(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタレス研削において研削砥石と調整車との間にある被加工物を支持するブレードであって、ブレード頂面をダイヤモンド砥粒またはＣＢＮ砥粒のいずれかまたは両方を含む硬質砥粒層で形成し、砥粒含有率が異なる複数のチップをブレード頂面の長手方向に順次配設して硬質砥粒層の砥粒含有率を段階的に変化させて、この硬質砥粒層内の砥粒の含有率を、ブレード頂面の被加工物の出口側よりも入口側を大きくしたセンタレス研削用ブレード。
【請求項２】
隣接するチップの継ぎ目線がブレード頂面の長手方向に対して３０〜７０度傾斜するように配設した請求項１記載のセンタレス研削用ブレード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、丸棒状や円筒状の被加工物をセンタレス研削する際に使用されるセンタレス研削用ブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小径の丸棒やパイプなどの外周研削に適した研削加工としてセンタレス研削がある。このセンタレス研削は図３に示すように、被加工物Ｗを研削する研削砥石２０と、被加工物Ｗを挟持するかたちで研削砥石２０と向き合い被加工物Ｗに制動力を付与する調整車２１と、研削砥石２０と調整車２１の間に設置され被加工物Ｗを支持するブレード２２を備えたセンタレス研削盤による研削加工であり、図中矢印で示すように研削砥石２０と調整車２１を同方向に回転させ、被加工物Ｗを反対方向に回転させて、研削砥石２０で被加工物Ｗの外周を研削するものである。
【０００３】
このセンタレス研削において、調整車２１が研削砥石２０に対してその軸線が傾斜して配置されていることから、被加工物Ｗがブレード２２の頂面２２ａ上を摺動しながら矢印Ａ方向に進行する。このとき、摩耗などによりブレード２２の頂面２２ａに生じる傷によって被加工物Ｗに螺旋状の傷が発生することがあり、このような傷の発生を防止するための改善が種々試みられている。
【０００４】
ブレードの頂面には、被加工物、研削砥石からの脱落砥粒、あるいは切削屑などに対する耐摩耗性が要求されるので、ブレードの材質としては、鋳鉄、硬質鋼、超硬合金などの硬質材料が用いられることが多く、また、頂面をダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒を用いた砥粒層、各種セラミックスなどで形成したものも使用されている。
【０００５】
たとえば特開昭５４−１３７７９６号公報には、ダイヤモンドまたはＣＢＮ砥粒を金属ボンドにより固着した砥石層と砥粒を含まない金属層とを一体的に固着したメタルボンドセグメント砥石を鋼台金上に接着したブレードが記載されている。このブレードにより耐摩耗性、耐久性が著しく向上するとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際のセンタレス研削におけるブレード頂面の摩耗は、頂面全体に一様ではなく部位によって摩耗の程度が異なる。とくに、ブレード頂面の長手方向にみた場合、被加工物の入口側が出口側よりも摩耗の程度が大きい。したがって、入口側の摩耗が寿命限界に達すると他の部分が使用可能であっても寿命となってしまう。また、ブレード頂面に偏摩耗が生じると研削時に被加工物が振動し、加工精度不良や研削砥石の偏摩耗の原因となる。研削砥石の偏摩耗が生じると砥石の寿命が低下し、ドレッシングの回数が増加するなど、作業効率が低下することになる。したがって、ブレード頂面の偏摩耗を防止することが非常に重要となる。
【０００７】
本発明が解決すべき課題は、センタレス研削において、ブレードの製作コストの上昇を抑えたうえで頂面の摩耗、とくに偏摩耗を低減することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のセンタレス研削用ブレードは、センタレス研削において研削砥石と調整車との間にある被加工物を支持するブレードであって、ブレード頂面をダイヤモンド砥粒またはＣＢＮ砥粒のいずれかまたは両方を含む硬質砥粒層で形成し、この硬質砥粒層内の砥粒の含有率を、ブレード頂面の被加工物の出口側よりも入口側を大きくしたことを特徴とする。
【０００９】
前述したようにブレード頂面の摩耗は、被加工物の入口側が出口側よりも大きいので、入口側の砥粒含有率を出口側よりも大きくすることによって、入口側の偏摩耗を防止することができる。この場合、出口側から入口側に向けての砥粒含有率の増加割合は、段階的に変化させてもよく、また直線的あるいは曲線的に変化させてもよい。ブレード本体の材質はとくに限定されるものではなく、通常使用されている鉄、超硬合金、あるいはこれらを組み合わせたものを用いることができる。
【００１０】
硬質砥粒層の砥粒含有率を段階的に変化させる場合、砥粒含有率が異なる複数のチップをブレード頂面の長手方向に順次配設して硬質砥粒層を形成することができる。この場合、チップの継ぎ目において砥粒含有率が急変するのを抑制するために、隣接するチップの継ぎ目線がブレード頂面の長手方向に対して３０〜７０度傾斜するように配設するのが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態を示すブレードの斜視図、図２はブレード頂面の硬質砥粒層のチップ配設を示す平面図である。
【００１２】
本実施形態のブレード１０は、本体１の先端に硬質砥粒層２を形成して頂面としたものである。本体１は鋼（ＪＩＳ  Ｇ４０５１  Ｓ４５Ｃ）製で、長さ３２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍである。硬質砥粒層２は幅６ｍｍで、上面が本体１の厚さ方向に傾斜した２ａ〜２ｈの８個のチップをブレードの長手方向に配設したもので、隣接するチップの継ぎ目線Ｔがブレード頂面の長手方向に対して６０度傾斜するように各チップ２ａ〜２ｈの形状を定め、且つチップ２ｈからチップ２ａの順に砥粒含有率を高くしている。
【００１３】
具体的には、各チップ２ａ〜２ｈはダイヤモンド砥粒と結合材としての金属成分からなる硬質砥粒層であり、チップ２ｂ〜２ｇの平面形状は夾角（傾斜角）θが６０度の平行四辺形（菱形）であり、チップ２ａと２ｈの平面形状は６０度の斜辺を有する台形である。
【００１４】
チップごとのダイヤモンド砥粒の含有率は、チップ２ａと２ｂは砥粒集中度２００，チップ２ｃと２ｄは砥粒集中度１８０，チップ２ｅと２ｆは砥粒集中度１６０，チップ２ｇと２ｈは砥粒集中度１４０としている。このようにブレード頂面の長手方向に砥粒集中度を変えたことにより、図２の矢印Ａ方向に被加工物が進行するときの入口側が出口側に比して耐摩耗性が大きくなるので、入口側の偏摩耗が防止される。
【００１５】
ブレード頂面の偏摩耗が防止されることにより、研削加工時の被加工物の振動が少なくなって加工精度が向上するとともに、研削砥石の偏摩耗が抑制されて砥石寿命が向上し、ドレッシング回数も減少して作業能率が向上する。また、ブレード頂面の被加工物入口側のほかの部位について砥粒集中度を低くすることにより、高価なダイヤモンド砥粒の使用量を削減することができる。
【００１６】
なお、上記の実施形態は本発明のブレードの一例を示すものであり、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、ブレードの全体形状、硬質砥粒層のチップの形状、個数などは適宜変更することができる。
【００１７】
〔試験例〕
図１に示した本発明の実施形態のブレード（発明品１）、硬質砥粒層の各チップの継ぎ目線に傾斜を設けていない点以外は発明品１と同じ形状材質のブレード（発明品２）、全体形状は発明品２と同じで硬質砥粒層の各チップの砥粒含有率を一定としたブレード（比較品）および全体形状は発明品２と同じで超硬合金製のチップで頂面を形成したブレード（従来品）を用いて、丸棒の研削加工試験を行った。研削条件を下記に、試験結果を表１に示す。
【００１８】
0003568438.tif 000002
【００１９】
【表１】
0003568438.tif 000003
【００２０】
表１からわかるように、寿命の点だけからみると比較品のブレードの寿命が最も長い。しかし、比較品のブレードは硬質砥粒層全体の砥粒集中度を高くしたもので、被加工物の入口側の偏摩耗により、他の部位はまだ使用可能であるにもかかわらず寿命となったものである。また頂面の偏摩耗が加工精度にも影響している。発明品１のブレードは、被加工物の入口側の硬質砥粒層の砥粒集中度は比較品のブレードと同じであるのでブレードの寿命もほぼ同程度であり、他の部位の砥粒集中度は低くなっているので頂面の偏摩耗がなく、これにより被加工物の振動が少なくなり、良好な加工精度が得られた。また、入口側以外では砥粒集中度を低くしているので、比較品に比べて砥粒使用量が少なく、より低いコストで同等の寿命が達成できた。発明品２も発明品１と同様に偏摩耗がないので、良好な加工精度が得られたが、各チップの継ぎ目部分における砥粒層硬度の違いから継ぎ目部分に微小な段差が生じて被加工物と干渉し、これにより継ぎ目部分に欠けが生じてブレードの寿命が若干短くなった。従来品は頂面が超硬合金製であるので、ダイヤモンド砥粒を用いた硬質砥粒層で頂面を形成した発明品１，２および比較品に比してブレードの寿命は短い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によって以下の効果を奏することができる。
【００２２】
（１）センタレスブレードのブレード頂面をダイヤモンド砥粒またはＣＢＮ砥粒のいずれかまたは両方を含む硬質砥粒層で形成し、この硬質砥粒層内の砥粒の含有率を、ブレード頂面の被加工物の出口側よりも入口側を大きくすることにより、被加工物の入口側の偏摩耗を防止することができる。
【００２３】
（２）砥粒含有率が異なる複数のチップをブレード頂面の長手方向に順次配設することにより、製造上の困難さを伴うことなく、硬質砥粒層の砥粒含有率を段階的に変化させることができる。
【００２４】
（３）砥粒含有率が異なるチップどうしの継ぎ目線がブレード頂面の長手方向に対して３０〜７０度傾斜するように配設することにより、チップの継ぎ目において砥粒含有率が急変するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブレードの斜視図である。
【図２】図１のブレードの正面図である。
【図３】センタレス研削加工を示す説明図である。
【符号の説明】
１  本体
２  硬質砥粒層
２ａ〜２ｈ  チップ
１０  ブレード
２０  研削砥石
２１  調整車
２２  ブレード
２２ａ  頂面
Ｔ  継ぎ目線
θ  夾角（傾斜角）
Ｗ  被加工物
【図１】
0003568438.tif 000004
【図２】
0003568438.tif 000005
【図３】
0003568438.tif 000006