥粒が分散して配置された領域と、前記ダイヤモンド砥粒が配置されないスリット領域とを有し、前記スリット領域は、回転軸に対して傾斜して複数設けられ、前記スリット領域の回転方向下流側のエッジに沿って、複数の８面体ダイヤモンド砥粒が、８面体のいずれか１面を前記外周面と平行にして配置された総型ロータリードレッサーによって、前記砥石をドレッシングするドレッシング方法。
  7. 　前記ダイヤモンド砥粒は、前記８面体ダイヤモンド砥粒と、該８面体ダイヤモンド砥粒とは異なる形状のダイヤモンド砥粒とが含まれる請求項６に記載のドレッシング方法。
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