悩み解決のヒントあり

04［著者］三井 剛
工業機材事業本部 技術本部 商品開発部
メタルレジグループ

耐用に優れるメタルホイールをレジンホイールのように簡単にツルーイング、ドレスを行って使用したい
こんな 悩 み にはこの 製 品

ここまでツルーイング、ドレスが簡単なメタルホイールがかつてあっただろうか？

MDLホイール
超硬等の難削材の研削における高能率化対応と使いやすさ（ツルーイング、ドレス性）に対して、メタルホイールとレジンホイール双方の長所を併せ持つ“MDLホイール”を開発しました。

メタルホイール の得意分野と苦 手 分 野とは ？
ボンド（結合剤）に金属を使用しているメタルホイールは、以下のような特徴をもっています。
①高強度のため、砥粒保持力が強い②耐摩耗性が高く、切粉によりボンドが後退し難い③熱影響に強く、高負荷時でも高強度を維持

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このような特徴から、特にシリコンやガラスといった、高脆性材料の分野に対して、メタルホイールは優れた研削性能を発揮することができます。
その一方で、切削工具等に使用される、難削材と呼ばれる超硬等の分野に対して、メタルホイールは切れ味の確保ができない問題が発生します。また、研削性能に大きな影響を与えるツルーイング、ドレスは非常に困難で、簡易な設備ではツルーイングやドレスをすることができ悩み解決のここまでツルーイング、ドレスが簡単なメタルホイールがかつてあっただろうか？

MDLホイール

ヒントありません。さらに、設備上の問題をクリアしても、十分なドレ

また、主溝加工工程は、要求される形状精度、面品位の確スを行うためにはレジンホイールの5～10倍のドレス量保が厳しく、これに伴いホイール形状を高頻度で修正しや時間を必要とする場合もあります。これらの問題が、メながら使用されます。そのために、修正作業負荷が非常タルホイールを使用することを断念する原因となっていに高い工程となっており、ツルーイング、ドレスが困難なます。

メタルホイールを使用する足かせとなっていました。

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近年、その問題を解決すべく、ボンド強度の低いメタルホイールが市場に現れていますが、レジンホイールと同じツルーイング性とドレス性で使用できるものはなく、難削

メタル ホイール の革 命 児『 M D L ホイール 』の 誕 生

材の超硬を加工する分野には広く展開できていません。
ノリタケは、「レジンホイール並みにツルーイングやドメタルホイールへの大きな期待と超えなければならない壁レスがし易く、砥粒が突出したまま高い切れ味を持続させることが可能」であり、「 メタルホイール本来の高い砥粒保持力を有し、形状維持性に優れる」という特徴を兼「研削能率」、「形状維持性」の向上要求達成のためにはね備えた革命的なメタルホイール『MDLホイール』を開発

メタルホイールを使用することが望ましいですが、メタルしました。
従来のメタルホイールでは、ワークにボンドが接ホイールは「切れ味の確保」、「 ツルーイング、ドレスの触し研削焼けが発生してしまう状況でも、MDLホイールは実施」が困難という壁が超えられない状況が続いていボンドが摩耗して砥粒の突出しが持続する特性をもち、加ました。

工抵抗の低減、研削焼けの抑制が可能になります。さら近年、自動車や航空機分野に使用される超硬切削工に、レジンホイールよりも形状維持性に優れながらも、ツ具の高精度化やコスト低減の要求はさらに激しくなり、ルーイング、ドレスが実施しやすくなるという要求も達成

切削工具メーカーは高品位化及び加工時間の短縮が重しています。

要な課題となっています。超硬は難削材のため、これを表1に示すMDLホイールと従来レジンホイールの各種原料としたドリル、エンドミル等の加工にメタルホイール

性能を下記1～3の内容で比較することでその特徴をを用いることは難しく、切れ 味の良いレジンダイヤホ示します。

イールが使用されています。しかし、それ故に前述した研表1 試験ホイール

削能率や形状維持性の向上と言った要求の達成が困難となっています。その中でも特にネック工程は主溝※加工スペック

SDC325 N 100 B(レジンホイール)
SD325 L 60 MDL(MDLホイール)寸法

φ150×3 Umm

工程です。丸棒材から溝形状を削り出すこの工程は、取り代が大きいために加工負荷が非常に高く、送り速度を上げると熱影響によってレジンホイールの形状崩れが発生します。

1ツルーイング性の比較
ツルーイング性が高いほど、形状修正が容易であると言えます。MDLホイールのツルーイング性を評価するた｜ 41悩み解決のMDLホイール

ここまでツルーイング、ドレスが簡単なメタルホイールがかつてあっただろうか？

ヒント
ありめに、表2の条件にてツルーイングを行った結果を図1にいことがわかります。つまり、MDLホイールは従来のレン示します。

ジホイールと同様のドレス条件で使用可能です。

図1の結果より、MDLホイールはレジンホイールの3.5倍のホイール除去量であり、レジンホイール以上の優れたツルーイング性を示したことから、形状修正し易い特徴を有することがわかります。

表2 ツルーイング条件

ドレス方法

一般砥石研削法※

ホイール周速度7.5m/s

切込み量

1mm/pass×1pass

ドレッサ

ツルーイング装置

ブレーキツルーアー

ホイール周速度7.5m/s

切込み量0.01mm/pass×50pass
一般砥石GC220HV

ドレッサ

表3 ドレス条件(寸法 φ80×T20mm)

一般砥石WA220HV(寸法 125 L×10 W mm）

図2 ドレス後のホイール面状態比較

レジンホイール
突出し14μm

ホイール除去量（μm）

図1 ツルーイング時のホイール除去量比較

3.5倍

400300200100

MDL ホイール

0

レジンホイール

突出し25μm

MDLホイール

2ドレス性の比較
砥粒突出し高さが不十分な状況でホイールを使用すると、切れ味が悪いため研削焼けの発生が懸念されます。
ドレス性が高いほど、使用前の砥粒突き出し高さ確保が容易であると言えます。
MDLホイールのドレス性を評価するために、前述のホイールを表3の条件にてドレスを行い、砥粒突出し高さの評価を行いました。

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3平面研削盤での高速送り(目立て有)の比較
超硬ドリル、エンドミルの主溝加工を想定し、平面研削盤を用い超硬のクリープフィード研削を行いました。

図2のドレス後のホイール面状態から、MDLホイールは試験前の砥粒突出し高さは共に25μmに揃えています。

レジンホイールより砥粒突出し高さがあり、ドレス性が高試験条件を表4に、研削性能の結果を図3、4に示します。

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悩み解決のMDLホイール

ここまでツルーイング、ドレスが簡単なメタルホイールがかつてあっただろうか？

ヒントあり

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図3、4の結果よりMDLホイールはレジンホイールに比べ消費電力値が低く、さらにホイール摩耗量が1/8以下

表4 試験条件を達成しました。このことから、MDLホイールは、切れ味研削方式

湿式クリープフィード研削に優れながらも高寿命であることがわかります。

ワーク

微粒子超硬 (寸法 100 L×50 W mm）

ホイール 周 速 度

25m/s

テ ーブル 速 度

150mm/min

切 込 み量2mm/pass

総加工溝数

48溝

研削液

水溶性（N70TCS 50倍希釈）

MDLホイール の 加 工 事 例
MDLホイールを用い、工具研削盤にて実際に超硬エンドミルの主溝加工を行いました。比較対照として耐熱性の高いポリイミドレジンホイールを併記します。ただし、

図3 高速送り（目立て有）の消費電力比較

MDLホイールは砥粒の沈み込みが無いことから、仕上げ4面品位を同等にするためMDLホイールの粒度400番にいます。
実施例をご紹介します（実施例：表5、研削状況：図5、3

消費電力値（kW）

対し、ポリイミドレジンホイールは粒度270番を選定して

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レンジホイール

研削後のエンドミル：図6、消費電力値とホイール摩耗量：

MDLホイール

図7、表面粗さ：図8、ワーク刃先のチッピング：図9、研削

0010203040504050

加工溝数（溝）後のホイール面状態：図10）。
従来のポリイミドレジンホイールではホイール面に溶着が発生し、連続研削ができない条件においてもMDL

図4 高速送り(目立て有）の摩耗量比較
100

ホイールは安定して研削を行うことができました。また、果となり、大幅な生産性向上とコスト低減が可能になります。

ホイール摩耗量（μm）

加工面品位もポリイミドレジンホイールに比べ優れた結レンジホイール

MDLホイール

8060402000102030

加工溝数（溝）｜ 43悩み解決のMDLホイール

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ヒントあり

図5 研削状況写真

MDLホイール

エンドミル

図6 研削後のエンドミル写真

表5 実施例
SDC270 N 100 B（ポリイミドレジンホイール）

スペック

主軸

図7 消費電力値と摩耗量

ホイール寸法

φ125×10 Umm

研削盤

工具研削盤(18kW)

ワーク

微粒子超硬(φ20L×220Ｌmm)12枚刃

ホイール周速度

20m/s

切込み量

3mm/pass

軸方向送り速度70mm/minドレス砥石

一般砥石WA220HV

研削液

不水溶性

3０×25×5mm

図8 表面粗さ
0.880

60
1050
40

8溝目で研削焼け発生

30520MDLホイール

ポリイミドレジンホイール
表面粗さR a（μm）

70

ホイール摩耗量（μm）

15消費電力値（kW）

SD400 L 60 MDL（MDLホイール）

8溝目で研削焼け発生

0.60.40.2100ポリイミドレジンホイール

MDLホイール

図9 ワーク刃先のチッピング
ポリイミドレジンホイール
チッピング 14.4μm00046

加工溝数（溝）810

図10 研削後のホイール面状態
M D L ホイール

ポリイミドレジンホイール

チッピング 3.5μm

溶着

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M D L ホイール1204

悩み解決のMDLホイール

ここまでツルーイング、ドレスが簡単なメタルホイールがかつてあっただろうか？

不可能を可 能 にする
挑戦は永遠にヒントあり

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Q レジンホイールに比べて本稿では、メタルホイールとレジンホイール双方の良好な特徴を併せ持つ、新しいメタルホイールについてご紹

表面粗さは粗くなりませんか？

A

スペック調整によって表面粗さ、チッピング対策等対応可能です。

介しました。開発した新メタルホイールを用いることで、従来技術では達成が困難であった「切れ味」と「寿命」の両立が可能となりました。

Q ハイス工具に対しては、適応可能でしょうか？
A
ハイス工具に対しては、スチールマイスターという製品

一見、越えることが不可能に思える壁があっても、挑戦がありますので、詳しくはノリタケへお問い合わせください。

し続けることでいつか乗り越えることができると考えます。ノリタケはこれからもお客様からの声に応えるため、新しい超砥粒ホイールの開発、加工技術の構築に取り組

Q 乾式加工に使えますか？
A

申し訳ございません、MDLホイールは湿式専用ですのんでいきます。

で乾式加工には使用しないでください。

Q ドレスを入れずに使用できますか？
Aドレスを入れずに使用できません。必ずドレスを行ってください。
しかし、レジンと同様なドレス性であるため容易にドレスができます。

Q A＆［注釈］※主溝 ： ドリル、エンドミルの溝部（ドリル、エンドミルで加工したときに生じる切り屑を排出するために設けられた溝）（参考：図6）※一般砥石研削法 ： 一般砥石をドレッサとし、ホイール面をドレスする
方法［適用範囲と期待効果］
非金属材料

その他

無機材料
有機材料
（ガラス・セラミックス） （ゴム・プラスチック）

先端材料

金属材料
鉄系材料

非鉄系材料
（Alなど）●
サイクルタイム短縮●

工具寿命向上

加工品質向上

作業性改善

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環境配慮｜ 45