JP2000203949A - Processing method of ceramics - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高精度のセラミッ
クスを得るための乾式の加工方法に関する。The present invention relates to a dry processing method for obtaining high-precision ceramics.
【0002】[0002]
【従来の技術】セラミックスを部品あるいは製品とする
ためには、所定の形状・寸法・精度に仕上げることが必
要である。しかし、焼結後のセラミックは、一般に硬
く、脆い材料であるため、金属等のように機械加工によ
り切削したり、塑性変形させることは極めて困難であ
る。また加工するにしてもコストが高くなりがちなので
加工量もできるだけ減らしたい。2. Description of the Related Art In order to make ceramics into parts or products, it is necessary to finish them to predetermined shapes, dimensions and accuracy. However, since sintered ceramics are generally hard and brittle materials, it is extremely difficult to cut them by mechanical processing or to plastically deform them like metals and the like. In addition, the cost tends to be high even when processing, so it is desirable to reduce the processing amount as much as possible.
【0003】従って、一般にセラミックスは、焼結前の
材料の成形段階で、焼結時の収縮分や変形分を予測し
て、所定の形状・寸法・精度になるようにする必要があ
る。通常セラミックスは、次のような方法により製作さ
れる。Therefore, in general, it is necessary to predict the amount of shrinkage and deformation during sintering of ceramics at the molding stage of the material before sintering so that the ceramics have a predetermined shape, size and accuracy. Usually, ceramics are manufactured by the following method.
【0004】まずセラミックスの主原料と焼結助剤の混
合粉末原料と有機結合剤からなる成形原料を、金型を用
いた乾式加圧法、静水圧法、射出成形法、鋳込み法また
は押出し成形法等により成形する。[0004] First, a molding raw material composed of a mixed powder raw material of a ceramic main raw material, a sintering aid, and an organic binder is subjected to a dry pressing method using a mold, a hydrostatic pressure method, an injection molding method, a casting method or an extrusion molding method. And the like.
【0005】成形で不十分な場合には、その成形体を所
定の形状に近くなるように加工する。更に、穴や溝、或
いは複雑な形状等で寸法精度の高さが求められる製品の
場合には、成形体を焼結する温度より20〜30%低い
温度で1〜4時間、仮焼後、加工する方法を採ることも
ある。When molding is insufficient, the molded body is processed so as to be close to a predetermined shape. Furthermore, in the case of a product requiring high dimensional accuracy in a hole or groove, or a complicated shape, etc., after calcination for 1 to 4 hours at a temperature 20 to 30% lower than the temperature at which the molded body is sintered, In some cases, a processing method is used.
【0006】このようにして、焼結後に最終製品に近い
形状になるように加工した後、焼結する。更に精度を高
める場合には、焼結後に研磨等の加工をして所定の寸法
に仕上げていた。[0006] In this way, after the sintering is processed into a shape close to the final product, sintering is performed. In order to further improve the accuracy, after sintering, processing such as polishing has been performed to finish to predetermined dimensions.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この成形体または仮焼
体の加工としては、例えば、製品が円筒状のものであれ
ば、旋盤に成形体を固定し、回転させ、円筒状の成形体
の内外周を固定バイトにより、研削する方法がある。The processing of the compact or calcined body is, for example, if the product is cylindrical, fix the compact on a lathe and rotate it to form a cylindrical compact. There is a method in which the inner and outer peripheries are ground with a fixed cutting tool.
【0008】このとき、加工物の回転速度が遅いと相対
的にバイトの切り込み速度が速くなるため、切削抵抗が
大きく、また加工表面が粗くなり、且つ加工時間が長く
かかる。逆に回転数を高くすると成形体に遠心力が働く
ため、破壊することがある。また、旋盤でのチャッキン
グ力を大きくしなければならず、その力で成形体が変形
することもある。At this time, if the rotation speed of the workpiece is low, the cutting speed of the cutting tool is relatively high, so that the cutting resistance is large, the processing surface is rough, and the processing time is long. Conversely, if the number of rotations is increased, the compact may be broken because centrifugal force acts on the compact. Further, the chucking force on the lathe must be increased, and the molded body may be deformed by the force.
【0009】成形体の異型体やブロック状の加工におい
ては、フライス盤などにより、テーブル面に固定し、多
数の刃を持った回転する工具により、平面やみぞ、側面
の加工がおこなわれている。[0009] In the processing of a shaped article or a block-like shaped article, a plane, a groove or a side face is processed by a rotating tool having a large number of blades, which is fixed to a table surface by a milling machine or the like.
【0010】このとき、従来の1000回転/分(以下
rpmと記す)未満の回転数では、切削粉が加工物と刃物
との間に溜まり易く、切削抵抗が大きいなどのため、加
工に時間がかかり、特に細かい部分の加工においては、
加工端部の脱落やかけが生じやすかった。At this time, the conventional rotation speed of 1000 revolutions / minute (hereinafter, referred to as “revolution speed”)
At rotation speeds less than (rpm), cutting powder tends to accumulate between the workpiece and the blade, and the cutting resistance is large.
It was easy for dropping or splintering of the processed end.
【0011】成形体の強度は、セラミックス原料に添加
される有機系結合剤により得られるが、付加出来る成形
体強度に限界があるため、切削加工に耐え得る素材強度
が得難い。これらから成形体の加工では、素材強度が弱
く、ハンドリング性や加工性に難がある。Although the strength of the molded body can be obtained by the organic binder added to the ceramic raw material, the strength of the molded body that can be added is limited, and it is difficult to obtain a material strength that can withstand cutting. For these reasons, in the processing of the molded body, the material strength is weak, and there is a difficulty in handling properties and workability.
【0012】そこで先に述べたように成形体の強度を高
めるために、成形体を焼成する温度より20〜30%低
い温度で1〜4時間、仮焼後、加工する方法もある。し
かし、この方法では、仮焼の工程が増えることと、仮焼
により加工物が硬くなり、またその硬さが原料や成形ロ
ット、仮焼ロットにより安定しないという問題が生じ
る。更に仮焼により、硬度も高くなるために、固定した
バイト等の工具の発熱や摩耗が著しく増加して、加工性
が低下する。Therefore, as described above, in order to increase the strength of the molded body, there is a method in which the molded body is calcined at a temperature 20 to 30% lower than the firing temperature for 1 to 4 hours and then processed. However, in this method, there is a problem that the number of calcining steps is increased, and that the workpiece is hardened by the calcining, and the hardness is not stable depending on the raw material, the molding lot, and the calcining lot. Further, since the hardness increases by calcination, heat generation and wear of a tool such as a fixed cutting tool are significantly increased, and workability is reduced.
【0013】従って仮焼したものでは、刃物での加工が
困難となるため、刃物ではなく砥石等による研削加工と
することも多い。しかし研削加工では、加工量が小さ
く、砥石の表面において、目詰まりが生じ易いことか
ら、加工時間が長くなる。また加工摩擦による熱の発生
も大であり、加工物の割れの原因ともなっている。[0013] Therefore, in the case of the calcined product, it is difficult to perform machining with a blade, and therefore, in many cases, grinding is performed using a grindstone instead of the blade. However, in the grinding process, the processing amount is small, and clogging easily occurs on the surface of the grindstone, so that the processing time becomes long. Further, heat generated by processing friction is large, which causes cracking of the workpiece.
【0014】このような状況に鑑み本発明の目的は、セ
ラミックスの粉末原料と結合材からなる焼結前の素材強
度の低い成形体、または仮焼体においても、精密な加工
が容易に行なえ、以て高精度のセラミックス製品を製作
できるセラミックスの加工方法を提供することにある。In view of such a situation, an object of the present invention is to enable a precision processing to be easily performed even on a molded body or a calcined body having a low material strength before sintering comprising a ceramic powder raw material and a binder. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a ceramic processing method capable of manufacturing a high-precision ceramic product.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の課題解決のため本
発明は、セラミックスの粉末原料と結合材とを混合し成
形したセラミックス成形体、或いはセラミックス成形体
を焼成温度より20〜30%低い温度で仮焼した仮焼体
を保持し、その表面層を高速回転する刃部を有する工具
により切削加工した後、焼成するものとする。セラミッ
クス成形体、仮焼体を低速で移動または回転してもよい
し、セラミックス成形体、仮焼体を固定して工具を移動
することもできる。セラミックスの成形体は、金型プレ
ス成形、静水圧プレス成形、押出し成形鋳込み成形、射
出成形のいずれの方法によるものでもよい。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a ceramic molded body obtained by mixing and molding a ceramic powder material and a binder, or a ceramic molded body having a temperature lower by 20 to 30% than a firing temperature. The calcined body calcined in the above is held, and its surface layer is cut by a tool having a blade part rotating at high speed, and then calcined. The ceramic molded body and the calcined body may be moved or rotated at a low speed, or the tool may be moved while fixing the ceramic molded body and the calcined body. The formed body of the ceramic may be formed by any of die press molding, isostatic press molding, extrusion molding, injection molding.
【0016】回転軸の周囲に加工用の刃を1〜数個取り
付け、高速で回転させて切削加工すれば、1回当たりに
刃物が削る切削量は小さいため、切削抵抗が低下し、切
削部以外の周辺に与える力も小さい。成形体の様な結合
強度の弱い加工物であっても、加工物に破壊するような
力を与えずに加工が可能となる。If one or several processing blades are mounted around the rotating shaft and rotated at a high speed for cutting, the cutting amount cut by the blade at one time is small, so that the cutting resistance is reduced and the cutting part is reduced. The force applied to other areas is small. Even a workpiece having a low bonding strength, such as a molded article, can be processed without giving a destructive force to the workpiece.
【0017】また、1回転当たりの切削量は小さいが、
回転数が高速であるため、単位時間当たりの切削量が多
くなり、、切削する送り速度を速くすることができて、
切削時間を短くできる。Although the amount of cutting per rotation is small,
Since the rotation speed is high, the amount of cutting per unit time increases, and the feed speed for cutting can be increased,
Cutting time can be shortened.
【0018】刃物が高速に回転すると、その刃物の周囲
に気流が発生し、その気流が、切削屑を切削面から排除
するため、常に切削抵抗が小さくなる。またこの気流に
より、刃物を冷却し、刃物の温度上昇を押さえられると
いう作用もある。成形体、仮焼体の回転数を1000rp
m 以下とすれば、遠心力が小さくてすむので、結合強度
の弱い加工物であっても、変形することがない。When the blade rotates at a high speed, an airflow is generated around the blade, and the airflow removes cutting chips from the cutting surface, so that the cutting resistance is constantly reduced. In addition, the airflow also has the effect of cooling the blade and suppressing a rise in the temperature of the blade. Rotation speed of compact and calcined body is 1000rp
If it is less than m, the centrifugal force can be small, so that even a workpiece having a low bonding strength will not be deformed.
【0019】セラミックス成形体、仮焼体以外でも軟質
セラミックス、例えばビッカース硬度が800HV 以下
の、マシナブルセラミックス、多孔質セラミックスなど
では、高速回転する工具で切削加工すれば、切削抵抗が
低下するので加工できる。The ceramic bodies, calcined body than any soft ceramics, for example, the Vickers hardness is less than 800H V, machinable ceramics, etc. In the porous ceramics, by cutting with a tool rotating at a high speed, since the cutting resistance is reduced Can be processed.
【0020】回転する工具の回転数は2000rpm 以上
とするのがよい。2000rpm 以上とすると、切削抵抗
が低下するので、加工速度を速くすることが出来、例え
ば回転する工具と、被加工物との相対速度を50mm/mi
n 以上とできることは、後述の実施例の項の通りであ
る。The rotation speed of the rotating tool is preferably 2000 rpm or more. When the rotation speed is 2000 rpm or more, the cutting resistance is reduced, so that the processing speed can be increased. For example, the relative speed between the rotating tool and the workpiece is 50 mm / mi.
What can be set to n or more is as described in the examples below.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】[実施例]以下、本発明の実施例
を説明する。なお、含有量の比率は、特記の場合を除き
質量%とする。 [実施例1]本実施例をアルミナセラミックス材料で説
明する。Embodiments of the present invention will be described below. In addition, the ratio of the content is set to mass% unless otherwise specified. [Embodiment 1] This embodiment will be described with an alumina ceramic material.
【0022】まず酸化けい素(SiO2 )、酸化マグネ
シュウム(MgO)、酸化カルシュウム(CaO)を含
む85〜100%のアルミナセラミックスになるように
調合し、結合剤として、ポリビニルアルコール(以下P
VAと記す)を1〜3%、また柔軟剤等を添加し湿式粉
砕後、スプレードライヤーにて造粒・乾燥し成形原料と
した。First, an alumina ceramic of 85 to 100% containing silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO) is prepared, and polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as P) is used as a binder.
VA), a softener and the like were added, and wet pulverization was performed, followed by granulation and drying with a spray drier to obtain a forming raw material.
【0023】その成形原料を用い金型にて加圧成形し、
図2(a)の断面形状をもつ、角環状の成形体11aを
得た。成形体11aの寸法は、外寸163×163、内
寸142×142、高さ30mmである。図2(a)の成
形体11aを、フライス盤のテーブルに上下方向より加
圧固定し、成形体11aの外周部を図3の工具により波
型に切削した。The molding raw material is press-molded with a mold,
An angular annular molded body 11a having the cross-sectional shape of FIG. 2A was obtained. The dimensions of the molded body 11a are an outer dimension of 163 × 163, an inner dimension of 142 × 142, and a height of 30 mm. The molded body 11a in FIG. 2A was pressed and fixed to a table of a milling machine from above and below, and the outer peripheral portion of the molded body 11a was cut into a corrugated shape by the tool in FIG.
【0024】図1は、その加工に用いた工具13の外観
図である。波型形状の多結晶人造ダイヤモンド層を有す
るブランクスを作製し、それ超鋼台にろう付して切削用
チップ15とした。その切削用チップ15を2個、固定
ねじ16でフライスホルダー14の対角線上に取り付け
た。取付け後の工具13の外径は50mmである。この工
具13を10000rpm 以上で回転できるフライス盤の
主軸に取り付け、回転して加工した。FIG. 1 is an external view of a tool 13 used for the machining. A blank having a corrugated polycrystalline artificial diamond layer was prepared and brazed to a steel table to obtain a cutting tip 15. Two of the cutting tips 15 were mounted on a diagonal line of the milling holder 14 with fixing screws 16. The outer diameter of the tool 13 after the attachment is 50 mm. The tool 13 was mounted on a spindle of a milling machine capable of rotating at 10,000 rpm or more, and was rotated for processing.
【0025】図2(b)は、加工後の成形体11bの断
面図である。外周部が波型に加工された、3段のヒダ部
12付きの角形環とした。ヒダ部12の厚さは、2.5
mm、長さ6mm、間隔2.5mmである。FIG. 2B is a sectional view of the formed body 11b after processing. The outer peripheral portion was formed into a rectangular ring with three folds 12 having a corrugated shape. The thickness of the fold 12 is 2.5
mm, length 6 mm, interval 2.5 mm.
【0026】この加工において、工具13の回転数を1
000rpm とし、成形体の送り速度を30mm/min、切
り込み量6mmとした場合は、ヒダ部12に割れが入り、
成形体から脱落した。送り込み量を3mmとした場合は、
2回の加工で6mmの加工ができた。もちろん、3回以上
に分けて加工することもできた。In this machining, the rotation speed of the tool 13 is set to 1
When the feed speed of the molded body is 30 mm / min and the cutting depth is 6 mm, the fold 12 is cracked.
Dropped from the molded body. When the feeding amount is 3 mm,
6mm processing was completed by two processings. Of course, it could be processed three or more times.
【0027】回転数を2000rpm に上げた場合は、成
形体の送り速度を30mm/min、切り込み量6mmで、ヒ
ダ部12の割れと脱落は無くなる。但し、加工送り速度
を200mm/minにした場合は、ヒダ部12に割れが入
り成形体から脱落した。When the number of revolutions is increased to 2000 rpm, cracks and falling off of the folds 12 are eliminated at a feed rate of the compact of 30 mm / min and a cutting depth of 6 mm. However, when the processing feed speed was set to 200 mm / min, the fold 12 was cracked and dropped from the molded body.
【0028】更に回転数を4000rpm にし、成形体の
送り速度を30mm/min以上、切り込み量6mmの同条件
で加工したところ、割れ・脱落は無かった。加工可能な
最大送り速度は、約500mm/ minであった。また回転
数を10000rpm にしたところ、切り込み量6mmで、
加工可能な最大送り速度は1000mm/min であり、加
工時の割れや脱落はなかった。Further, when the molding was processed under the same conditions of a rotation speed of 4000 rpm, a feed speed of the molded body of 30 mm / min or more, and a cutting depth of 6 mm, no cracking or falling off occurred. The maximum feed rate that can be processed was about 500 mm / min. When the number of revolutions was set to 10000 rpm, the cutting amount was 6 mm,
The maximum feed rate that could be processed was 1000 mm / min, and there was no cracking or falling off during processing.
【0029】このように、高速で回転する刃物の回転数
を上げることにより、1回転当たりの切削量は小さい
が、単位時間当たりの切削量が多くなるため、切削する
送り速度を速くすることができて、切削時間を短くでき
る。また、刃物が削る切削量は小さいため、切削抵抗が
小さく切削部以外の周辺に与える力が小さいので、成形
体のような結合強度の弱い加工物であっても、加工物か
破壊するような力を与えることなく加工することができ
る。As described above, by increasing the number of rotations of the blade rotating at a high speed, the amount of cutting per rotation is small, but the amount of cutting per unit time is increased. And cutting time can be shortened. In addition, since the cutting amount that the blade cuts is small, the cutting force is small and the force applied to the periphery other than the cut portion is small, so even if the work has a weak bonding strength such as a molded body, the work may break. It can be processed without giving force.
【0030】刃物が高速に回転すると、その刃物の周囲
に気流が発生し、その気流が、切削屑を切削面から排除
するため、常に切削抵抗が小さくなる。またこの気流に
より、刃物を冷却し、刃物の温度上昇を押さえるという
効果もある。When the blade rotates at a high speed, an airflow is generated around the blade, and the airflow removes cuttings from the cutting surface, so that the cutting resistance is always reduced. The airflow also has the effect of cooling the blade and suppressing a rise in the temperature of the blade.
【0031】更に、図1(b)の加工した成形体11b
について、1600℃、2時間の焼成をおこなった。な
お、その焼成時に約20%収縮した。このようにして、
精密なセラミックスの角形環が得られた。 [実施例2]実施例1で得られた成形体外形(外寸16
3×163、内寸142×142、高さ30mm)を12
50℃×1h空気中で加熱処理し、仮焼体とし、素材強
度の向上を図った後、実施例1と同じく図3の切削工具
を用いてフライス盤で加工をおこなった。なお、上記の
条件の仮焼での寸法変化は殆ど無い。Further, the processed molded body 11b shown in FIG.
Was fired at 1600 ° C. for 2 hours. It was shrunk by about 20% during the firing. In this way,
A precise ceramic square ring was obtained. [Example 2] The outer shape of the molded product obtained in Example 1 (external size 16
3 × 163, inner size 142 × 142, height 30mm)
Heat treatment was performed in air at 50 ° C. for 1 hour to form a calcined body, and after improving the material strength, processing was performed with a milling machine using the cutting tool of FIG. In addition, there is almost no dimensional change in the calcination under the above conditions.
【0032】仮焼体では、成形体よりも、かなり硬い素
材となるため、成形体の加工よりも切削量が低下する。
工具の回転を1000rpm とし、加工送り速度を30mm
/min、切り込み量6mmでは、切削抵抗が高く、また刃
物の破損が生じることがあって、切削ができなかった。Since the calcined body is a material that is considerably harder than the molded body, the amount of cutting is smaller than the processing of the molded body.
The rotation of the tool is set to 1000 rpm and the machining feed rate is set to 30 mm.
When the cutting depth was 6 mm / min and the cutting depth was 6 mm, the cutting resistance was high, and the cutting tool could be damaged.
【0033】切り込み量を2mm以下とした場合は、送り
込み量を変えながら3回以上に分けて加工を行えば加工
は可能であった。しかし、加工に20分間以上の時間を
要した。切り込み量を6mmとし、一回の加工で済ますた
めに、回転数を高めて加工をおこなった。When the cut amount was set to 2 mm or less, the processing could be performed by performing the processing at least three times while changing the feed amount. However, processing required more than 20 minutes. The cutting speed was set to 6 mm, and the machining was performed at a higher rotation speed in order to perform one machining.
【0034】回転数2000rpm では、加工送り速度を
30mm/minでもまだ切削抵抗が高く、ヒダ部12の割
れや脱落が生じ加工出来なかった。回転数を4000rp
m にし、切り込み量を6mm、加工送り速度を30mm/mi
nの条件で加工したところ、割れ・脱落は無かった。更
に、加工送り速度を100mm/min としても可能であっ
た。回転数を10000rpm にしたところ、加工時の割
れ、脱落等の無い加工可能な最大送り速度は、約500
mm/min にまで向上した。At a rotation speed of 2,000 rpm, the cutting resistance was still high even at a processing feed rate of 30 mm / min, and the folds 12 were cracked or dropped, so that processing was not possible. 4000 rpm
m, cutting depth 6mm, machining feed rate 30mm / mi
When processed under the conditions of n, there was no cracking or falling off. Further, it was possible to set the processing feed rate to 100 mm / min. When the rotation speed is set to 10000 rpm, the maximum feed rate that can be processed without cracking or falling off during processing is about 500
mm / min.
【0035】このように、成形体を仮焼した仮焼体で
も、回転数を上げることにより、加工時の送り速度を速
くすることが出来る。但し、その速度は、成形体の約半
分であった。更に、仮焼体を1600℃、2時間の焼成
をおこなって、精密なセラミックスの角形環が得られ
た。なお、この場合も焼成時に約20%収縮した。As described above, even in the calcined body obtained by calcining the formed body, the feed speed at the time of working can be increased by increasing the rotation speed. However, the speed was about half that of the compact. Further, the calcined body was fired at 1600 ° C. for 2 hours to obtain a precise ceramic square ring. It should be noted that also in this case, it shrank by about 20% during firing.
【0036】[実施例3]実施例1と同様の方法によ
り、85〜100%のアルミナセラミックスの成形原料
を作製し、その成形原料を用いて金型にて加圧成形し、
外径150mm/内径125mm、高さ30mmの丸型の環状
の成形体を作成した。Example 3 In the same manner as in Example 1, a raw material for forming an alumina ceramic of 85 to 100% was prepared, and the forming raw material was pressure-formed using a mold.
A circular annular molded body having an outer diameter of 150 mm / inner diameter of 125 mm and a height of 30 mm was prepared.
【0037】加工用の工具も、実施例1と同様の方法に
より、多結晶人造ダイヤモンド層を有するブランクスを
作製し、それを超鋼台にろう付して切削用チップを作製
した。そのチップ2個を回転ホルダーに対角線上に取り
付け、カッター外径50mmとした。この工具を旋盤のバ
イト固定台部に10000rpm 以上で回転できる工具ホ
ルダーに取り付け、回転させた。As the working tool, a blank having a polycrystalline artificial diamond layer was prepared in the same manner as in Example 1, and the blank was brazed to a super steel table to prepare a cutting tip. The two chips were mounted diagonally on a rotary holder to make the cutter outer diameter 50 mm. This tool was mounted on a tool holder capable of rotating at 10,000 rpm or more on a tool holder of a lathe and rotated.
【0038】環状の成形体を旋盤のチャックに固定し、
回転数は250rpmとして、工具の回転方向と同じ回転
方向に回転した。すなわち、成形体の加工部分での成形
体表面部分の進行方向と工具の部分の進行方向とが逆に
なるようにした。加工形状としては、図1(b)と同じ
く、円環状の成形体の外側に、厚さ2.5mm、深さ6m
m、間隔2.5mmの3段のヒダ加工をおこなった。な
お、この加工の場合は、工具が成形体の中心に向かって
動くので、その速度を切り込み速度と呼ぶことにする。The annular molded body is fixed to a chuck of a lathe,
The rotation speed was 250 rpm, and the tool was rotated in the same rotation direction as the rotation direction of the tool. That is, the traveling direction of the surface portion of the molded body in the processing portion of the molded body is opposite to the traveling direction of the tool portion. As for the processing shape, a thickness of 2.5 mm and a depth of 6 m are provided outside the annular molded body as in FIG.
Three steps of creases were performed with a length of 2.5 mm and an interval of 2.5 mm. In the case of this processing, since the tool moves toward the center of the compact, the speed is referred to as a cutting speed.
【0039】この加工において、工具の回転数を100
0rpmとし、切り込み速度を100mm/minとしたとき、
ヒダ部に割れが入り成形体から脱落した。加工具の回転
数を4000rpm と上げることにより、切り込み速度1
00mm/minでは、割れ脱落が無くなり、加工可能な最
大切り込み速度は、1000mm/minであった。In this machining, the rotational speed of the tool is set to 100
When 0 rpm and the cutting speed are 100 mm / min,
Cracks appeared in the folds and dropped from the molded body. By increasing the rotation speed of the processing tool to 4000rpm, the cutting speed 1
At 00 mm / min, cracks did not fall off, and the maximum cutting speed that could be processed was 1000 mm / min.
【0040】この加工においては、成形体の加工回転数
が250rpm と遅いため、旋盤でのチャッキング圧力は
低くてもよい。従って、成形体にかかる固定力、遠心力
および加工時の加工抵抗が小さいため、加工時の割れや
変形が無くなった。成形体を1600℃、2時間の焼成
をおこなって、精密なセラミックスの円形環が得られ
た。なお、この場合も焼成時に約20%収縮した。In this processing, the processing speed of the compact is as low as 250 rpm, so that the chucking pressure on the lathe may be low. Accordingly, since the fixing force, the centrifugal force, and the working resistance at the time of working are small, cracking and deformation at the time of working are eliminated. The compact was fired at 1600 ° C. for 2 hours to obtain a precise ceramic circular ring. It should be noted that also in this case, it shrank by about 20% during firing.
【0041】更に、切削摩擦により、発生する熱によっ
て温度上昇し、工具の切削性が低下することがあった
が、加工時に工具が高速に回転しているため、工具が冷
却され、かつ切削物が切削面より排除されるために、固
定したバイトで加工するよりも、刃物の摩耗が少なくな
り、刃物の寿命が延びて10数倍の時間加工できるよう
になった。Further, the temperature generated by the heat generated due to the cutting friction may increase the cutting performance of the tool, but since the tool rotates at a high speed during machining, the tool is cooled and Is removed from the cutting surface, so that the cutting tool is less worn than in the case of processing with a fixed cutting tool, the life of the cutting tool is extended, and processing can be performed for ten times or more.
【0042】[実施例4]実施例3と同様に円環状の成
形体を作製した後、その成形体を1250℃×1h 空気
中で加熱処理し、仮焼体とした。Example 4 After forming an annular molded body in the same manner as in Example 3, the molded body was heat-treated at 1250 ° C. × 1 h in air to obtain a calcined body.
【0043】その仮焼体について実施例3と同様の加工
をおこなった。工具の回転数を1000rpmとし、切り
込み速度を50mm/min としたとき、ヒダ部12に割れ
が入り仮焼体から脱落した。The same processing as in Example 3 was performed on the calcined body. When the rotational speed of the tool was set to 1000 rpm and the cutting speed was set to 50 mm / min, the fold 12 was cracked and dropped from the calcined body.
【0044】加工具の回転数を4000rpm と上げるこ
とにより、切り込み速度を50mm/minでも、割れ脱落
が無くなり、加工可能な最大切り込み速度は、500mm
/minであった。By increasing the rotational speed of the processing tool to 4000 rpm, even at a cutting speed of 50 mm / min, cracks and falling are eliminated, and the maximum cutting speed that can be processed is 500 mm / min.
/ Min.
【0045】この場合も、回転数を上げることにより、
最大切り込み速度を速くすることが出来る。但し、仮焼
体では、成形体の約半分であった。Also in this case, by increasing the rotation speed,
The maximum cutting speed can be increased. However, the calcined body was about half of the molded body.
【0046】[実施例5]グラファイトについて、フラ
イス盤を用いて実施例1と同様の方法で、回転数400
0rpm、切り込み量0.3mmの条件で50×50mmの表
面の切削加工をおこなった。Example 5 The graphite was rotated at 400 rpm using a milling machine in the same manner as in Example 1.
A 50 × 50 mm surface was cut under the conditions of 0 rpm and a cutting depth of 0.3 mm.
【0047】従来、2000rpm以下の回転数では、2
0min 以上の加工時間を要したものが、回転数4000
rpmでは5min と4分の1に短縮できた。従って、これ
らの材料においても、回転数の高速化は、切削性の向上
を可能にした。Conventionally, at a rotational speed of 2000 rpm or less, 2
A machine that requires a processing time of 0 min or more has a rotation speed of 4000
With rpm, it could be shortened to 5min and 1/4. Therefore, even in these materials, an increase in the number of revolutions has made it possible to improve the machinability.
【0048】マシナブルセラミック、ムライトの多孔質
体、ステアタイトの多孔質体についても同様の加工がで
きた。The same processing was performed on a porous body of machinable ceramics, mullite and a porous body of steatite.
【0049】グラファイト、マシナブルセラミックのビ
ッカース硬度は400〜800HVであり、ムライト、
ステアタイトの多孔質体のビッカース硬度は100〜5
00HV である。従って、ビッカース硬度が800HV
以下であれば、本発明にかかる高速回転する工具による
切削加工が可能であると考えられる。[0049] graphite, the Vickers hardness of the machine fashionable ceramic is a 400~800H V, mullite,
Vickers hardness of the steatite porous material is 100 to 5
It is a 00H V. Therefore, the Vickers hardness is 800H V
If it is the following, it is considered that cutting by the high-speed rotating tool according to the present invention is possible.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ラミックス成形体、仮焼体の切削加工において、それら
の表面層を高速回転する刃部を有する工具により切削加
工することにより、切削抵抗が小さくなって、切削性が
向上し、切削時間の短縮が可能となり、加工物の割れの
発生も減少した。As described above, according to the present invention, in the cutting of a ceramic molded body and a calcined body, their surface layers are cut by a tool having a blade portion which rotates at a high speed, so that the cutting resistance is reduced. And the cutting performance was improved, the cutting time was shortened, and the occurrence of cracks in the workpiece was reduced.
【0051】そして、高精度の成形体、仮焼体の製作が
可能になったことにより、それを焼成して高精度のセラ
ミックス製品を提供することができるようになった。軟
質セラミックスの切削加工についても、従来の1/4程
度に加工時間を短縮できた。And, since it became possible to manufacture a high-precision molded body and a calcined body, it was possible to provide a high-precision ceramic product by firing it. Cutting time for soft ceramics was also reduced to about 1/4 of the conventional time.
【0052】これらから本法は、高精度のセラミックス
製品の製造方法として、極めて大きい工業的価値を有す
るものである。From these, the present method has an extremely large industrial value as a method for producing a ceramic product with high precision.
【図1】刃部を有する工具の外観図FIG. 1 is an external view of a tool having a blade portion.
【図2】(a)は実施例1の角形環の加工前の断面図、
(b)は加工後の断面図FIG. 2A is a cross-sectional view of a rectangular ring of Example 1 before processing.
(B) is a sectional view after processing.
11a 成形体 11b 成形体 12 ヒダ部 13 ホルダー 14 チップ 15 固定ネジ 11a molded body 11b molded body 12 fold 13 holder 14 chip 15 fixing screw
Claims (10)
し成形したセラミックス成形体を保持し、その表面層を
高速回転する刃部を有する工具により切削加工した後、
焼成することを特徴とするセラミックスの加工方法。1. A ceramic molded body obtained by mixing and molding a ceramic powder raw material and a binder and holding the ceramic molded body, and cutting a surface layer thereof with a tool having a blade part rotating at a high speed.
A ceramic processing method characterized by firing.
し成形したセラミックス成形体を焼成温度より20〜3
0%低い温度で仮焼し、その仮焼体を保持し、その表面
層を高速回転する刃部を有する工具により切削加工した
後、焼成することを特徴とするセラミックスの加工方
法。2. A ceramic molded body obtained by mixing and molding a ceramic powder raw material and a binder is heated to a firing temperature of 20 to 3 times.
A ceramic processing method characterized by calcining at a temperature lower by 0%, holding the calcined body, cutting the surface layer with a tool having a blade part rotating at high speed, and then firing.
し成形したセラミックス成形体を回転し、その表面層を
高速回転する刃部を有する工具により切削加工した後、
焼成することを特徴とするセラミックスの加工方法。3. A ceramic molded body obtained by mixing and molding a ceramic powder raw material and a binder, is rotated, and its surface layer is cut by a tool having a blade part that rotates at a high speed.
A ceramic processing method characterized by firing.
し成形したセラミックス成形体を焼成温度より20〜3
0%低い温度で仮焼し、その仮焼体を回転し、その表面
層を高速回転する刃部を有する工具により切削加工した
後、焼成することを特徴とするセラミックスの加工方
法。4. A ceramic molded body obtained by mixing and molding a ceramic powder raw material and a binder is heated to a firing temperature of 20 to 3 times.
A method for processing ceramics, comprising calcining at a temperature lower by 0%, rotating the calcined body, cutting the surface layer with a tool having a blade portion rotating at high speed, and then calcining.
m 以下とすることを特徴とする請求項3または4に記載
のセラミックスの加工方法。5. The rotational speed of the compact or calcined body is 1000 rp.
The method for processing ceramics according to claim 3 or 4, wherein the value is not more than m.
形、静水圧プレス成形、押出し成形鋳込み成形、射出成
形のいずれかの方法により成形したことを特徴とする請
求項1ないし5のいずれかに記載のセラミックスの加工
方法。6. The ceramic body according to claim 1, wherein the ceramic body is formed by any one of a mold press molding, an isostatic press molding, an extrusion molding, and an injection molding. The processing method of the ceramics described.
ラミックスを固定し、その表面層を高速回転する刃部を
有する工具により切削加工することを特徴とするセラミ
ックスの加工方法。7. Vickers hardness fixes the following soft ceramic 800H v, machining method of the ceramic, characterized in that the cutting by the tool having a cutting portion at a high speed rotating the surface layer.
ルセラミックス、多孔質セラミックスのいずれかである
ことを特徴とする請求項7記載のセラミックスの加工方
法。8. The method according to claim 7, wherein the soft ceramic is any one of a carbonaceous material, a machinable ceramic, and a porous ceramic.
であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに
記載のセラミックスの加工方法。9. The method according to claim 1, wherein the rotating speed of the rotating tool is 2000 rpm or more.
min 以上の相対速度で移動することを特徴とする請求項
9記載のセラミックスの加工方法。10. A rotating tool and a workpiece are set at 50 mm /
The method for processing ceramics according to claim 9, wherein the ceramics is moved at a relative speed of min or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005282A JP2000203949A (en) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | Processing method of ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11005282A JP2000203949A (en) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | Processing method of ceramics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000203949A true JP2000203949A (en) | 2000-07-25 |
Family
ID=11606894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11005282A Withdrawn JP2000203949A (en) | 1999-01-12 | 1999-01-12 | Processing method of ceramics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000203949A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017511959A (en) * | 2014-02-13 | 2017-04-27 | フラム・グループ・アイピー・エルエルシー | Composite for spark plug insulator and method of manufacturing spark plug insulator |
-
1999
- 1999-01-12 JP JP11005282A patent/JP2000203949A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017511959A (en) * | 2014-02-13 | 2017-04-27 | フラム・グループ・アイピー・エルエルシー | Composite for spark plug insulator and method of manufacturing spark plug insulator |
| US10354782B2 (en) | 2014-02-13 | 2019-07-16 | Fram Group IP, LLC | Composition for and method of making an insulator for a spark plug |
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