(57)【要約】【課題】削り残しを無くして高精度で加工することができ、切れ味を持続させることが可能な軸付き砥石を提供する。【解決手段】回転機械の駆動軸に取り付けられる軸１の先端側に円筒状の台金２が連設されており、台金２の外周面３に砥粒列４が、端面５に砥粒層６がそれぞれ形成されている。砥粒列４、砥粒層６は、例えば、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる超砥粒によって形成されている。砥粒列４は、砥粒を台金２の長手方向に連続的に固着して形成され、砥粒列４の周方向の幅は、砥粒の粒径の１倍から３倍とすることが好ましい。また、隣り合う砥粒列４同士の間隔は、砥粒列の幅の１倍から１０倍とすることが好ましい。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の台金の外周面および端面に、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる砥粒を固着してなる軸付き砥石において、
前記台金の外周面の長手方向に、前記砥粒を連続的に固着してなる砥粒列を複数列形成し、
前記台金の端面に、前記砥粒を間隔をあけて固着したことを特徴とする軸付き砥石。
【請求項２】
前記砥粒列の周方向の幅を、砥粒の粒径の１倍から３倍としたことを特徴とする請求項１記載の軸付き砥石。
【請求項３】
隣り合う前記砥粒列同士の間隔を、前記砥粒列の周方向の幅の１倍から１０倍としたことを特徴とする請求項１または２記載の軸付き砥石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄系鋳物製品の仕上げ加工に使用される軸付き砥石に関し、特に、機械部品の溝加工において、溝の側面と底面を同時に高精度で加工するために用いられる軸付き砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電着法またはろう付け法によりダイヤモンド砥粒を台金に固着した軸付き砥石が使用されている。例えば、特開平６−３３９８６４号公報には、回転電動機に取り付けられる軸付き砥石の台金が鋼よりなるブランク部とこのブランク部を一体化して支持するシャンク部とを有してなる軸付き砥石において、ブランク部を軟鋼よりなる本体とこの本体の外周に電着したダイヤモンド砥粒とで構成し、シャンク部を超硬合金とした電着式軸付き砥石が記載されている。
この電着式軸付き砥石によれば、シャンク部とブランク部は金属ろうによって強固に一体化されているので、ブランク部とシャンク部とがゆるむことなく安全な加工作業が可能であり、また、超硬質砥粒を用いているので研削性に優れている。
【０００３】
しかし、電着法によって砥粒を固着した軸付き砥石は、使用初期においては面粗さの要求水準を達成するものの、砥粒の突出しが小さいため、早期に切粉の目詰まりによる切れ味の低下を生じやすい。これによって、たとえば金型、機械部品用の鋳鉄鋳物の溝加工の場合、溝底面の面粗さやコーナー曲面部の加工精度が劣化するという問題点がある。また、砥粒の結合力が低いので砥粒が脱落しやすく、コーナー部の加工精度を維持できず、このため砥石の寿命が短くなるという問題点もある。
【０００４】
このような問題点に対して、ろう付け法によって砥粒を台金に固着して軸付き砥石を製造した例が、特開２０００−３２６２３４号公報において開示されている。当該公報においては、平均粒径１００〜２０００μｍの超砥粒をろう材を主成分とする結合材により台金表面に単層固着した砥石が記載されている。
このろう付け式砥石によれば、砥粒間隔をあけて砥粒を固着し、チップポケットを形成することができるので、目詰まりを生じにくく、切れ味が向上する。また、電着式砥石に比べて砥粒の脱落が少なく、各種鋳物のバリ取り加工に優れた性能を発揮する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金型、機械部品用の鋳鉄鋳物の溝加工において、軸付き砥石は溝の側面と底面を同時に高精度で加工する際に用いられる。その精度は、溝の側面においては、軸方向と周方向の両方において、Ｒａ０．５μｍ以下であることが求められ、溝の底面と側面の直角度は５μｍ以下であることが求められる。
このような加工精度の要求に対して、上述した特開２０００−３２６２３４号公報による方法では、切れ味は持続するものの、軸付き砥石に静的、動的な振れが生じた場合に、台金の外周面に固着された砥粒は、加工される溝の周方向において部分的に被研削材に接触するため、軸方向に砥粒が存在しないところでは、削り残しを生じ、面粗さを悪くすることが問題であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、削り残しを無くして高精度で加工することができ、切れ味を持続させることが可能な軸付き砥石を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、本発明の軸付き砥石は、円筒状の台金の外周面および端面に、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる砥粒を固着してなる軸付き砥石において、前記台金の外周面の長手方向に、前記砥粒を連続的に固着してなる砥粒列を複数列形成し、前記台金の端面に、前記砥粒を間隔をあけて固着したことを特徴とする。
このような構成とすることにより、軸付き砥石に振れが生じても、軸方向の削り残しがなく、加工面の面粗さを向上させることができる。また、良好な面粗さを長時間維持することが可能となるため、砥石の寿命が飛躍的に増大する。
【０００７】
本発明の軸付き砥石においては、砥粒列の周方向の幅を、砥粒の粒径の１倍から３倍としたことを特徴とする。
これにより、砥粒列での切粉の排出を促進して、目詰まりを防止することができ、加工の直角度を向上させることができる。
さらに、本発明の軸付き砥石においては、隣り合う前記砥粒列同士の間隔を、前記砥粒列の周方向の幅の１倍から１０倍としたことを特徴とする。
これにより、目詰まりを防止し、かつ軸方向の削り残しをなくすことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１に、本発明の実施形態における軸付き砥石の全体斜視図を示す。
本実施形態の軸付き砥石は、金型、機械部品に用いられる鋳鉄鋳物の溝加工用の軸付き砥石であり、回転機械の駆動軸に取り付けられる軸１の先端側に円筒状の台金２が連設されており、台金２の外周面３に砥粒列４が、端面５に砥粒層６がそれぞれ形成されている。砥粒列４、砥粒層６は、例えば、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる超砥粒によって形成されている。
砥粒列４は、砥粒を台金２の長手方向に連続的に固着して形成され、砥粒列４の周方向の幅は、砥粒の粒径の１倍から３倍とすることが好ましい。これは、砥粒列４の幅を、砥粒の粒径の３倍より大きくすると、砥粒列４において、切粉の排出がしにくくなり、目詰まりを生じやすくなるためである。
【０００９】
また、隣り合う砥粒列４同士の間隔は、砥粒列の周方向の幅の１倍から１０倍とすることが好ましい。これは、隣り合う砥粒列４同士の間隔を、砥粒の粒径よりも小さくすると、チップポケットが小さくなって目詰まりを生じやすくなる一方で、砥粒の粒径の１０倍より大きくなると、砥粒が固着された部分の面積が小さくなって、削り残しを生じやすくなるためである。
また、台金２の端面５にも砥粒を固着して砥粒層６が形成されているが、この砥粒層６は、砥粒を連続的にではなく一定の間隔をあけて固着することにより形成されている。また、端面５は、溝７が設けられて周方向に区分されている。
【００１０】
図２に、本発明の軸付き砥石を用いて溝加工する様子の一例を示す。
軸付き砥石１０は、軸１が回転機械の駆動軸に取り付けられることによって回転しながら、被加工溝２０に沿って移動する。被加工溝２０の側面２１は、台金の外周面に形成された砥粒列によって研削され、被加工溝２０の底面２２は、台金の端面に形成された砥粒層によって研削される。
この軸付き砥石１０を用いると、スクロールコンプレッサ溝のように螺旋状に形成された溝であっても、溝の側面と底面に軸付き砥石１０を接触させて移動させることにより、溝の側面の軸方向と周方向の両方を高精度で加工することができ、溝の底面と側面の直角度を良好な値とすることができる。
【００１１】
以下、具体例を示す。
図１に示す形状の軸付き砥石を作製した。
台金２の外径は９．６ｍｍ、端面５の砥粒層６の幅は１．５ｍｍであり、溝７の幅は０．８ｍｍである。また、外周面３上の砥粒列４の周方向の幅は０．３ｍｍ、砥粒列４の軸方向の長さは２５ｍｍ、隣り合う砥粒列４同士の間隔は１．０ｍｍである。台金２への砥粒の固着はろう付け法により行った。
砥粒列４を、実施例１においては、砥粒粒度が＃８０／１００の砥粒を用いて形成し、実施例２においては、砥粒粒度が＃１２０／１４０の砥粒を用いて形成した。
端面５の砥粒層６は、実施例１、実施例２のいずれにおいても砥粒粒度が＃８０／１００の砥粒を用いて形成した。
外周面３及び端面５に砥粒を固着後、ダイヤモンドホイールＳＤ１４０Ｂにより砥粒の粒径の１５％相当分をツルーイングにより除去した。
【００１２】
（試験例）
以上の実施例１、実施例２と比較するために、砥粒粒度＃８０／１００の砥粒を用いて、電着法により比較例１の軸付き砥石を作製し、特開２０００−３２６２３４号公報に開示された方法によって比較例２の軸付き砥石を作製した。実施例１、実施例２、比較例１、比較例２のいずれにおいても、ツルーイングは同一の条件で行った。
これらの軸付き砥石を用いて、研削試験を行った。被研削材の前加工は、外径８ｍｍの４枚刃超硬エンドミルを用いて、鋳鉄鋳物に幅１０ｍｍ、深さ１０ｍｍの溝を形成し、この被研削材を、切込み５μｍの条件で溝の側面と底面を同時に加工し、溝の底面および側面の面粗さと直角度を比較した。
また、面粗さがＲａ０．５μｍに維持される加工個数を精度達成個数とし、この精度達成個数の比較を行った。
【００１３】
試験条件は以下の通りである。
工作機械：大隈製　立形フライス盤
回転速度：８，０００　ｍｉｎ−１
切込み量：５　μｍ／ｐａｓｓ
送り速度：１，０００　ｍｍ／ｍｉｎ
被研削材：鋳鉄ＦＣ２５０
試験結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
2004074356.tif 000003
【００１５】
表１からわかるように、実施例１、実施例２ともに、面粗さはＲａ０．５μｍ以下であり、直角度は５μｍであることから、軸付き砥石に要求される加工精度を十分に満たしている。また、面粗さが持続する度合いを示す精度達成個数は、実施例１で３２００個、実施例２で３４００個であり、面粗さの持続性が極めて高いことが実証されている。
これに対し、比較例１では、使用の初期において面粗さがＲａ０．５μｍを下回ったが、精度達成個数は７個であり、面粗さの持続性に欠ける結果となった。また、直角度は１０．１９μｍであり、５μｍを超える結果であった。
一方、比較例２では、直角度は４．２２μｍと比較的良好であったが、面粗さはＲａ０．５μｍ以上と悪く、精度達成個数は０個であった。
以上のことから、本発明のように軸付き砥石を形成することにより、面粗さ及び直角度について顕著な効果が得られることが確認された。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）円筒状の台金の外周面および端面に、ダイヤモンドまたはｃＢＮからなる砥粒を固着してなる軸付き砥石において、台金の外周面の長手方向に、砥粒を連続的に固着してなる砥粒列を複数列形成し、台金の端面に、砥粒を間隔をあけて固着したことにより、軸付き砥石に振れが生じても、軸方向の削り残しがなく、加工面の面粗さを向上させることができる。また、良好な面粗さを長時間維持することが可能となるため、砥石の寿命が飛躍的に増大する。
（２）砥粒列の周方向の幅を、砥粒の粒径の１倍から３倍としたことにより、砥粒列での切粉の排出を促進して、目詰まりを防止することができ、加工の直角度を向上させることができる。
（３）隣り合う砥粒列同士の間隔を、砥粒列の周方向の幅の１倍から１０倍としたことにより、目詰まりを防止し、かつ軸方向の削り残しをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軸付き砥石の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の軸付き砥石を用いた研削の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　軸
２　台金
３　外周面
４　砥粒列
５　端面
６　砥粒層
７　溝
１０　軸付き砥石
【図１】
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【図２】
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