(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外周に複数のチップが前記基板の外周に設けられた刃台に直接接合された回転鋸を６０〜１２０ｍ／ｓの周速度で回転させ、チップ１ヶあたりの切込量を１０μｍ以下にして加工を行うための高速切削用回転鋸であって、
前記基板の直径Ｄ（ｍｍ）はφ２００ｍｍ以上φ６００ｍｍ以下であり、
前記刃台の形状は、前記刃台を形成する回転方向前側端面が内周側へ行くほど回転方向前側になり、前記刃台を形成する回転方向後側端面が内周側へ行くほど回転方向後側になる形状であり、
前記複数のチップそれぞれの外周切れ刃の回転半径はその隣り合うチップの外周切れ刃の回転半径との差が０．０１ｍｍ以下であるとともにすべてのチップの回転半径のばらつきは±０．０１ｍｍ以下であり、前記複数のチップの側面切れ刃と前記基板との段差ｘのばらつきは±０．００５ｍｍ以下であり、前記基板の外周に設けられた刃台を形成する回転方向前側端面と回転方向後側端面とのなす角αが９０°〜１２０°であることを特徴とする高速切削用回転鋸。
【請求項２】
前記基板の厚みｔは前記直径Ｄに対し、０．２×１０−４≦ｔ３／Ｄ２≦７．５×１０−４を満たすものであることを特徴とする請求項１に記載の回転鋸。
【請求項３】
前記チップの逃げ面は研削加工された面であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転鋸。
【請求項４】
前記基板の中央部に取付孔を有し、前記取付孔には回転鋸の回転中心と同心にホルダが一体に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転鋸。
【請求項５】
前記外周切れ刃のすくい角βは、−５°〜−３０°であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転鋸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非鉄金属などを切削加工するための回転鋸に関し、特に自動車用アルミ鋳物のシリンダーヘッドやシリンダーブロックなどのアルミニウム合金を切削加工するための回転鋸に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用エンジンのシリンダーヘッドやシリンダー本体のブロックなどを製作する場合、通常砂を用いて成形した鋳型にアルミニウム合金の溶湯を注いで鋳造した鋳造体を製作し、これを加工する。例えば、シリンダーヘッドの本体は鋳造後に冷却させ、砂落としを行う。このようにして製作されたシリンダーヘッド本体には、鋳造開始前に鋳型に取り付けた湯口が山状に形成されている。一般的に、この湯口は回転鋸を用いて切り落としているが、被加工物やその切断部分の大きさの点から、回転鋸の直径はφ１５０ｍｍから６００ｍｍ程度のものが使用される。
【０００３】
ところが、このような用途に使われる回転鋸は直径が大きい割に薄い円板状の基板が使われ、その外周部に焼結ダイヤモンドなどからなるチップを固着したものであるため、基板の剛性が弱く、振動が発生して加工した面の精度が悪くなるという問題が発生する。
【０００４】
そのため、特許文献１では、１００℃以上の高温状態にあるアルミニウムやアルミニウム合金を切削するのに、基板にＭｏあるいはＭｏを主成分とする合金を用い、基板の剛性を向上させて、さらに高温切削における基板の熱歪みの問題も解決する回転鋸が提案されている。
【０００５】
一方、上記のようなシリンダーヘッドやシリンダー本体のブロックなどを切削した場合、多量の切粉が排出され、特に近年では環境の問題が大きく、切粉を減らすことが要求されている。切粉を減らすためには、チップの幅を薄くすれば良いが、それには基板も薄くすることが必要になり、上記のような剛性の問題があって容易には実現できない。特に剛性が低いと基板が振れたり、さらには亀裂が生じて破壊されやすくなるという問題が発生し、精度はおろか切削することさえ不可能になる恐れがある。
【０００６】
また、上記のように、基板にＭｏあるいはＭｏを主成分とする合金を使用して剛性を向上させても、基板の厚みを薄くするには限度があり、特許文献１では、直径φ４５０で厚みが３ｍｍのものが具体例として例示されているが、さらに薄くした場合、ソリが発生し既存の鋼材のように腰入れ（張力調整）を行って修正をすることができないため、薄い基板として使用することは困難である。しかも、Ｍｏのような材質の基板を製作するには、製造や材料上の問題もあり大幅なコストアップが避けられない。
【０００７】
さらに、上記のような用途の切削加工に用いる場合、基板の片側には突起物がないことが要求される。これは、突起物があると被加工物に接触してしまうからであり、回転鋸を装置に取り付けるには皿ねじなどを用いて固定する必要がある。しかしながら、基板が薄くなれば皿ねじで固定することも困難になり、このような取り付け方では切削時に取り付け部で破壊してしまう恐れがある。
【０００８】
このような問題を解決するものとして、特許文献２では基板の直径がφ１５０ｍｍ以上φ６００ｍｍ以下で厚みが薄い回転鋸において、装置へ取り付けるためのボスを基板とともに一体構造とした回転鋸が提案されている。この基板の材料は、機械構造用炭素鋼あるいはクロムモリブデン鋼を用い、高速回転させて使用することにより、遠心力を利用して厚みの薄い基板に張力をかけ、刃先を安定させて切断するものである。
【０００９】
また、特許文献３では基板の振動を抑えて振れを抑制し、基板に亀裂が入るのを防止できる回転鋸が提案されている。この回転鋸は、基板の半径方向中心部に応力付与層を形成し、その外周側にジグザグ状のスリットを設けて、スリットには樹脂を充填したものであり、この構造により、基板の張力調整ができて基板の振れを抑制し、振動も防止して騒音や基板に亀裂が入るのを防止できる効果があるとされている。
【特許文献１】特開２０００−１２６９２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５３３５号公報
【特許文献３】特開２００５−９６０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に記載の回転鋸は、高速回転させた時の薄い基板にかかる遠心力を利用して刃先を安定させるという効果はあるが、回転時に刃先が安定する割に切断精度が向上せず、チップが欠けて寿命が短くなるという問題がある。切断精度が向上せずチップが欠ける原因としては、切断中に刃先に力がかかった場合に、基板が薄いために簡単に刃先に振動が発生することが考えられ、この振動によって切断精度が向上しなかったりチップが欠けるということが考えられる。なお、ここでいう振動とは、振れとは異なる細かいびびり振動を主とした振動である。また、ボスを基板と一体物とするには厚みの厚い材料から削りだして製作する必要があり、材料の歩留まりや加工コストの点と、ボスを設けた側と反対側のそれぞれの側で基板の加工精度に差が生じるため、振れの精度が悪くなるなど性能上の問題が残る。
【００１１】
振動防止の対策については、特許文献３に記載されたように基板にスリットを形成し、このスリットに樹脂を充填することも考えられる。しかしながら、この対策を特許文献２の回転鋸に適用する場合、基板にスリットを形成するのに手間がかかるとともに、基板の剛性を低下させ、回転中にスリット周辺がたわんで被加工物に接触するトラブルが生じるなどの問題があるので、厚みを薄くすることが難しいという問題がある。
【００１２】
以上のようなことから、本発明は基板の製作コストを抑え、切断精度や寿命を向上させることができる回転鋸を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の高速切削用回転鋸の第１の特徴は、基板の外周に複数のチップが接合された回転鋸を６０〜１２０ｍ／ｓの周速度で回転させ、チップ１ヶあたりの切込量を１０μｍ以下にして加工を行うための高速切削用回転鋸であって、前記基板の直径Ｄ（ｍｍ）はφ２００ｍｍ以上φ６００ｍｍ以下であり、前記複数のチップそれぞれの外周切れ刃の回転半径はその隣り合うチップの外周切れ刃の回転半径との差が０．０１ｍｍ以下であるとともにすべてのチップの回転半径のばらつきは±０．０１ｍｍ以下であり、前記複数のチップの側面切れ刃と前記基板との段差ｘのばらつきは±０．００５ｍｍ以下であり、前記基板の外周に設けられた刃台を形成する回転方向前側端面と回転方向後側端面とのなす角αが４５°〜１５０°であることを特徴とする。なお、回転半径とは、回転鋸の回転中心からチップの外周切れ刃までの距離を指し、回転中心は回転鋸を装置に取り付ける際の精度によって若干ずれる場合があるが、最も理想的な位置を回転中心とする。
【００１４】
このように数値を限定する理由は、以下の考えに基づくものである。
自動車用アルミ鋳物のシリンダーヘッドやシリンダーブロックなどのアルミニウム合金の湯口を除去するために、回転鋸により切削加工を行う場合、その被加工物の大きさなどの問題から、直径が２００ｍｍ以上の回転鋸が必要とされる。直径が大きくなれば基板の厚みも大きくしないと剛性が不足し基板の振れや細かい振動が発生しやすくなる。しかし、環境問題などで切粉を減らすために厚みをできる限り薄くする必要がある。そのために、複数のチップそれぞれの外周切れ刃の回転半径はその隣り合うチップの外周切れ刃の回転半径との差を０．０１ｍｍ以下にするとともにすべてのチップの回転半径のばらつきを±０．０１ｍｍ以下とし、前記複数のチップの側面切れ刃と前記基板との段差ｘのばらつきは±０．００５ｍｍ以下とすることで基板の厚みを薄くすることが可能になる。
【００１５】
通常、このような回転鋸でアルミニウム合金の切削加工を行う場合、１チップあたりの切込量は０．０３〜０．０５ｍｍ程度である。隣り合う２つのチップの外周切れ刃の回転半径の差を０．０１ｍｍ以下とすることで、可能な限り多くのチップを被加工物に対して作用させることができ、各チップにかかる切削抵抗が均等に近づくので、摩耗が均一になり、欠けやチップ外れも発生しにくくなる。従来の回転鋸では、１つのチップが作用した後、３〜４ヶのチップが作用しないということも多々あり、作用するチップには大きな抵抗がかかって欠けが発生しやすかったが、本発明の回転鋸ではこのような現象は見られない。
【００１６】
そして、さらに重要なことは複数のチップの側面切れ刃と基板との段差ｘのばらつきを±０．００５ｍｍ以下とすることである。このようにすることで、基板面に対して側面切れ刃が高精度に取り付けられる。このように高精度に切れ刃を形成しても、基板が振れたりしていると切断精度が悪くなったりチップが欠けたりするが、本発明の回転鋸は基板を薄くするとともに高速回転させて使用することが前提であるため、基板の外周側は遠心力により張力がかかり、振れが発生しない状態で切削加工を行うことができるので、高精度に取り付けられた切れ刃との相乗効果で、切断精度が大幅に向上し、チップの欠けも防止できる。また、チップの部分の重量は基板に比べて重くなるため高速回転させるとチップを接合している刃台の部分に振動が発生しやすくなるが、本発明の回転鋸では刃台を形成する回転方向前側端面と回転方向後側端面とのなす角αを４５°〜１５０°としているため、高速回転においても刃台を安定させることができ、振動の発生を防止して切断精度を向上させることができる。
【００１７】
第２の特徴は、前記基板の外周に設けられた刃台の形状は、前記刃台を形成する回転方向前側端面が内周側へ行くほど回転方向前側になり、前記刃台を形成する回転方向後側端面が内周側へ行くほど回転方向後側になる形状であることである。
【００１８】
このような形状とすれば、刃台の形状は刃台の周方向中心部を通る半径線を基準にすると、内周側になるほど周方向幅が広くなる形状になるため、高速回転によりチップに大きな遠心力がかかった場合でもチップの内周側には必ず刃台が存在することになって、チップを安定した状態で保持できるので、上記の刃台を形成する回転方向前側端面と回転方向後側端面とのなす角αを４５°〜１５０°とすることと相まって、チップの部分に細かい振動がより発生しにくくなり、その結果加工精度が向上し、チップの欠けも防止できる。
【００１９】
第３の特徴は、前記基板の厚みｔは前記直径Ｄに対し、０．２×１０−４≦ｔ３／Ｄ２≦７．５×１０−４を満たすものであることである。
【００２０】
ｔ３／Ｄ２の数値を基準とするのは、本発明の回転鋸に使用するような円板の外周部におけるたわみの大きさは、厚みｔの３乗に反比例し直径Ｄの２乗に比例するという理論からであり、ｔ３／Ｄ２が大きくなるほどたわみにくくなると言える。
基板の厚みをこのように限定することで、前述の高速回転させた時の振れの発生を確実に抑えることが可能になり、切断精度が向上し、チップの欠けを防止できる。ｔ３／Ｄ２を０．２×１０−４以上とするのは、これより小さいと高速回転させても基板自体が弱く、振れが発生しやすくなるためであり、７．５×１０−４以下とするのは、これより厚いと振れを防止できるほど基板に張力をかけることができず、高速回転による遠心力が十分に機能しないためである。高速回転による遠心力をより効果的に作用させるためには、５．０×１０−４以下とするのが好ましい。
【００２１】
第４の特徴は、前記チップの逃げ面は研削加工された面であることである。
【００２２】
逃げ面を研削加工により仕上げることで、切れ刃は高精度に仕上げられる。これにより、切断時の抵抗が下がり励起振動が抑制されるため、チップの欠けを防止することができ、切断精度を向上させることができる。従来の加工で一般的に用いられる放電加工で逃げ面を仕上げると粗い面となり、切削抵抗が大きくなるために振動が励起され、チップの欠けが生じて切断精度が低下する。
【００２３】
第５の特徴は、前記基板の中央部に取付孔を有し、前記取付孔には回転鋸の回転中心と同心にホルダが一体に固定されていることである。
【００２４】
このように装置へ取り付けるためのホルダが基板に一体に固定されていると、装置への脱着が容易になるとともに、脱着を繰り返しても精度良く回転鋸が取り付けられ、取り付けた際の精度調整も不要となる。しかも回転鋸が製作される際には、ホルダを基準にして回転鋸の基板やチップの精度を調整しながら製作されるので、高精度に形成されたチップは加工装置に取り付けた時点でも精度が狂わず、高精度な加工ができることになる。従って、このようにホルダを一体に固定した回転鋸とすれば、本発明の回転鋸の効果はより向上する。
【００２５】
第６の特徴は、前記外周切れ刃のすくい角は、−５°〜−３０°であることである。
【００２６】
このような角度にすると、刃先が被加工物に作用する最初の点が切れ刃先端の稜線ではなくすくい面になるので刃先のマイクロチッピングが防止され、刃先強度が高くなって切れ刃が損傷しにくくなるとともに振動が発生するのを防止できるので、加工精度が向上し、チップの欠けも防止できる。
【００２７】
第７の特徴は、前記チップは、前記刃台に直接接合されていることである。
【００２８】
通常、回転鋸ではチップを刃台に接合する際に超硬合金製の台座を介して接合することがあるが、このような台座を介さずに接合することでチップ周辺の重量の増加を抑制でき、ろう付け精度のばらつきによる重量のアンバランスに起因する微小振動の発生を抑制でき、かつ台座が損傷することによるチップ外れに起因する加工精度の悪化などを防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の回転鋸によれば、被加工物の切断精度を向上させることができ、チップの欠けが少なく寿命の長い回転鋸にすることができる。また、ホルダが一体に固定された回転鋸では、装置への脱着も容易で取り付け精度は装置の主軸精度に依存するだけとなり、回転鋸の精度が反映されて取り付け調整も不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の回転鋸の例を図１、図２および図３に示す。図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は、回転鋸外周のチップ取付部付近を示す部分拡大図であり、図３は図２のＢ−Ｂ断面を見た図である。なお、このＢ−Ｂ断面は回転中心ｏを通る断面である。本発明の回転鋸は、円板状の基板１の外周部にチップ２を取り付けるための刃台１ａが設けられ、この刃台１ａに焼結ダイヤモンドなどからなるチップ２がろう付けなどにより固定されている。チップ２は外周側に行くほど幅が大きくなっており、最も外周側の幅ｗ１と最内周側の幅ｗ２はｗ１＞ｗ２になっている。チップ２はすくい面２ａ、外周逃げ面２ｂ、横逃げ面２ｃを有し、すくい面２ａと外周逃げ面２ｂとの境界部には外周切れ刃３が形成され、すくい面２ａと横逃げ面２ｃとの境界部には側面切れ刃４が形成されている。
【００３１】
本発明の回転鋸は、回転中心ｏから外周切れ刃３までの距離を回転半径ｒとした場合に、隣接するチップの回転半径ｒとの差は０．０１ｍｍ以下になっており、すべてのチップの回転半径ｒのばらつきは±０．０１ｍｍ以下になっている。このようにすれば、切削加工時にほとんどのチップが作用するので、特定のチップに大きな切削抵抗がかかって欠けたり、座屈により変形するトラブルが発生しにくくなり、切断精度も向上する。
【００３２】
切削加工時に基板１の側面が被加工物と接触するのを防ぐために、チップ２の側面は基板１の側面とは段差を設けて接合されている。その段差の大きさは、チップ２の最外周部と基板１の側面とで見た場合に図３に示すｘとなるが、各チップの基板１との段差ｘは±０．００５ｍｍ以内のばらつきになっている。このようにすれば、切削加工時に各チップの側面切れ刃４が作用するので、特定のチップに大きな切削抵抗がかかって基板１の歪みや振動による切れ刃の損傷を防止できる。また、刃台１ａを形成する回転方向前側端面１ｂと回転方向後側端面１ｃとのなす角αは４５°〜１５０°となっている。特に、本発明の回転鋸では高速回転させて遠心力により基板１の振れを抑制するので、基板１自体の振れは極めて小さく、これに加えて上記のように各チップの側面切れ刃４が均一に作用し、刃台１ａが回転方向前側端面１ｂと回転方向後側端面１ｃとのなす角αを４５°〜１５０°として高速回転に対しても振動が発生しにくい形状になっているため、歪みや振動を抑制して切断精度を向上させることができる。
【００３３】
基板１の厚みｔは、直径Ｄに対して０．２×１０−４≦ｔ３／Ｄ２≦７．５×１０−４を満たすような厚みとする。具体的には、基板１の直径Ｄがφ２００ｍｍの場合、厚みｔは０．９３〜３．１０ｍｍ、直径Ｄがφ３００ｍｍの場合、厚みｔは１．２２〜４．０７ｍｍ、直径Ｄがφ３５０ｍｍの場合、厚みｔは１．３５〜４．５１ｍｍ、直径Ｄがφ４００ｍｍの場合、厚みｔは１．４７〜４．９３ｍｍとなる。
【００３４】
好ましくは、基板１の厚みｔは、直径Ｄに対して０．２×１０−４≦ｔ３／Ｄ２≦５．０×１０−４を満たすような厚みとする。この場合、具体的には、基板１の直径Ｄがφ２００ｍｍの場合、厚みｔは０．９３〜２．７１ｍｍ、直径Ｄがφ３００ｍｍの場合、厚みｔは１．２２〜３．５５ｍｍ、直径Ｄがφ３５０ｍｍの場合、厚みｔは１．３５〜３．９４ｍｍ、直径Ｄがφ４００ｍｍの場合、厚みｔは１．４７〜４．３１ｍｍとなる。
【００３５】
基板１の材質は、機械構造用炭素鋼あるいはクロムモリブデン鋼の調質材とするのが好ましい。このような材質にすることで、高速回転時の遠心力が有効に作用し基板１の外周方向に張力がかかって基板１がたわむ力が打ち消された状態になるため、振れが小さくなる効果がより顕著に得られ、被加工物の精度が向上する。
【００３６】
チップ２の逃げ面となる外周逃げ面２ｂおよび横逃げ面２ｃは研削仕上げ加工によって面粗さが小さく各面の境界部には鋭利なエッジが形成されている。これにより、切削抵抗を低減でき、切断精度の向上やチップ２の欠けを防止できる。
【００３７】
チップ２の数ｎは、できるだけ多くして、チップ間隔を狭くするのが好ましいが、同一条件下（回転数と送り速度が同一の条件）で多くした場合、一刃あたりの送り量が小さくなるために切屑が非常に細かくなって切削装置の摺動部などに入り込み、装置のトラブルが発生しやすくなる。また、被加工物と接触するチップ２の数が増えて切削抵抗が大きくなる問題が生じる。さらに、被加工物がアルミニウムなどの場合、切屑が極端に小さくなると爆発する恐れがあるため、切削装置に防爆対策などの付帯装置が必要になり、装置コストが増大するという問題も発生する。従って、具体的には、チップ数ｎは直径Ｄに対し、０．０５Ｄ≦ｎ≦０．２５Ｄとするのが好ましい。０．０５Ｄ以上とするのは、様々な切削条件に対してもチップ１ヶにかかる抵抗を小さくしてチップ外れを防止するために必要な個数であり、０．２５Ｄ以下とするのは、上記の問題が発生するのを防止するとともに、これ以上多いとチップ間隔が狭くなりチップ取付部の刃台１ａの形状に制約を受けるためである。このようにすることで、被加工物の精度が向上するとともに、１チップあたりの抵抗が減り、チップ２が外れにくくなるとともに基板１への衝撃も減少し、振れが発生しにくくなる。
【００３８】
このようなチップ２を基板１に接合するには、ろう付けなどの方法が用いられるが、チップ２は基板１の外周に形成された刃台１ａに直接接合するのが好ましい。一般的には、刃台１ａに超硬合金製などの台座を接合し、その台座上にチップ２を接合するが、このような構造にするとチップ２周辺の比重が大きくなってしまい、高速回転中に刃台１ａとチップ２の周辺に振動が発生しやすくなる恐れがあるため、刃台１ａに直接接合する。
【００３９】
また、チップ２に形成された外周切れ刃３のすくい角βは、−５°〜−３０°とする。通常は、ポジ角にしたほうが切味が良くなるが、本願のように高速回転させる場合、チップ２の先端部分が被加工物と接触するときの衝撃力が大きいために刃先の欠損を招き、切れ味低下によって加工精度を悪化させる。従って、上記のような負の角度としてすくい面から作用させて刃先の欠損を防止し、チップ２の切れ味低下を防止することで、振動の抑制と加工精度の向上が可能になる。
【００４０】
以上のような回転鋸の基板１の中央部には取付孔が設けられ、この取付孔には回転鋸の回転中心ｏと同心にホルダが一体に固定されていることが望ましい。この場合、基板１にホルダが取り付けられ、ホルダの回転中心を基準として基板１の外周が形成される。そして基板１の外周部にはチップ２が取り付けられ、逃げ面やすくい面など各面が形成されるが、すべてホルダを基準として形成される。このホルダは、回転鋸が製作される時からずっと一体に固定されており、チップ２が摩耗して回転鋸が寿命になるまで基板１から取り外されることはない。この回転鋸に使用するホルダとして、ＨＳＫホルダ、ＢＴホルダ、ＮＴホルダ、ＭＴホルダ、ＳＴホルダなどを使用するのが好ましい。特に二面拘束タイプのものを使用するのがより好ましく、中でも、ＨＳＫホルダは厚みが薄くコンパクトで二面拘束タイプのため好ましい。このようなホルダを使用すれば、基板１の取付孔の内周面および取付孔のすぐ外周側の基板１側面がホルダと接し二面拘束されるので、回転鋸をより高精度に固定することが可能になる。
【００４１】
本発明の回転鋸の別の例として、チップ取付部付近の部分拡大図を図４に示す。これは、図２に示した刃台１ａの形状を変形させたもので、基板１の外周に設けられた刃台１ａの形状は、刃台１ａを形成する回転方向前側端面１ｂが内周側へ行くほど回転方向前側になり、刃台１ａを形成する回転方向後側端面１ｃが内周側へ行くほど回転方向後側になる形状になっている。従って、刃台１ａの形状は刃台１ａの周方向中心部を通る半径線ｐを基準にすると、内周側になるほど周方向幅が前後に広くなる形状になっていることから、チップ２の内周側には必ず刃台１ａが存在することになり、チップ２に大きな遠心力がかかっても安定した状態で保持できる。
【００４２】
以上のような回転鋸は、周速度を６０〜１２０ｍ／ｓで回転させ、チップ１ヶあたりの切込量を１０μｍ以下で切削加工を行う高速切削の用途に用いる。なお、遠心力をより効果的に作用させるために、周速度を８０〜１２０ｍ／ｓとするのが好ましい。
【実施例】
【００４３】
本発明の回転鋸として、基板１の材料にＳ４５Ｃの調質材を使用し、基本形状は図１に示すもので、直径Ｄはφ３００ｍｍ、チップ幅ｗ１は基板厚みｔプラス１ｍｍ、チップ数は４０ヶの回転鋸を製作し、切削加工試験を行った。基板厚みｔ、チップ２の接合精度、刃台１ａ形状は各種異なる仕様のものとし、その仕様を切削試験結果とともに表１に示す。また、直径Ｄの違いによる効果を確認するため、直径Ｄがφ２００（チップ数は１０ヶ）、φ３５０（チップ数は４４ヶ）、φ４００（チップ数は５０ヶ）のものも製作した。なお、これらの直径Ｄの異なるものは、チップ数の違いなどから直径Ｄがφ３００のものと単純な比較はできないため、本発明の効果を確認するための参考の試験とした。
【００４４】
チップ２は超硬合金の基台上に焼結ダイヤモンド層が形成された市販のブランクを切断し、研削および研磨を行って所定の形状よりやや大きめの寸法に仕上げた。チップ２の長さ（すくい面と平行な方向の寸法）は５ｍｍ、厚み（すくい面と垂直な方向の寸法）は２ｍｍとした。このチップ２を基板１にろう付けし、基板１にＨＫＳホルダを一体に取り付けた。以後、このＨＳＫホルダは基板１と一体にしたままで回転鋸の製作および切削加工試験を行った。
【００４５】
次にこれらの回転鋸を、工具研削盤に取り付け、チップ２の外周逃げ面２ｂおよび横逃げ面２ｃの研削加工を行い、お互いに隣接するチップ２の外周切れ刃の回転半径差や全チップの回転半径寸法のばらつき、側面切れ刃４と基板１との段差ｘのばらつきは表１に示した寸法精度に収まるように仕上げた。
【００４６】
以上のようにして製作した本発明および比較例の回転鋸を切削装置に取り付け、アルミニウム合金の切削加工を乾式にて行った。切削条件は、周速度を６０００ｍ／ｍｉｎ（１００ｍ／ｓ）とし、チップ２の外周切れ刃１ヶあたりの切込量が０．００７ｍｍ／刃となるように回転鋸の送り速度を設定した。被加工物の切断面の大きさ（１カットあたり）は８０００ｍｍ２であり、切断精度が３．２μｍＲｚになった時点を寿命と判断し、この時点までの切断数を寿命判定の数値とした。切断精度は、被加工物を１０００ヶ切断した時点の切断面の表面粗さＲｚを測定して比較を行い、切削抵抗は加工中の電流値を基に本発明１を１００としたときの指数で表した。チップ２の欠けは、被加工物を１０００ヶ切断した時点のチップ２の状態を観察し、欠けの発生している数を測定した。
【００４７】
以上の切削加工試験の結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
0004605803.tif 000002
【００４９】
第１に、チップの接合精度の違いによる比較を行うため、本発明１〜４と比較例１、２を比較する。各チップの外周切れ刃の回転半径とその隣り合うチップの外周切れ刃の回転半径との差が０．０１ｍｍ以下であり、すべてのチップの回転半径のばらつきを±０．０１ｍｍ以下としたものは、寿命が３０００カット以上であるのに対し、これらの範囲から外れた比較例１では、チップの欠けが発生しやすく切断精度が悪くなるとともに、切削抵抗も高くなって寿命が１／３以下に悪くなる傾向が見られた。また、各チップの外周切れ刃の回転半径とその隣り合うチップの外周切れ刃の回転半径との差が０．０１ｍｍ以下であり、すべてのチップの回転半径のばらつきを±０．０１ｍｍ以下としても、側面切れ刃と基板との段差のばらつきが±０．００５ｍｍを越える比較例２では、切断精度が大幅に悪く１０００カットまでいかずに切断精度が３．２μｍＲｚとなり、寿命が短くなる傾向が見られた。
【００５０】
第２に、基板の厚みの違いによる比較を行うため、本発明１および本発明５〜９を比較する。基板の厚みが非常に薄い本発明５では、基板の剛性が少し不足していることが原因と考えられる振動が発生しやすく、切削抵抗は低かったものの寿命が低下する傾向が見られた。また、本発明７〜９のように基板の厚みが厚くなってくると、基板の剛性が高くなって切断精度や寿命は向上するが、基板の重量が増えて切削抵抗（電流値）が高くなる傾向が見られた。従って、基板が厚くなりすぎると高速回転により基板に張力をかけて安定させる効果は小さくなる上、切削する溝幅が大きくなり、切削装置の出力や剛性の大きいものが必要になるため、ｔ３／Ｄ２は７．５×１０−４、より好ましくは５．０×１０−４にするのが適当と考えられる。
【００５１】
第３に、外周切れ刃のすくい角βの違いによる比較を行うため、本発明１および本発明１０〜１４を比較する。外周切れ刃のすくい角βが０°の本発明１０では、初期の切れ味は良好で切削抵抗も低く切断精度も良好であったが、加工を継続するにつれてチップの欠けが多くなって切断精度が低下し、寿命が低下する傾向が見られた。また、負の角度が大きくなる本発明１３や１４では寿命は向上するが、切削抵抗が大きくなり、その影響で振動がやや増えて切断精度が低下する傾向が見られた。
【００５２】
第４に、刃台の形状の違いによる比較を行うため、本発明１および本発明１５、１６、比較例３を比較する。本発明１や１５のように、刃台を形成する回転方向前側端面が内周側へ行くほど回転方向前側になり、刃台を形成する回転方向後側端面が内周側へ行くほど回転方向後側になる形状であって前側端面と後側端面のなす角度が大きいものは切断精度、寿命、切削抵抗のいずれについても良好であったが、前側端面が基準になる半径線ｐと平行である本発明１６や内周側へ行くほど回転方向後側になる形状である比較例３では、高速回転時にチップの部分に振動が発生しやすくなり、切断精度や寿命が低下する傾向が見られた。特に、比較例３ではそれが顕著に現れており、１０００カットまでいかずに６００カットで切断精度が３．２μｍＲｚとなった。
【００５３】
第５に、直径の違いによる比較を行うため、本発明１および本発明１７〜１９を比較する。これらは前述のように、チップ数などが異なるため単純に比較はできないが、いずれの直径のものでも、各チップの外周切れ刃の回転半径とその隣り合うチップの外周切れ刃の回転半径との差が０．０１ｍｍ以下であり、すべてのチップの回転半径のばらつきを±０．０１ｍｍ以下とし、側面切れ刃と基板との段差のばらつきを±０．００５ｍｍ以下とすることで切断精度、寿命、切削抵抗のいずれについても良好になることがわかった。
【００５４】
以上の試験結果からもわかるように、本発明の回転鋸は被加工物の切断精度を向上させることができ、チップの欠けが少なく寿命の長い回転鋸にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の回転鋸の例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図２】本発明の回転鋸のチップ取付部付近の例を示す部分拡大図。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】本発明の回転鋸のチップ取付部付近の別の例を示す部分拡大図。
【符号の説明】
【００５６】
１    基板
１ａ  刃台
１ｂ  刃台の前側端面
１ｃ  刃台の後側端面
２    チップ
２ａ  すくい面
２ｂ  外周逃げ面
２ｃ  横逃げ面
３    外周切れ刃
４    側面切れ刃
ｏ    回転中心
ｐ    刃台の周方向中心部の半径線
ｑ    切れ刃を通る半径線
ｘ    チップと基板との段差
【図１】
0004605803.tif 000003
【図２】
0004605803.tif 000004
【図３】
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【図４】
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