(57)【要約】【課題】砥粒の脱落によるスクラッチの発生を防止して、良好な加工面を確保することができる研削砥石を提供する。【解決手段】研削砥石は、円筒状の台金１１の端面に、ダイヤモンド等からなる砥粒１２を固着材により固着して刃先部を形成してなるものである。台金１１は、全体形状が短い筒状をした鋼製の台金であり、台金１１の端面１１ｂには、砥粒１２が整列して固着され、端面１１ｂの略中央部には溝１３が設けられている。溝１３が形成された領域と、端面１１ｂの内周側領域１４と、端面１１ｂの外周側領域１５には、砥粒１２が配列されない砥粒脱落緩衝層１６が設けられている。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の台金の端面に砥粒を固着材により固着して刃先部を構成した研削砥石であって、前記端面の略中央部に溝を設け、前記溝が形成された領域、前記端面の内周側領域、及び前記端面の外周側領域には砥粒が配列されない砥粒脱落緩衝層を設けたことを特徴とする研削砥石。
【請求項２】
前記砥粒脱落緩衝層の幅を、砥粒の固着厚みの１倍以上３倍以下としたことを特徴とする請求項１記載の研削砥石。
【請求項３】
砥粒配列間隔を砥粒粒径の２倍以上３倍以下とし、隣合う砥粒間の固着厚みを砥粒粒径の１／３以上１／２以下としたことを特徴とする請求項１または２記載の研削砥石。
【請求項４】
前記内周側領域の砥粒先端に平坦部を形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の研削砥石。
【請求項５】
前記固着材がろう材であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の研削砥石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミダイキャスト合金や鋳鉄などの機械部品を加工する際に用いられるカップ状の研削砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミダイキャスト合金や鋳鉄などの加工においては、ダイヤモンド工具が多く使用されている。このような加工においては、高い加工能率とスクラッチのない良好な加工面粗さが要求される。
高い加工能率を実現するために作製されたフライス工具の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−７９７７２号公報（段落番号００１０〜００２６）
【０００４】
このフライス工具は、カップ状の台金の端面とその外周部にダイヤモンド砥粒をろう付けして刃先部を構成したフライス工具であって、前記端面の外周部寄りの部分に傾斜部または曲面部を形成し、前記外周部と前記傾斜部または曲面部を粗研削用領域として粗研削に適した条件で砥粒を配設し、前記端面の平坦部を研削用領域として研削に適した条件で砥粒を配設したことを特徴とするものである。
【０００５】
このフライス工具によると、刃先部を粗研削用領域と研削用領域に分け、それぞれに適した条件で砥粒を配設したことにより、一つの工具で粗研削と研削の両方の加工を同時に行うことができるため、加工能率を向上することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のフライス工具を用いて加工する際に、砥粒が脱落すると、脱落した砥粒が引きずられるように被削材の面上を移動し、その結果、大きなスクラッチが発生するという問題を生じる。砥粒の脱落によるスクラッチの発生時期を予測することは難しく、スクラッチの発生を防止するためには、研削砥石を早めに取り替えて砥粒の脱落を防止するしかない。その結果、砥石寿命が短くなり、工具のコストが高くなってしまう。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、砥粒の脱落によるスクラッチの発生を防止して、良好な加工面を確保することができる研削砥石を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の研削砥石は、円筒状の台金の端面に砥粒を固着材により固着して刃先部を構成した研削砥石であって、前記端面の略中央部に溝を設け、前記溝が形成された領域、前記端面の内周側領域、及び前記端面の外周側領域には砥粒が配列されない砥粒脱落緩衝層を設けたことを特徴とする。
【０００８】
端面の略中央部に溝を設けることによって、切粉の長さを短くし切粉排出を高めることができる。
また、前記溝が形成された領域、前記端面の内周側領域、及び前記端面の外周側領域には砥粒が配列されない砥粒脱落緩衝層を設けたことによって、砥粒の周りを固着剤が取り囲むため砥粒保持力が向上する。
【０００９】
本発明の研削砥石は、前記砥粒脱落緩衝層の幅を、砥粒の固着厚みの１倍以上３倍以下としたことを特徴とする。
砥粒脱落緩衝層の幅が、砥粒の固着厚みの１倍未満であると、砥粒脱落緩衝層の形成が不完全なものとなり、砥粒が脱落しやすくなる。
一方、前記砥粒脱落緩衝層の幅が、砥粒の固着厚みの３倍を超えると、砥粒層全体の作用砥粒数が減少し、各砥粒に対する負荷が大きくなるとともに、切味が低下する。
【００１０】
本発明の研削砥石は、砥粒配列間隔を砥粒粒径の２倍以上３倍以下とし、隣合う砥粒間の固着厚みを砥粒粒径の１／３以上１／２以下としたことを特徴とする。
このように砥粒を配列することにより、チップポケットを確保することができ、砥粒が脱落しても、このチップポケットを通過して排出することができるため、脱落砥粒によるスクラッチの発生を防止することができる。
砥粒配列間隔が砥粒粒径の２倍未満であると、チップポケットが小さくなって本発明の効果が得られにくく、３倍を超えるとＲｚ面粗さが粗くなって本発明の効果が得られにくい。
また、砥粒間の固着厚みが砥粒粒径の１／３未満であると、砥粒保持力が小さくなって本発明の効果が得られにくく、１／２を超えるとチップポケットが小さくなって本発明の効果が得られにくい。
【００１１】
本発明の研削砥石は、前記内周側領域の砥粒先端に平坦部を形成したことを特徴とする。この砥粒先端の平坦部は、ダイヤモンドツルーアーによって形成することができ、ダイヤモンドツルーアーの総切込み量によって平坦部をコントロールすることができる。
ツルーイング量は、砥粒の平均粒径の５％以上３０％以下であることが好ましく、ツルーイング量をこの範囲内とすることによって、加工面粗さが顕著に向上する。
ツルーイング量が５％未満であると、面粗さ向上の効果が得られにくい。また、ツルーイング量が３０％を超えると、研削時の抵抗が大きくなり切味が低下する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の研削砥石を、その実施形態に基づいて説明する。
図１、図２、図３に、本発明の実施形態に係る研削砥石の構成を示す。
図１は、本発明の実施形態に係る研削砥石を示す斜視図であり、図２は、この研削砥石の刃先の砥粒層の拡大図であり、図３は、刃先部の拡大断面図である。
【００１３】
図１において、研削砥石１０は、円筒状の台金１１の端面に、ダイヤモンド等からなる砥粒１２を固着材により固着して刃先部を形成してなるものである。
台金１１は、全体形状が短い筒状をした鋼製の台金であり、底部中央部に電動工具の回転軸に取り付けるための取り付け用孔１１ａが設けられている。
【００１４】
図２、図３に示すように、台金１１の端面１１ｂには、砥粒１２が整列して固着され、端面１１ｂの略中央部には溝１３が設けられている。溝１３が形成された領域と、端面１１ｂの内周側領域１４と、端面１１ｂの外周側領域１５には、砥粒１２が配列されない砥粒脱落緩衝層１６が設けられている。
【００１５】
図３に示す構成の刃先部を有する、外径１００ｍｍの研削砥石（実施例）を作製し、これと比較するために、同じ形状であって、特許文献１の構成の刃先部を有する研削砥石（比較例）を作製して、研削性能の比較を行った。
砥粒は、粒径４００μｍのダイヤモンドを用い、０．８ｍｍ間隔で規則配列した。砥粒の保持のために、活性金属を含有したろう材を用いた。砥粒周辺の固着厚みを約２００μｍとした。
実施例においては、砥粒脱落緩衝層の幅を、６００μｍとし、この砥粒脱落緩衝層を、溝が形成された領域と、端面の内周側領域と、端面の外周側領域とに設けた。
【００１６】
上記の実施例と比較例の研削砥石について、試験条件を以下のようにして、湿式研削試験を行った。
被削材  アルミダイキャスト合金  ＡＤＣ−１４
研削試験機  マシニングセンタ
主軸回転速度  ５０００ｍｉｎ−１
切込み  ０．３ｍｍ／ｐａｓｓ
送り速度  ２０００ｍｍ／ｍｉｎ
【００１７】
以上の試験において、被削材の面粗さが悪化するまでの加工面積を、実施例と比較例について調査した。
その結果を、表１に示す。
【００１８】
【表１】
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表１において、消費電力と寿命は、比較例の場合を１００としたときの指標で表示している。
【００１９】
比較例においては、台金の端面のコーナー部で砥粒の脱落が生じて、面粗さがＲｚ１０を超えたために、この時点で寿命とした。これに対し、実施例では、加工面積が比較例の３倍以上となっても、面粗さはＲｚ３．５以下を維持することができた。
この結果から、本発明の刃先の構成とすることで、砥粒の脱落によるスクラッチの発生を防止することができ、寿命が向上するとともに、面粗さを良好に保つことが可能であることが確認できた。
【００２０】
図４に、砥粒脱落緩衝層の幅を砥粒の粒径の０倍から３倍までの範囲で変化させたときの、砥粒脱落比率と面粗さを示す。図４の横軸は、砥粒の粒径に対して砥粒脱落緩衝層の幅が何倍であるかを示す。
図４からわかるように、砥粒脱落緩衝層の幅が砥粒の粒径の１倍から３倍の範囲のときに、砥粒の脱落が著しく低下している。また、この範囲において、加工面粗さも良好な値を保っている。
【００２１】
図５に、内周側領域の砥粒先端に平坦部を形成する際のツルーイング量を変化させたときの、加工面粗さと主軸負荷率を示す。図５の横軸は、砥粒の粒径に対するツルーイング量の割合を示す。
図５わかるように、ツルーイング量を砥粒の粒径の５％以上３０％以下とすることにより、良好な面粗さが得られるとともに、主軸負荷率を低下させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、円筒状の台金の端面に砥粒を固着材により固着して刃先部を構成した研削砥石であって、端面の略中央部に溝を設け、溝が形成された領域、端面の内周側領域、及び端面の外周側領域には砥粒が配列されない砥粒脱落緩衝層を設けたことにより、砥粒の脱落によるスクラッチの発生を防止することができ、寿命が向上するとともに、面粗さを良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研削砥石を示す斜視図である。
【図２】研削砥石の刃先の砥粒層の拡大図である。
【図３】刃先部の拡大断面図である。
【図４】砥粒脱落緩衝層の幅を砥粒の粒径の０倍から３倍までの範囲で変化させたときの、砥粒脱落比率と面粗さを示す図である。
【図５】内周側領域の砥粒先端に平坦部を形成する際のツルーイング量を変化させたときの、加工面粗さと主軸負荷率を示す図である。
【符号の説明】
１０  研削砥石
１１  台金
１１ａ  取り付け用孔
１１ｂ  端面
１２  砥粒
１３  溝
１４  内周側領域
１５  外周側領域
１６  砥粒脱落緩衝層
【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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