(57)【要約】【課題】砥粒層における砥粒埋め込み量の不均一化を抑えることができる回転工具及び工具の製造方法を提供する。【解決手段】リーマ１は、台金３上に砥粒がろう付けで固着されてなる超砥粒層５を備えている。台金３上には、超砥粒層５を分断するろう材不在部１５が、回転軸線Ａに直交する方向に連なるように形成されている。このリーマ１の製造においては、台金３上に砥粒とろう材とが付着された砥粒付着部１７と、この砥粒付着部１７を分断するろう材不在部１５とを形成し、回転軸線Ａを鉛直に立てて配置した状態で、加熱して超砥粒層５を形成させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金上に砥粒がろう付けで固着されてなる砥粒層を備えた回転工具において、
前記台金上には、前記砥粒層を分断するろう材不在部が、回転軸線に略直交する方向に連なるように形成されていることを特徴とする回転工具。
【請求項２】
台金上に砥粒がろう付けで固着されてなる砥粒層を備えた工具の製造方法において、
前記台金上に前記砥粒とろう材とを付着させて砥粒付着部を形成すると共に、当該砥粒付着部を分断するろう材不在部を形成するろう材付着工程と、
前記砥粒と前記ろう材とが付着した前記台金を、前記ろう材不在部が連なる方向を鉛直方向に交差させるような姿勢で配置し、前記砥粒付着部を加熱して前記砥粒層を形成させる加熱工程と、を備えたことを特徴とする工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台金上にろう付けで砥粒層が形成される回転工具、及び工具の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の工具において砥粒を台金上に固着する方法として、従来から、ろう付け法や電着法といった方法が知られている。このうち、ろう付け法は、電着法に比較して、（１）砥粒を均一に分散させやすい、（２）チップポケットを設けることが可能であり、砥粒の突き出し量が大きいので、目詰まりが生じにくく、工具の切れ味もよい、（３）砥粒の結合力が高いので、砥粒が脱落し難く工具寿命が長い、（４）砥粒の配列が可能であるため砥粒密度の調整が容易である、といったような特長があるため、砥粒の固着方法として広く利用されている。従来、このようなろう付け法を用いたものとして、下記特許文献１に記載の工具が知られている。この工具の製造工程では、台金の外周面に砥粒とろう材とを保持させた後、台金を加熱することでろう材を融解させ、砥粒を台金に固着させている。
【特許文献１】特開２００４−６６４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような砥粒層の形成にあっては、ろう付け工程において、融解した台金上のろう材が重力の影響で下方に垂れるので、完成した砥粒層におけるろう付け状態が上下位置によって異なってしまう。この場合、特に、砥粒層のろう材膜厚に偏差が生じるので、砥粒層の上下で砥粒の埋め込み量に不均一が生じてしまい、工具性能が低下してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明は、砥粒層における砥粒埋め込み量の不均一化を抑えることができる回転工具及び工具の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の回転工具は、台金上に砥粒がろう付けで固着されてなる砥粒層を備えた回転工具において、台金上には、砥粒層を分断するろう材不在部が、回転軸線に略直交する方向に連なるように形成されていることを特徴とする。
【０００６】
この回転工具を製造する際、砥粒層を形成するためのろう付け工程では、砥粒とろう材とが台金上に付着された状態で台金が加熱され、ろう材が融解し冷却されることで、砥粒が台金に固着される。このろう付け工程においては、砥粒層におけるろう材膜厚を回転の円周方向について均一化するために、回転軸線方向を鉛直方向に一致させる姿勢で回転工具を配置し、融解したろう材への重力の影響を回転軸線の円周方向について均一化することができる。そして、上記の姿勢に配置した場合、台金上の砥粒とろう材とが付着された砥粒付着部は、ろう材不在部によって上下に分断され、上下幅が小さくなった個々の部位に分けられていることになる。従って、上記ろう付け工程で、ろう材の垂れに起因して発生するろう材膜厚の偏差も、上下幅が小さくなった砥粒付着部の個々の部位ごとに比較的小さく発生することになる。その結果、完成した砥粒層全体として、ろう材膜厚の回転軸線方向についての不均一化を小さく抑えることができ、砥粒層における砥粒埋め込み量の不均一化を抑えることができる。
【０００７】
また、本発明の工具の製造方法は、台金上に砥粒がろう付けで固着されてなる砥粒層を備えた工具の製造方法において、台金上に砥粒とろう材とを付着させて砥粒付着部を形成すると共に、当該砥粒付着部を分断するろう材不在部を形成するろう材付着工程と、砥粒とろう材とが付着した台金を、ろう材不在部が連なる方向を鉛直方向に交差させるような姿勢で配置し、砥粒付着部を加熱して砥粒層を形成させる加熱工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この工具の製造方法では、ろう材付着工程において、砥粒とろう材とが台金上に付着され、加熱工程において、所定の姿勢に配置された台金が加熱されてろう材が融解し冷却されることで、砥粒が台金に固着される。この加熱工程においては、ろう材付着工程で設けられたろう材不在部によって、砥粒付着部が上下に分断されることになり、上下幅が小さくなった個々の部位に分けられる。従って、上記ろう付け工程においてろう材の垂れに起因して発生するろう材膜厚の偏差も、上下幅が小さくなった砥粒付着部の個々の部位ごとに比較的小さく発生することになる。その結果、完成した砥粒層の全体として、ろう材膜厚の回転軸線方向についての不均一化を小さく抑えることができ、砥粒層における砥粒埋め込み量の不均一化を抑えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回転工具及び工具の製造方法によれば、砥粒層における砥粒埋め込み量の不均一化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る回転工具及び工具の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すリーマ１は、ＮＣボール盤等の工作機械に取り付けられて用いられる回転工具である。このリーマ１は、丸棒状に細長く延びる台金３と、この台金３の先端に形成された超砥粒層５とを備えている。超砥粒層５は、ダイヤモンド又はＣＢＮといった超砥粒が、ろう付け法により台金３表面上に固着されることで形成されている。台金３の基端側は、リーマ１のシャンク７を構成しており、リーマ１は、シャンク７が工作機械のチャックに保持された状態で、回転軸線Ａを中心にして回転する。シャンク７から先端側に延びた円柱状のボデー９には、上記超砥粒層５を横切りながら延びる４本のねじれ溝１３が形成されている。なお、ねじれ溝１３の内壁面には、超砥粒はろう付けされていない。
【００１２】
また、上記超砥粒層５は、帯状をなす４つのろう材不在部１５によって、回転軸線Ａ方向に５つに分断されている。このろう材不在部１５は、台金３表面上にろう付け層が形成されていない部分であり、超砥粒がろう付けされていない部分である。各ろう材不在部１５は、回転軸線Ａに直交する面内で円周方向に全周に延び、ボデー９の外周面上に無端で円環帯状に形成されている。なお、このリーマ１の全長は１２０ｍｍであり、先端から５０ｍｍの長さで設けられた砥粒層５は、１ｍｍ幅の帯状のろう材不在部１５によって９ｍｍ幅（一部は１０ｍｍ幅）の部位に分断されている。また、超砥粒は、粒径約０．４ｍｍ程度のものが用いられている。
【００１３】
次に、このようなリーマ１の製造方法について説明する。図３に示すように、まず、４本のねじれ溝１３が既に形成された台金３を準備する（Ｓ１０２）。そして、この台金３のねじれ溝１３の内壁面、及びろう材不在部１５に対応する帯状の領域にマスク材を付着させてマスキングを施す（Ｓ１０４）。次に、台金３表面先端の砥粒層５を形成させる領域に、超砥粒とろう材とを付着させる（Ｓ１０６：ろう材付着工程）。ろう材の付着の方法としては、予め箔状に加工されたろう材を台金３表面に貼り付けてもよい。次に、上記マスク材を台金３から除去すると、ねじれ溝１３に付着された超砥粒及びろう材が除去されると共に、超砥粒及びろう材が除去されたろう材不在部１５が形成される。また、このとき、台金３の先端表面上には、ねじれ溝１３及びろう材不在部１５によって分断された砥粒付着部１７が現れる。（Ｓ１０８：ろう材付着工程）。
【００１４】
次に、この台金３を、シャンク７側を下にして鉛直に立てた状態でろう付け炉に導入する。この場合、台金３は、回転軸線Ａを鉛直方向に一致させた姿勢で炉内に設置され、砥粒付着部１７は、水平方向に延在するろう材不在部１５によって、上下方向に分断されていることになる。なお、炉に導入する際の台金３の姿勢は、上記とは逆に、シャンク７側を上にしてもよい。その後、台金３に形成された砥粒付着部１７を台金３ごと加熱する処理を行うことにより、超砥粒がろう材に埋め込まれた状態で台金３の表面に強く固着され、超砥粒層５が完成する（Ｓ１１０：加熱工程）。
【００１５】
ここで、従来であれば、図４（ａ）に示すように、上記加熱工程において、加熱融解したろう材が重力によって垂れ、冷却後にも砥粒層の下部にろう材が偏るので、ろう材膜厚の偏差ｓ１をもつ不均一な超砥粒層１０５が完成してしまう場合がある。このような問題は、リーマ１のように細長い超砥粒層５を有する工具の場合には、特に顕著である。ところが、上述した製造方法によれば、図４（ｂ）に示すように、砥粒付着部１７が、ろう材が付着されていないろう材不在部１５によって上下方向に分断され、上下幅が小さくなった個々の部位に分けられていることになる。従って、上記加熱工程で、ろう材の垂れに起因して発生するろう材膜厚の偏差ｓ２も、上下幅が小さくなった砥粒付着部１７の個々の部位ごとに比較的小さく発生し、偏差ｓ２は、上記の偏差ｓ１よりも小さくなる。このため、完成した超砥粒層５全体として、ろう材膜厚の偏差は比較的小さく抑えられる。その結果、完成したリーマ１においては、超砥粒層５のろう材膜厚の回転軸線方向Ａについての不均一化が小さく抑えられ、超砥粒層５における超砥粒埋め込み量の不均一化を抑えることができる。そして、超砥粒埋め込み量の不均一化が抑えられることによって、リーマ１の工具性能の安定化が図られる。
【００１６】
また、上述した製造方法によれば、加熱工程において回転軸線方向Ａを鉛直方向に一致させる姿勢でリーマ１を配置しているので、融解したろう材への重力の影響が円周方向について均一化され、超砥粒層５におけるろう材膜厚は、回転の円周方向についても均一化されている。また、リーマ１を上記の姿勢に配置することにより、加熱工程における台金３の撓みも防止できる。
【００１７】
上述のリーマ１において、ろう材不在部１５は、回転軸線Ａに直交する面内で円周方向に全周に延びる無端の円環帯状をなしているので、形状がシンプルであり、上述のマスキングによる形成が容易である点で好ましい。なお、このようなろう材不在部１５及び超砥粒層５の形状については、様々な変更が可能である。例えば、上述のリーマ１のろう材不在部１５は、回転軸線Ａに直交する面内で延びているが、ろう材不在部は、回転軸線Ａに直交する面に対して０〜４５°程度傾いて延びていてもよい。
【００１８】
また、例えば、図５（ａ）に示す回転工具３１に設けられたろう材不在部３５のように、回転軸線Ａに直交する方向に延びて超砥粒層５を分断すれば、ろう材不在部は無端状でなくてもよい。また、例えば、図５（ｂ）に示すように、回転軸線Ａに平行な直溝４３がボデーに設けられた回転工具４１において、超砥粒層５を回転軸線Ａ方向に分断する無端帯状のろう材不在部４５を設けてもよい。また、例えば、図５（ｃ）に示すように、ボデーに溝を有さない回転工具５１において、超砥粒層５を回転軸線Ａ方向に分断する帯状のろう材不在部５５を設けてもよい。また、図５（ｄ）に示す回転工具６１ように、回転工具３１におけるねじれ溝１３を直溝４３に変更してもよい。
【００１９】
また、図６（ａ），（ｂ）に示す回転工具７１、８１のように、ろう材不在部７５は、帯状ではなく、ドット状に設けられた超砥粒層５の余白部として構成されてもよい。以上説明したような回転工具についても、リーマ１と同様の製造方法で製造が可能であり、リーマ１と同様の作用効果を奏することができる。なお、リーマ１、及び回転工具３１〜８１において、互いに同一又は同等な構成については、図面に同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２０】
また、上記の丸棒形状のリーマ１のように、回転軸線方向Ａに長い超砥粒層５を持つ回転工具は、超砥粒層５におけるろう材膜厚の偏差が大きくなりやすいので、本発明が特に好適に適用されるが、本発明は、例えば、円盤状の超砥粒ホイール等の他の回転工具にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の回転工具の一実施形態であるリーマを示す側面図である。
【図２】図１のII-II線に沿うリーマの断面図である。
【図３】図１のリーマの製造方法を示すフロー図である。
【図４】（ａ）は、加熱工程における従来のリーマのろう材膜厚の偏差を示す断面図であり、（ｂ）は、加熱工程における図１のリーマのろう材膜厚の偏差を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の回転工具の変形例について超砥粒層付近を拡大して示す側面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、本発明の回転工具の変形例について超砥粒層付近を拡大して示す側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…リーマ（回転工具）、３…台金、５…超砥粒層、１５，３５，４５，５５，７５…ろう材不在部、１７…砥粒付着部、Ａ…回転軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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